KR102236420B1 - 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수면 분석 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광대역(Ultra Wide Band: UWB) 레이더를 이용하여 수면 분석 대상자의 수면 상태에 따른 수면 분석 데이터를 수집하고, 수면 분석 데이터에 기반한 학습 데이터세트를 구성하여 인공지능 모델을 학습시키고, 학습된 인공지능 모델에 수면의 질을 분석하고자 하는 수면 분석 데이터에 대한 데이터세트를 적용하여 수면 레벨(=수면 질)을 분석하고, 분석된 수면 레벨에 대응하여 숙면을 취할 수 있도록 안내하는 수면 케어 서비스를 제공하는 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템 및 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 수면 분석 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광대역(Ultra Wide Band: UWB) 레이더를 이용하여 잠을 자는 사람(이하 "수면 분석 대상자"라 함)의 수면 상태에 따른 수면 분석 데이터를 수집하고, 수면 분석 데이터에 기반한 학습 데이터세트를 구성하여 인공지능 모델을 학습시키고, 학습된 인공지능 모델에 수면의 질을 분석하고자 하는 수면 분석 데이터에 대한 데이터세트를 적용하여 수면 레벨(=수면 질)을 분석하고, 분석된 수면 레벨에 대응하여 숙면을 취할 수 있도록 안내하는 수면 케어 서비스를 제공하는 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템 및 방법에 관한 것이다.
소득의 증대에 따라 삶의 질이 향상되고, 저출산 및 장수화 시대가 도래함에 따라 치료 중심의 보건의료 패러다임이 예방과 관리 중심으로 변화하고 있다. 이러한 패러다임의 변화에 따라 건강 관리 서비스(Health Care Service)에 관한 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.
이와 관련하여 수면 관리(Sleep Care이하 "수면 케어"라 함)는 다이어트나 운동 못지않은 건강 관심사로 주목받고 있으며, 이와 관련된 산업 또한 급성장하고 있다.
불규칙한 생활과 걱정, 불안, 카페인 과다 섭취 때문에 수면 장애를 느끼는 사람들을 위한 수면 경제(Sleeponomics) 규모가 미국에서만 한해 200억 달러에 이른다고 하며, 수면 무호흡증 등을 검사하는 수면 클리닉이 1,000곳을 넘어섰고, 숙면을 돕는 각종 액세서리의 관련 시장도 급격히 활성화되고 있다.
이러한 숙면과 관련한 시장의 활성화에도 많은 사람의 수면 만족도는 여전히 낮은 수준인 것으로 알려져 있다.
장기간의 수면 무호흡은 심장이나 폐에 부담을 가중시켜, 고혈압, 심장마비, 발작과 같은 심각한 합병증과 관련이 있으며, 수면 무호흡이 있는 사람의 사망률이 없는 사람보다 높다는 연구 결과가 보고되고 있다.
이외에도 성 기능 장애, 당뇨병, 집중력 장애와도 관계가 있으며, 소아 및 청소년기에는 학업능력의 저하, 야뇨증, 과잉행동장애 증후군과도 연관이 있다.
수면 무호흡 판단을 위한 수면검사는 병원에서 수면하며, 코와 입을 통한 공기의 출입, 가슴과 복부의 호흡운동, 뇌파, 안구운동, 혈중산소포화도, 심전도, 근전도 등을 종합적으로 동시에 검사하는 방법을 사용하고 있다.
물론 간이수면검사를 이용하여 병원이 아닌 곳에서 검사하는 방법도 있지만, 장치를 설치하거나 몸에 부착하는 등의 부가적인 조치가 필요한 방식을 사용하고 있다.
이와 같이 종래 수면 분석 장치는 다양한 센서들을 몸에 부착하는 등의 부가적인 조치가 필요하므로 검사를 위한 준비에 많은 시간이 소요되며, 센서를 부착한 수면검사 대상자가 많은 센서를 몸에 붙여야 하므로 불편하여 수면에 방해받을 수 있는 문제점이 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 대한민국 공개특허 제10-2014-0006256 [수면 무호흡 모니터링 시스템 및 방법](이하 "선행기술"이라 함)은 바이오 레이더를 설치하여 무호흡을 모니터링하고, 움직임 센서에 의해 수면 분석 대상자의 수면 중의 움직임을 모니터링하도록 하여 수면검사 대상자의 신체에 센서를 부착하지 않고 수면을 모니터링할 수 있는 기술을 개시한다.
그러나 선행기술은 수집되는 호흡 데이터 및 움직임 데이터를 지속적으로 이전 데이터들과 비교하여 변화를 모니터링하고, 변화에 따른 수면 분석 요소(무호흡, 움직임 등)의 횟수를 카운트하여 수면 시간 내의 기준치를 초과하면 이상이 있는 것으로 판단하므로 그 정확성이 떨어지며, 많은 연산 처리를 수행하여야 하는 문제점이 있다.
또한, 선행기술은 단순히 수면 분석 요소들의 횟수에 의해서만 수면의 단계를 결정하므로 결정된 수면 단계의 정확성 및 신뢰도가 떨어질 수 있는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 광대역(Ultra Wide Band: UWB) 레이더를 이용하여 수면 분석 대상자의 수면 상태에 따른 수면 분석 데이터를 수집하고, 수면 분석 데이터에 기반한 학습 데이터세트를 구성하여 인공지능 모델을 학습시키고, 학습된 인공지능 모델에 수면의 질을 분석하고자 하는 수면 분석 데이터에 대한 데이터세트를 적용하여 수면 레벨(=수면 질)을 분석하고, 분석된 수면 레벨에 대응하여 숙면을 취할 수 있도록 안내하는 수면 케어 서비스를 제공하는 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템은: 수면 분석 대상자로부터 일정 거리에 설치되어 상기 수면 분석 대상자가 자는 방향으로 광대역(Ultra Wide Band: UWB)신호를 송신하고, 그에 따른 반사 신호를 수신하여 레이더 데이터를 출력하는 UWB 레이더를 포함하고, 상기 레이더 데이터를 분석하여 상기 수면 분석 대상자의 움직임 및 호흡을 포함하는 수면 분석 요소에 대한 수면 분석 요소 정보를 포함하는 수면 분석 데이터를 생성하여 주기적으로 송신하고, 상기 수면 분석 데이터에 대한 수면 케어 정보를 수신하여 저장한 후 상기 수면 케어 정보에 따라 수면 케어 가이드 정보를 출력하는 수면 케어부; 및 상기 수면 분석 데이터를 수신하고, 수면 분석 데이터의 수면 분석 요소들을 분석하여 수면 특징 정보를 추출한 후 상기 수면 특징 정보 및 상기 수면 분석 데이터를 전처리한 전처리 수면 분석 데이터에 대한 2D 특징맵인 데이터세트를 생성하여 미리 다수의 사람에 대한 수면 레벨에 대한 주석이 포함된 데이터세트인 학습 데이터세트에 의해 학습된 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 상기 수면 분석 대상자의 수면 레벨을 확인하고, 확인된 수면 레벨에 대응하는 적어도 하나 이상의 수면 케어 가이드 정보를 포함하는 수면 케어 정보를 생성하여 상기 수면 케어부로 제공하는 수면 분석부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수면 케어부는, 상기 UWB 레이더; 수면 케어 가이드 정보를 출력하는 출력 수단; 상기 레이더 데이터 및 수면 분석 데이터를 저장하는 단말 저장부; 및 상기 반사 신호에 대응하는 레이더 데이터를 생성하고, 상기 레이더 데이터를 분석하여 상기 수면 분석 대상자의 움직임 및 호흡을 포함하는 수면 분석 요소에 대한 수면 분석 요소 정보를 포함하는 수면 분석 데이터를 주기적으로 생성하여 상기 수면 분석부로 송신하고, 상기 수면 분석 데이터에 대한 수면 케어 정보를 상기 수면 분석부로부터 수신하여 상기 단말 저장부에 저장한 후 상기 수면 케어 정보에 따라 상기 출력 수단을 통해 수면 케어 가이드 정보를 출력하는 단말 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 단말 제어부는, 상기 반사 신호에 대응하는 레이더 데이터를 생성하는 레이더 데이터 수집부; 상기 레이더 데이터에서 호흡 수면 분석 요소와 움직임 수면 분석 요소를 분리하여 출력하는 수면 분석 요소 분리부; 상기 분리된 수면 분석 요소들에 대한 데이터인 수면질 분석 데이터를 생성하는 수면질 분석 데이터 생성부; 상기 수면질 분석 데이터를 취침 시부터 기상 시까지 수집한 수면 분석 데이터를 생성하여 상기 수면 분석부로 전송하는 수면 분석 데이터 생성부; 및 상기 수면 분석부로부터 수면 케어 정보를 수신하여 상기 단말 저장부에 저장하고, 저장된 수면 케어 정보에 따라 상기 출력 수단을 통해 수면 케어 가이드 정보를 출력하는 수면 케어 서비스부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수면 케어부는, 상기 수면 분석 대상자에 대한 수면 분석 대상자 인증정보를 입력받아 출력하는 입력 수단을 더 포함하되, 상기 단말 제어부는, 상기 입력 수단을 통해 수면 분석 대상자 인증정보를 수신받아 상기 단말 저장부에 등록하고, 수면 분석 모니터링 개시 시 상기 입력 수단을 통해 수면 분석 대상자 인증정보를 획득하고, 획득된 수면 분석 대상자 인증정보와 등록된 등록 수면 분석 대상자 인증정보를 비교하여 획득된 수면 분석 대상자 인증정보가 등록된 수면 분석 대상자의 인증정보인지를 인증하고 그 결과를 출력하는 인증부를 더 포함하되, 상기 단말 제어부는, 상기 인증 결과가 성공이면 상기 수면 분석 데이터의 전송 및 수면 케어 서비스를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 단말 제어부는, 상기 수면 분석 대상자의 기상 시 취침 시부터 기상 시까지 수집된 수면질 분석 데이터에 대한 수면 레벨을 입력할 것을 출력 수단을 통해 출력하여 상기 수면 분석 대상자에게 수면 레벨을 입력할 것을 요청하고, 그에 응답하여 수면 레벨을 입력받아 출력하는 수면 레벨 확인부를 더 포함하되, 상기 수면 분석 데이터 생성부는, 상기 수면 레벨이 입력되지 않으면 상기 수면 레벨을 포함하지 않는 수면 데이터를 수면 분석 데이터로서 생성하는 수면 데이터 생성부; 및 상기 수면 레벨이 입력되면 상기 수면 레벨을 포함하는 수면 레벨 데이터를 수면 분석 데이터로서 생성하는 수면 레벨 데이터 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수면 분석부는, 상기 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용되는 다수의 사람에 대한 상기 학습 데이터세트를 저장하는 학습 데이터 DB, 상기 수면 분석 대상자에 대한 수면 레벨, 수면 분석 데이터 및 수면 특징 정보를 포함하는 수면 이력 정보를 저장하는 수면 이력 DB와 수면 레벨에 따른 수면 케어 정보를 저장하는 수면 케어 DB를 포함하는 분석 대상자 서버 저장부; 및 상기 학습 데이터세트를 상기 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 학습시키고, 상기 수면 분석 데이터를 수신하고, 수면 분석 데이터의 수면 분석 요소들을 분석하여 수면 특징 정보를 추출하여 상기 수면 이력 DB에 저장한 후 상기 수면 특징 정보 및 상기 수면 분석 데이터를 전처리한 전처리 수면 분석 데이터에 대한 2D 특징맵인 데이터세트를 생성하여 상기 학습된 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 상기 수면 분석 대상자의 수면 레벨을 확인하고, 확인된 수면 레벨에 대응하는 적어도 하나 이상의 수면 케어 가이드 정보를 포함하는 수면 케어 정보를 상기 수면 케어 DB로부터 로드하여 상기 수면 케어부로 제공하는 서버 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 서버 제어부는, 상기 학습 데이터세트를 상기 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 학습시키는 학습부; 상기 수면 분석 데이터를 상기 수면 케어부로부터 수집하는 수면 분석 데이터 수집부; 수면 분석 데이터의 수면 분석 요소들을 분석하여 수면 특징 정보를 추출하여 상기 수면 이력 DB에 저장한 후 상기 수면 특징 정보 및 상기 수면 분석 데이터를 전처리한 전처리 수면 분석 데이터에 대한 2D 특징맵인 데이터세트를 생성하는 데이터세트 구성부; 상기 학습된 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 상기 수면 분석 대상자의 수면 레벨을 확인하는 수면레벨 결정부; 및 확인된 수면 레벨에 대응하는 적어도 하나 이상의 수면 케어 가이드 정보를 포함하는 수면 케어 정보를 상기 수면 케어 DB로부터 로드하여 상기 수면 케어부로 제공하는 수면 케어 정보 생성부를 포함하되, 상기 학습부는, 상기 수면 분석 데이터가 수면 레벨 데이터이면 일정 기간 단위로 수집된 수면 레벨 데이터를 상기 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 재학습시키는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 방법은: 수면 케어부가 수면 분석 대상자로부터 일정 거리에 설치되어 상기 수면 분석 대상자가 자는 방향으로 광대역(Ultra Wide Band: UWB)신호를 송신하고, 그에 따른 반사 신호를 수신하는 UWB 레이더를 포함하고, 상기 반사 신호에 대응하는 레이더 데이터를 생성하고, 상기 레이더 데이터를 분석하여 상기 수면 분석 대상자의 움직임 및 호흡을 포함하는 수면 분석 요소에 대한 수면 분석 요소 정보를 포함하는 수면 분석 데이터를 생성하여 주기적으로 송신하는 수면 분석 데이터 제공 과정; 수면 분석부가 상기 수면 분석 데이터를 수신하고, 수면 분석 데이터의 수면 분석 요소들을 분석하여 수면 특징 정보를 추출한 후 상기 수면 특징 정보 및 상기 수면 분석 데이터를 전처리한 전처리 수면 분석 데이터에 대한 2D 특징맵인 데이터세트를 생성하여 미리 다수의 사람에 대한 수면 레벨에 대한 주석이 포함된 데이터세트인 학습 데이터세트에 의해 학습된 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 상기 수면 분석 대상자의 수면 레벨을 확인하는 수면 분석 과정; 상기 수면 분석부가 확인된 수면 레벨에 대응하는 적어도 하나 이상의 수면 케어 가이드 정보를 포함하는 수면 케어 정보를 생성하여 상기 수면 케어부로 제공하는 수면 케어 정보 제공 과정; 및 수면 케어부가 상기 수면 분석 데이터에 대한 수면 케어 정보를 수신하여 저장한 후 상기 수면 케어 정보에 따라 수면 케어 가이드 정보를 출력하는 수면 케어 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수면 분석 데이터 제공 과정은, 수면 케어부의 단말 제어부가 레이더 데이터 수집부를 통해 상기 반사 신호에 대응하는 레이더 데이터를 생성하는 레이더 데이터 수집 단계; 상기 단말 제어부가 수면 분석 요소 분리부를 통해 상기 레이더 데이터에서 호흡 수면 분석 요소와 움직임 수면 분석 요소를 분리하여 출력하는 수면 분석 요소 분리 단계; 상기 단말 제어부가 수면질 분석 데이터 생성부를 통해 상기 분리된 수면 분석 요소들에 대한 데이터인 수면질 분석 데이터를 생성하는 수면질 분석 데이터 생성 단계; 및 상기 단말 제어부가 수면 분석 데이터 생성부를 통해 상기 수면질 분석 데이터를 취침 시부터 기상 시까지 수집한 수면 분석 데이터를 생성하여 상기 수면 분석부로 전송하는 수면 분석 데이터 생성 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수면 분석 데이터 제공 과정은, 상기 단말 제어부가 입력 수단을 통해 수면 분석 대상자 인증정보를 수신받아 단말 저장부에 등록하는 수면 분석 대상자 인증정보 등록 단계; 및 상기 단말 제어부가 인증부를 통해 수면 분석 모니터링 개시 시 상기 입력 수단을 통해 수면 분석 대상자 인증정보를 획득하고, 획득된 수면 분석 대상자 인증정보와 등록된 등록 수면 분석 대상자 인증정보를 비교하여 획득된 수면 분석 대상자 인증정보가 등록된 수면 분석 대상자의 인증정보인지를 인증하고 그 결과를 출력하는 인증 단계를 더 포함하되, 상기 단말 제어부가 상기 인증결과가 성공이면 상기 수면 분석 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 인증정보는, 상기 수면 분석 대상자의 음성인 것을 특징으로 한다.
상기 수면 분석 데이터 제공 과정은, 상기 단말 제어부가 수면 레벨 확인부를 통해 상기 수면 분석 대상자의 기상 시 취침 시부터 기상 시까지 수집된 수면질 분석 데이터에 대한 수면 레벨을 입력할 것을 출력 수단을 통해 출력하여 상기 수면 분석 대상자에게 수면 레벨을 입력할 것을 요청하고, 그에 응답하여 수면 레벨이 입력받아 출력하는 상기 수면 레벨 확인 단계를 더 포함하되, 상기 수면 분석 데이터 생성 단계는, 상기 수면 레벨이 입력되지 않으면 상기 수면 레벨을 포함하지 않는 수면 데이터를 수면 분석 데이터로서 생성하는 수면 데이터 생성 단계; 및 상기 수면 레벨이 입력되면 상기 수면 레벨을 포함하는 수면 레벨 데이터를 수면 분석 데이터로서 생성하는 수면 레벨 데이터 생성 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수면 분석 과정은, 상기 수면 분석부의 서버 제어부가 학습부를 통해 미리 저장되어 있는 학습 데이터세트를 상기 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 학습시키는 학습 단계; 상기 서버 제어부가 수면 분석 데이터 수집부를 통해 상기 수면 분석 데이터를 상기 수면 케어부로부터 수집하는 수면 분석 데이터 수집 단계; 상기 서버 제어부가 데이터세트 구성부를 통해 수면 분석 데이터의 수면 분석 요소들을 분석하여 수면 특징 정보를 추출하여 수면 이력 DB에 저장한 후 상기 수면 특징 정보 및 상기 수면 분석 데이터를 전처리한 전처리 수면 분석 데이터에 대한 2D 특징맵인 데이터세트를 생성하는 데이터세트 구성 단계; 및 상기 서버 제어부가 수면레벨 결정부를 통해 상기 학습된 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 상기 수면 분석 대상자의 수면 레벨을 확인하는 수면레벨 결정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수면 분석 과정은, 상기 서버 제어부가 상기 학습부를 통해 상기 수면 분석 데이터가 수면 레벨 데이터이면 일정 기간 단위로 수집된 수면 레벨 데이터를 상기 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 재학습시키는 재학습 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 광대역(UWB) 레이더를 이용하므로 복수의 센서를 이용하지 않고도 수면 분석 대상자의 호흡 및 움직임을 모두 검출할 수 있고, 이로 인해 설치가 간편한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 초기 미리 획득된 수면 레벨 정보를 포함하는 학습 데이터세트에 의해 인공지능 모델을 학습시키나 시간의 흐름에 따라 수면 분석 대상자에 대한 학습 데이터세트를 구성하여 다시 학습시킴에 따라 인공지능 모델을 수면 분석 대상자에 대해 최적화시킬 수 있는 효과가 있으며, 이로 인해 수면 레벨의 정확도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수면 분석 대상자의 정확한 수면 레벨 및 수면상태를 판단할 수 있으므로 정확한 수면 케어를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템의 수면 케어부의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템의 수면 분석부의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 방법을 나타낸 절차도이다.
도 5는 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 방법 중 수면 케어부에서의 수면 분석 데이터 생성방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 레이더 데이터로부터 수면 분석 요소 분류 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 방법 중 수면 분석부의 인공지능 모델에 적용한 데이터세트 생성 방법을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템의 수면 케어부의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템의 수면 분석부의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 방법을 나타낸 절차도이다.
도 5는 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 방법 중 수면 케어부에서의 수면 분석 데이터 생성방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 레이더 데이터로부터 수면 분석 요소 분류 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 방법 중 수면 분석부의 인공지능 모델에 적용한 데이터세트 생성 방법을 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템의 구성 및 동작을 설명하고, 상기 시스템에서의 수면 분석 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템은 수면 케어부(100) 및 수면 분석부(200)를 포함한다.
수면 케어부(100) 및 수면 분석부(200)는 일실시예에 따라 물리적으로 하나의 시스템으로 구성될 수도 있고, 도 1과 같이 유무선 데이터통신망(10)을 통해 연결되어 상호 데이터통신을 수행하여 본 발명에 따른 수면 분석을 수행하도록 구성될 수도 있을 것이다.
상기 유무선 데이터통신망(10)은 와이파이(WiFi)망을 포함하는 근거리무선통신망(Local Area Network: LAN), 상기 근거리무선통신망을 포함하는 광역망(Wide Area Network: WAN) 등 중 어느 하나 이상을 포함하는 인터넷망, 3세대(3 Generation: 3G), 4G, 5G 등의 이동통신망, 와이브로망, 전력선망, 전용망 등 중 어느 하나가 단독으로 구성되거나 하나 이상이 결합되어 있는 데이터통신망일 수 있을 것이다.
수면 케어부(100)는 수면 분석 대상자로부터 일정 거리에 설치되어 상기 수면 분석 대상자가 자는 방향으로 광대역(Ultra Wide Band: UWB)신호를 송신하고, 그에 따른 반사 신호를 수신하여 레이더 데이터를 출력하는 UWB 레이더(150)를 포함한다.
상기 수면 케어부(100)는 상기 레이더 데이터를 분석하여 상기 수면 분석 대상자의 움직임 및 호흡을 포함하는 수면 분석 요소에 대한 수면 분석 요소 정보를 포함하는 수면 분석 데이터를 생성하여 수면 분석부(200)로 주기적으로 송신한다.
그리고 상기 수면 케어부(100)는 상기 수면 분석 데이터에 대한 수면 케어 정보를 수면 분석부(200)로부터 수신하여 저장한 후, 상기 수면 케어 정보에 따라 수면 케어 가이드 정보를 출력한다.
수면 분석부(200)는 상기 수면 분석 데이터를 수신하고, 수면 분석 데이터의 수면 분석 요소들을 분석하여 수면 특징 정보를 추출한다.
수면 특징 정보가 추출되면 수면 분석부(200)는 상기 수면 특징 정보 및 상기 수면 분석 데이터를 전처리한 전처리 수면 분석 데이터에 대한 2D 특징맵인 데이터세트를 생성한다.
상기 수면 분석부(200)는 데이터세트가 생성되면 미리 다수의 사람에 대한 수면 레벨에 대한 주석이 포함된 데이터세트인 학습 데이터세트에 의해 학습된 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하고, 상기 수면 레벨 분석 인공지능 모델로부터 출력되는 상기 수면 분석 대상자의 수면 레벨을 확인 및 저장한다.
수면 분석부(200)는 확인된 수면 레벨에 대응하는 적어도 하나 이상의 수면 케어 가이드 정보를 포함하는 수면 케어 정보를 생성하여 상기 수면 케어부(100)로 제공한다.
도 2는 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템의 수면 케어부의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 수면 케어부(100)는 단말 저장부(110), 단말 입력부(120), 단말 디스플레이부(130), 단말 통신부(140), UWB 레이더(150) 및 단말 제어부(160)를 포함하고, 실시예에 따라 오디오 처리부(170)를 더 포함할 수 있을 것이다.
상기 단말 입력부(120), 단말 통신부(140) 및 오디오 처리부(170)는 입력 수단으로 사용될 수 있고, 단말 디스플레이부(130), 단말 통신부(140) 및 오디오 처리부(180)는 출력 수단으로 사용될 수 있을 것이다.
단말 저장부(110)는 본 발명에 따른 수면 케어부(100)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 제어프로그램을 저장하는 프로그램영역, 상기 제어프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 일시 저장하는 임시영역, 상기 제어프로그램 수행에 필요하거나 제어프로그램 수행 중에 발생된 데이터를 반영구적으로 저장하는 데이터영역을 포함한다. 상기 데이터영역에는 본 발명에 따라 레이더 데이터, 수면질 분석 데이터 및 수면 분석 데이터, 수면 케어 정보 등이 저장될 수 있을 것이다.
단말 입력부(120)는 다수의 기능과 숫자 및 문자 중 어느 하나 이상을 입력할 수 있는 다수의 키를 구비하는 키입력장치, 화면에 일체로 구성되거나 별도로 구성되어 터치되는 위치 및 패턴에 따른 화면상의 입력수단의 해당 기능 및 문자를 입력하도록 제어할 수 있는 터치패드 등을 포함할 수 있을 것이다.
단말 디스플레이부(130)는 수면 케어부(100)의 동작 상태 정보, 입력되는 정보, 수면 케어 가이드 정보, 수면 레벨 등의 정보를 텍스트, 그래픽, 영상 중 어느 하나 이상으로 화면에 표시한다.
단말 통신부(140)는 수면 분석부(200)와 직접 연결되거나 유무선 데이터통신망(10)을 통해 연결되어, 단말 제어부(160)가 수면 분석부(200)와 데이터통신을 수행할 수 있도록 한다. 상기 연결은 무선일 수도 있고 유선일 수도 있을 것이다.
상기 UWB 레이더(150)는 안테나가 지향성인지 무지향성인지에 따라 4m~8m 이내의 방사형 영역에 UWB 레이더 신호를 송출하고, 상기 방사형 영역에 있는 수면 분석 대상자의 움직임 및 호흡에 따른 반사 레이더 신호를 수신한다.
오디오 처리부(170)는 음성 데이터 등의 오디오 데이터를 단말 제어부(160)로부터 입력받아 오디오 처리를 수행한 후 스피커를 통해 음성으로 출력하거나 발화된 음성을 미리 설정된 오디오 포맷의 음성 데이터로 변환하는 등의 오디오 처리를 수행하여 단말 제어부(160)로 출력한다.
단말 제어부(160)는 레이더 데이터 수집부(162), 수면 분석 요소 분리부(163), 수면질 분석 데이터 생성부(164), 수면 분석 데이터 생성부(166) 및 수면 케어 서비스부(169)를 포함하고, 실시예에 따라 인증부(161) 및 수면레벨 확인부(165)를 더 포함하여 본 발명에 따른 수면 케어부(100)의 전반적인 동작을 제어한다.
구체적으로 설명하면, 인증부(161)는 수면 분석 대상자 인증정보 등록 수단을 단말 디스플레이부(130) 및 오디오 처리부(170) 중 어느 하나 이상을 통해 제공하고, 상기 인증정보 등록 수단을 통해 수면 분석 대상자 인증정보를 획득하여 단말 저장부(110)에 저장하여 등록한다. 상기 인증정보 등록 수단은 오디오 처리부(170)를 통한 음성 인증정보 등록 수단일 수도 있을 것이다.
상기 수면 분석 대상자 인증정보의 등록 후 인증부(161)는 수면 분석 개시 시 또는 수면 케어 서비스 개시 시 단말 디스플레이부(130) 및 오디오 처리부(170) 중 어느 하나 이상을 통해 수면 분석 대상자 인증정보를 입력할 것을 요청하고, 단말 입력부(120) 및 오디오 처리부(170)를 통해 수면 분석 대상자 인증정보가 획득되면 등록된 수면 분석 대상자 인증정보와 비교하여 인증을 수행하고, 인증 성공 시 해당 서비스를 제공한다.
상기 수면 분석 대상자 인증정보는 개인식별번호(Personal Identification Number: PIN) 등의 정보일 수도 있고, 음성이 될 수도 있을 것이다. 후자의 경우, 인증부(161)는 음성인식을 수행하여야 할 것이다.
또한, 인증부(161)는 인증정보가 음성인 경우 수면 분석 대상자가 음성으로 수면 분석 개시 요청 또는 수면 케어 개시 요청 시 발화된 음성을 인증정보로 활용하도록 구성될 수도 있을 것이다.
레이더 데이터 수집부(162)는 상기 UWB 레이더(150)를 구동하여 상기 UWB 레이더(150)로부터 레이더 데이터를 수신하여 단말 저장부(110)에 저장한다.
수면 분석 요소 분리부(163)는 레이더 데이터가 수집되면 레이더 데이터에서 수면 분석 요소인 호흡 관련 레이더 데이터와 움직임 관련 레이더 데이터를 분리한다.
수면질 분석 데이터 생성부(164)는 상기 수면 분석 요소들로 분리된 레이더 데이터들로 구성되는 수면질 분석 데이터를 생성한다.
수면레벨 확인부(165)는 상기 수면질 분석 데이터를 분석하여 수면 분석 대상자가 수면에서 깨어나는지를 모니터링하고, 수면에서 깨어나면 단말 디스플레이부(130) 및 오디오 처리부(170) 중 어느 하나 이상을 통해 수면 분석 대상자에게 수면 레벨의 입력을 요청하고, 그에 따른 수면 레벨을 단말 입력부(120), 오디오 처리부(170) 등의 입력 수단을 통해 입력받아 저장한다.
수면 분석 대상자는 상기 수면 레벨을 입력할 수도 있고, 입력하지 않을 수도 있을 것이다.
수면 분석 데이터 생성부(166)는 상기 수면레벨 확인부(165) 또는 자체적으로 수면 분석 대상자가 잠에서 깨어나는지를 확인하고, 잠에서 깨어난 것으로 판단되면 상기 수면 분석 대상자가 취침 시부터 기상 시까지의 상기 수면질 분석 데이터를 포함하는 수면 데이터(=수면 분석 데이터)를 생성한다. 이때, 수면 레벨 확인부(165)를 통해 수면 레벨이 입력되면 수면 분석 데이터 생성부(166)는 수면 레벨 데이터 생성부(168)를 통해 수면 레벨을 포함하는 수면 데이터인 수면 분석 데이터(수면 분석 데이터)를 생성하여 수면 분석부(200)로 전송하고, 수면 레벨이 입력되지 않으면 수면 레벨을 포함하지 않은 상기 수면 데이터를 그대로 수면 분석부(200)로 전송한다.
수면 케어 서비스부(169)는 수면 분석 데이터가 수면 분석부(200)로 전송되기 시작하면 수면 분석부(200)로부터 수면 케어 정보가 수신되는지를 모니터링하고, 수면 케어 정보가 수신되면 단말 저장부(110)에 저장한 후 수면 케어 정보에 포함된 수면 케어 가이드 정보를 출력 수단, 즉 단말 디스플레이부(130) 및 오디오 처리부(170), 단말 통신부(140) 중 어느 하나 이상을 통해 출력한다. 상기 단말 통신부(140)를 통한 출력은 상기 수면 분석 대상자가 등록한 휴대 전화번호의 스마트 단말기(미도시)로 푸시메시지 및 단문메시지 중 어느 하나 이상을 전송하는 출력이 될 수 있을 것이다.
상기 수면 케어 정보는 시간별로 수면 케어 가이드 정보가 정의되어 있을 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템의 수면 분석부의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 수면 분석부(200)는 서버 저장부(210), 서버 통신부(220) 및 서버 제어부(230)를 포함한다.
서버 저장부(210)는 본 발명에 따른 수면 분석부(200)의 동작을 제어하기 위한 제어프로그램을 저장하는 프로그램영역, 상기 제어프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 일시 저장하는 임시영역, 상기 제어프로그램에 필요한 데이터 및 제어프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 반영구적으로 저장하는 데이터영역을 포함한다.
상기 데이터영역에는 본 발명에 따라 학습 데이터 DB(211), 수면 이력 DB(212) 및 수면 케어 DB(213)가 구성될 수 있을 것이다.
상기 학습 데이터 DB(211)는 본 발명에 따라 사전에 다수의 사람(수면 분석 대상자)으로부터 수집된 수면 레벨이 주석으로 포함된 수면 데이터인 수면 분석 데이터에 대한 2D 특징맵인 복수의 학습 데이터세트를 저장한다.
또한, 상기 학습 데이터 DB(211)는 추후 수면 케어부(100)를 통해 수면 분석을 수행하는 수면 분석 대상자에 대해 미리 설정된 시간 동안 수집되는 수면 레벨을 포함하는 수면 분석 데이터에 대한 학습 데이터세트를 더 저장할 수도 있을 것이다.
수면 이력 DB(212)는 적어도 한 명의 수면 분석 대상자에 대한 수면 분석일, 수면 분석 시간, 수면 분석 데이터, 수면 특징정보, 수면 레벨, 제공된 수면 케어 정보 등을 포함하는 수면 이력 정보를 저장한다.
수면 케어 DB(213)는 각 수면 레벨에 대응하는 수면 케어 정보 또는 수면 레벨에 대응하는 수면 케어 가이드 정보를 저장한다. 상기 수면 케어 DB(213)는 수면 레벨뿐만 아니라 수면 분석 대상자의 나이, 성별, 수면 특징 정보 등을 더 고려한 수면 케어 정보 또는 수면 케어 가이드 정보를 저장할 수도 있을 것이다.
서버 통신부(220)는 수면 케어부(100)와 직접 또는 유무선 데이터통신망(10)을 통해 연결되어 서버 제어부(230)가 수면 케어부(100)와 데이터통신을 수행할 수 있도록 한다. 상기 연결은 무선 또는 유선 연결일 수 있을 것이다.
서버 제어부(230)는 수면 분석 데이터 수집부(240), 데이터세트 구성부(250), 학습부(260), 수면레벨 결정부(270) 및 수면 케어 정보 생성부(280)를 포함하여, 본 발명에 따른 수면 분석부(200)의 전반적인 동작을 제어한다.
수면 분석 데이터 수집부(240)는 서버 통신부(220)를 통해 수면 케어부(100)로부터 수면 분석 데이터를 수신하여 수면 이력 DB(212)에 저장한다.
데이터세트 구성부(250)는 전처리부(251), 수면 특징 추출부(252) 및 특징맵 생성부(256)을 포함하여 2D 특징맵(2D Feature Map)인 데이터세트를 생성한다.
구체적으로 전처리부(251)는 수면 분석 데이터 수집부(240)를 통해 수집되는 수면 분석 데이터에서 노이즈 제거, 데이터 압축(Overlap-Add), 정규화를 수행한 후 정규화된 수면 분석 데이터에 대한 그래프를 추출하여 출력한다.
수면 특징 추출부(252)는 상기 노이즈가 제거된 수면 분석 데이터를 입력받아 분석하여 취침 시간을 검출하는 취침 시간 검출부(253), 상기 수면 분석 데이터의 호흡 수면 분석 요소로부터 무호흡 횟수 및 시간(무호흡별, 누적)을 검출하여 2D 그래프로써 출력하는 무호흡 검출부(254) 및 수면 분석 데이터의 움직임 수면 분석 요소로부터 움직임 횟수, 움직임 시간(움직임별, 누적)을 검출하여 2D 그래프로써 출력하는 움직임 검출부(255)를 포함한다.
수면 특징 추출부(252)는 수면 데이터인 수면 분석 데이터 및 수면 레벨 데이터인 수면 분석 데이터 둘 모두에 대해 동일하게 수행된다.
특징맵 생성부(256)는 상기 전처리부(251) 및 수면 특징 추출부(252)로부터 출력되는 그래프들에 대한 2D 특징맵인 데이터세트를 생성하여, 학습모드인 경우 학습부(260)로 출력하고, 분석모드이면 수면레벨 결정부(270)로 출력한다. 상기 분석모드는 기본모드이고, 상기 학습모드는 일정 시간 동안 수면 레벨이 포함된 수면 레벨 데이터인 수면 분석 데이터가 수집된 경우 설정될 수 있을 것이다.
학습부(260)는 시스템 초기 구동 시 학습 데이터 DB(211)에 저장된 학습 데이터세트를 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 학습시키고, 상기 분석모드 설정 시 데이터세트 구성부(250)로부터 입력되는 데이터세트를 상기 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 상기 수면 레벨 분석 인공지능 모델을 재학습시킨다.
수면레벨 결정부(270)는 상기 수면 레벨 분석 인공지능 모델이 적용되어 구동되면 분석모드에서 데이터세트 구성부(250)로부터 데이터세트를 입력받아 해당 상기 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 수면 레벨을 확인한다.
수면 케어 정보 생성부(280)는 상기 수면레벨 결정부(270)에서 출력되는 수면레벨, 또는 수면레벨, 수면 분석 대상자의 나이, 성별 및 수면 특징 정보 중 어느 하나 이상에 대응하는 수면 케어 정보를 수면 케어 DB(213)로부터 로드하여 수면 케어부(100)로 제공한다.
도 4는 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 방법을 나타낸 절차도이다.
도 4를 참조하면, 우선, 수면 케어부(100)는 미리 설정 기간에서 일정 시간이 설정되면 그 시간에서 UWB 레이더(150)를 구동하여 수면 모니터링을 개시한다(S111).
수면 모니터링이 개시되면 수면 케어부(100)는 UWB 레이더(150)를 통해 획득되는 레이더 데이터로부터 수면 분석 데이터를 생성하여(S113) 수면 분석부(200)로 전송한다(S115).
수면 분석부(200)는 수면 케어부(100)로부터 수면 분석 데이터가 수신되면 수면 분석 데이터를 전처리하고, 수면 특징 정보를 추출한 후 전 처리된 그래프와 수면 특징 정보의 그래프에 대한 2D 특징맵인 데이터세트를 생성한다(S117).
데이터세트가 생성되면 수면 분석부(100)는 데이터세트를 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하고(S119) 상기 수면 레벨 분석 인공지능 모델이 수면레벨을 출력하는지를 모니터링한다(S121).
수면 레벨이 수면 레벨 분석 인공지능 모델로부터 출력되어 확인되면 수면 분석부(200)는 상기 수면 분석 데이터에 수면 분석 대상자가 입력한 수면 레벨이 존재하는지를 검사한다(S123).
수면 분석 대상자가 입력한 수면 레벨이 있으면 수면 분석부(200)는 수면 레벨을 수면 케어부(100)로 전송한(S124) 후, 상기 수면 레벨을 포함하는 수면 분석 데이터가 일정 시간 동안 누적되었으면 누적된 수면 레벨을 포함하는 수면 분석 데이터에 대한 수면레벨을 포함하는 데이터세트로 상기 수면 레벨 분석 인공지능 모델을 재학습시킨다(S125).
반면, 검사결과 수면 분석 대상자가 입력한 수면 레벨이 수면 분석 데이터에 포함되어 있지 않으면 수면 분석부(200)는 수면 레벨을 수면 케어부(100)로 전송한다(S127).
상기 수면 레벨이 확인되면 수면 분석부(200)는 수면 레벨에 대응하는 수면 케어 정보를 수면 케어 DB(213)에 찾아서 로드하거나, 상기 수면 레벨, 수면 분석 대상자의 나이, 나이 및 수면 특징 정보에 대응하는 다수의 수면 케어 가이드 정보를 추출하여 수면 케어 정보를 생성 또는 갱신한(S129) 후, 수면 케어부(100)로 전송한다(S131).
그러면 수면 케어부(100)는 수신되는 수면 케어 정보를 단말 저장부(110)에 저장하고 저장된 수면 케어 정보에 따라 수면 케어 서비스를 제공한다(S133). 상기 수면 케어 정보의 수면 케어 가이드 정보는 낮시간 수면일 경우 수면 시간을 제한하는 정보로 알람을 발생시키는 제어정보와 함께 "낮잠은 15분만 주무세요. 15분이 초과되었습니다"등의 음성 데이터로 구성될 수 있을 것이다. 또한, 잠자리에 들기 6시간 전에 운동을 마칠 것을 안내하는 경고음, 텍스트 및 음성 메시지 중 하나 이상일 수도 있으며, 일반적인 취침시간 2시간 전에 샤워를 권장하는 경고음, 텍스트 및 음성 메시지 중 어느 하나 이상일 수도 있을 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 방법 중 수면 케어부에서의 수면 분석 데이터 생성방법을 나타낸 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 레이더 데이터로부터 수면 분석 요소 분류 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.
수면 케어부(100)의 단말 제어부(160)는 UWB 레이더(150)로부터 레이더 데이터가 획득되는지를 모니터링한다(S211).
레이더 데이터가 획득되면 단말 제어부(160)는 레이더 데이터로부터 수면 분석 요소를 분리하여 수면질 분석 데이터를 생성한다(S213).
단말 제어부(160)는 수면 분석 요소가 분리된 수면질 분석 데이터를 수면 분석 데이터로서 수면 분석부(200)로 바로 전송하도록 구성될 수도 있을 것이다(S225).
본 발명에 따른 레이더 데이터의 수집 해상도는 3초이고, 도 6에서와 같이 시간 +움직임+호흡을 포함하여 구성되며 도 6에서 보이는 바와 같이 움직임 감지 영역(601), 호흡 감지 영역(603)을 가지며, 움직임 감지 영역(601)에서 호흡 감지 영역(603)으로 전환 시 또는 호흡 감지 영역(603)에서 움직임 감지 영역(601)으로 전환 시 호흡 및 움직임 둘 모두 검출되는 변환 영역(602)이 형성된다.
상기 변환 영역에 의해 호흡 분석 요소와 움직임 분석 요소를 분리할 수 있을 것이다.
그러나 본 발명의 수면 분석 대상에 대해 정확성을 높이기 위해 수면 케어부(100)는 수면 분석 대상자로부터 직접 자신의 전날 수면에 대한 수면 레벨을 입력받고 그 수면 레벨을 포함하는 수면 분석 데이터를 수면 분석부(200)로 전송하여 상기 수면 레벨이 포함된 수면 분석 데이터에 대해 재학습을 수행하도록 하는 것이 바람직할 것이다.
이를 위해 단말 제어부(160)는 생성되는 수면질 분석 데이터를 분석하여 수면 분석 대상의 기상, 즉 잠에서 깨는지를 모니터링한다(S215).
수면 분석 대상자가 잠에서 깨면 단말 제어부(160)는 수면 레벨을 입력할 것을 요청하는 메시지를 단말 디스플레이부(130) 및 오디오 처리부(170) 중 어느 하나 이상을 통해 출력한다(S217).
상기 수면 레벨의 입력 요청 후, 단말 제어부(160)는 수면 레벨이 입력되는지를 모니터링하고(S219), 수면 레벨이 입력되면 수면 레벨을 포함하는 수면 레벨 데이터인 수면 분석 데이터를 생성한(S221) 후 수면 분석부(200)로 전송하고(S225), 수면 레벨이 입력되지 않으면 수면 레벨을 포함하지 않는 수면 데이터인 수면 분석 데이터를 생성한(S223) 후 수면 분석부(200)로 전송한다(S225).
도 7은 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 수면 분석 방법 중 수면 분석부의 인공지능 모델에 적용한 데이터세트 생성 방법을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 서버 제어부(230)는 수면 케어부(100)로부터 수면 분석 데이터가 획득되는지를 모니터링한다(S311).
수면 분석 데이터가 획득되면 서버 제어부(230)는 수면 분석 데이터로부터 전처리 과정 중 하나인 노이즈를 제거한다(S313).
노이즈가 제거되면 서버 제어부(230)는 노이즈가 제거된 수면 분석 데이터로부터 수면 특징 정보를 추출한다(S315).
또한, 서버 제어부(230)는 상기 수면 분석 데이터를 전처리 과정인 데이터 압축(S317) 및 정규화(S319)를 수행한다(S319).
서버 제어부(230)는 전처리과정이 완료된 수면 분석 데이터에 대한 그래픽 및 상기 수면 특징 정보에 대한 그래픽을 생성한다(S321).
상기 그래픽들이 생성되면 서버 제어부(230)는 상기 그래픽들에 대한 2D 특징맵 정보인 데이터세트를 생성한다(S323).
한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
10: 유무선 데이터통신망 100: 수면 케어부
110: 단말 저장부 120: 단말 입력부
130: 단말 디스플레이부 140: 단말 통신부
150: UWB 레이더 160: 단말 제어부
161: 인증부 162: 레이더 데이터 수집부
163: 수면 분석 요소 분리부 164: 수면질 분석 데이터 생성부
165: 수면레벨 확인부 166: 수면 분석 데이터 생성부
167: 수면 데이터 생성부 168: 수면레벨 데이터 생성부
169: 수면 케어 서비스부 170: 오디오 처리부
200: 수면 분석부 210: 서버 저장부
211: 학습 데이터 DB 212: 수면 이력 DB
213: 수면 케어 DB 220: 서버 통신부
230: 서버 제어부 240: 수면 분석 데이터 수집부
250: 데이터세트 구성부 251: 전처리부
252: 수면 특징 추출부 253: 취침시간 검출부
254: 무호흡 검출부 255: 움직임 검출부
256: 특징맵 생성부 260: 학습부
270: 수면레벨 결정부 280: 수면 케어 정보 생성부
110: 단말 저장부 120: 단말 입력부
130: 단말 디스플레이부 140: 단말 통신부
150: UWB 레이더 160: 단말 제어부
161: 인증부 162: 레이더 데이터 수집부
163: 수면 분석 요소 분리부 164: 수면질 분석 데이터 생성부
165: 수면레벨 확인부 166: 수면 분석 데이터 생성부
167: 수면 데이터 생성부 168: 수면레벨 데이터 생성부
169: 수면 케어 서비스부 170: 오디오 처리부
200: 수면 분석부 210: 서버 저장부
211: 학습 데이터 DB 212: 수면 이력 DB
213: 수면 케어 DB 220: 서버 통신부
230: 서버 제어부 240: 수면 분석 데이터 수집부
250: 데이터세트 구성부 251: 전처리부
252: 수면 특징 추출부 253: 취침시간 검출부
254: 무호흡 검출부 255: 움직임 검출부
256: 특징맵 생성부 260: 학습부
270: 수면레벨 결정부 280: 수면 케어 정보 생성부
Claims (14)
- 수면 분석 대상자로부터 일정 거리에 설치되어 상기 수면 분석 대상자가 자는 일정 영역에 광대역(Ultra Wide Band: UWB)신호를 송신하고, 그에 따른 반사 신호를 수신하여 레이더 데이터를 출력하는 UWB 레이더를 포함하고, 상기 레이더 데이터를 분석하여 상기 수면 분석 대상자의 움직임 및 호흡을 포함하는 수면 분석 요소에 대한 수면 분석 요소 정보를 포함하는 수면 분석 데이터를 생성하여 주기적으로 송신하고, 상기 수면 분석 데이터에 대한 수면 케어 정보를 수신하여 저장한 후 상기 수면 케어 정보에 따라 수면 케어 가이드 정보를 출력하는 수면 케어부; 및
상기 수면 분석 데이터를 수신하고, 수면 분석 데이터의 수면 분석 요소들을 분석하여 수면 특징 정보를 추출한 후, 상기 수면 특징 정보 및 상기 수면 분석 데이터를 전처리한 전처리 수면 분석 데이터에 대한 2D 특징맵인 데이터세트를 생성하여 미리 다수의 사람에 대한 수면 레벨에 대한 주석이 포함된 데이터세트인 학습 데이터세트에 의해 학습된 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 상기 수면 분석 대상자의 수면 레벨을 확인하고, 확인된 수면 레벨에 대응하는 적어도 하나 이상의 수면 케어 가이드 정보를 포함하는 수면 케어 정보를 생성하여 상기 수면 케어부로 제공하는 수면 분석부를 포함하되,
상기 수면 케어부는,
상기 UWB 레이더;
수면 케어 가이드 정보를 출력하는 출력 수단;
상기 레이더 데이터 및 수면 분석 데이터를 저장하는 단말 저장부; 및
상기 반사 신호에 대응하는 레이더 데이터를 생성하고, 상기 레이더 데이터를 분석하여 상기 수면 분석 대상자의 움직임 및 호흡을 포함하는 수면 분석 요소에 대한 수면 분석 요소 정보를 포함하는 수면 분석 데이터를 주기적으로 생성하여 상기 수면 분석부로 송신하고, 상기 수면 분석 데이터에 대한 수면 케어 정보를 상기 수면 분석부로부터 수신하여 상기 단말 저장부에 저장한 후 상기 수면 케어 정보에 따라 상기 출력 수단을 통해 수면 케어 가이드 정보를 출력하는 단말 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 단말 제어부는,
상기 반사 신호에 대응하는 레이더 데이터를 생성하는 레이더 데이터 수집부;
상기 레이더 데이터에서 호흡 수면 분석 요소와 움직임 수면 분석 요소를 분리하여 출력하는 수면 분석 요소 분리부;
상기 분리된 수면 분석 요소들에 대한 데이터인 수면질 분석 데이터를 생성하는 수면질 분석 데이터 생성부;
상기 수면질 분석 데이터를 취침 시부터 기상 시까지 수집한 수면 분석 데이터를 생성하여 상기 수면 분석부로 전송하는 수면 분석 데이터 생성부; 및
상기 수면 분석부로부터 수면 케어 정보를 수신하여 상기 단말 저장부에 저장하고, 저장된 수면 케어 정보에 따라 상기 출력 수단을 통해 수면 케어 가이드 정보를 출력하는 수면 케어 서비스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 수면 케어부는,
상기 수면 분석 대상자에 대한 수면 분석 대상자 인증정보를 입력받아 출력하는 입력 수단을 더 포함하되,
상기 단말 제어부는,
상기 입력 수단을 통해 수면 분석 대상자 인증정보를 수신받아 상기 단말 저장부에 등록하고, 수면 분석 모니터링 개시 시 상기 입력 수단을 통해 수면 분석 대상자 인증정보를 획득하고, 획득된 수면 분석 대상자 인증정보와 등록된 등록 수면 분석 대상자 인증정보를 비교하여 획득된 수면 분석 대상자 인증정보가 등록된 수면 분석 대상자의 인증정보인지를 인증하고 그 결과를 출력하는 인증부를 더 포함하되,
상기 단말 제어부는,
상기 인증 결과가 성공이면 상기 수면 분석 데이터의 전송 및 수면 케어 서비스를 수행하는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 단말 제어부는,
상기 수면 분석 대상자의 기상 시 취침 시부터 기상 시까지 수집된 수면질 분석 데이터에 대한 수면 레벨을 입력할 것을 출력 수단을 통해 출력하여 상기 수면 분석 대상자에게 수면 레벨을 입력할 것을 요청하고, 그에 응답하여 수면 레벨이 입력받아 출력하는 수면 레벨 확인부를 더 포함하되,
상기 수면 분석 데이터 생성부는,
상기 수면 레벨이 입력되지 않으면 상기 수면 레벨을 포함하지 않는 수면 데이터를 수면 분석 데이터로서 생성하는 수면 데이터 생성부; 및
상기 수면 레벨이 입력되면 상기 수면 레벨을 포함하는 수면 레벨 데이터를 수면 분석 데이터로서 생성하는 수면 레벨 데이터 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템.
- 수면 분석 대상자로부터 일정 거리에 설치되어 상기 수면 분석 대상자가 자는 일정 영역에 광대역(Ultra Wide Band: UWB)신호를 송신하고, 그에 따른 반사 신호를 수신하여 레이더 데이터를 출력하는 UWB 레이더를 포함하고, 상기 레이더 데이터를 분석하여 상기 수면 분석 대상자의 움직임 및 호흡을 포함하는 수면 분석 요소에 대한 수면 분석 요소 정보를 포함하는 수면 분석 데이터를 생성하여 주기적으로 송신하고, 상기 수면 분석 데이터에 대한 수면 케어 정보를 수신하여 저장한 후 상기 수면 케어 정보에 따라 수면 케어 가이드 정보를 출력하는 수면 케어부; 및
상기 수면 분석 데이터를 수신하고, 수면 분석 데이터의 수면 분석 요소들을 분석하여 수면 특징 정보를 추출한 후, 상기 수면 특징 정보 및 상기 수면 분석 데이터를 전처리한 전처리 수면 분석 데이터에 대한 2D 특징맵인 데이터세트를 생성하여 미리 다수의 사람에 대한 수면 레벨에 대한 주석이 포함된 데이터세트인 학습 데이터세트에 의해 학습된 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 상기 수면 분석 대상자의 수면 레벨을 확인하고, 확인된 수면 레벨에 대응하는 적어도 하나 이상의 수면 케어 가이드 정보를 포함하는 수면 케어 정보를 생성하여 상기 수면 케어부로 제공하는 수면 분석부를 포함하되,
상기 수면 분석부는,
상기 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용되는 다수의 사람에 대한 상기 학습 데이터세트를 저장하는 학습 데이터 DB, 상기 수면 분석 대상자에 대한 수면 레벨, 수면 분석 데이터 및 수면 특징 정보를 포함하는 수면 이력 정보를 저장하는 수면 이력 DB와 수면 레벨에 따른 수면 케어 정보를 저장하는 수면 케어 DB를 포함하는 분석 대상자 서버 저장부; 및
상기 학습 데이터세트를 상기 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 학습시키고, 상기 수면 분석 데이터를 수신하고, 수면 분석 데이터의 수면 분석 요소들을 분석하여 수면 특징 정보를 추출하여 상기 수면 이력 DB에 저장한 후 상기 수면 특징 정보 및 상기 수면 분석 데이터를 전처리한 전처리 수면 분석 데이터에 대한 2D 특징맵인 데이터세트를 생성하여 상기 학습된 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 상기 수면 분석 대상자의 수면 레벨을 확인하고, 확인된 수면 레벨에 대응하는 적어도 하나 이상의 수면 케어 가이드 정보를 포함하는 수면 케어 정보를 상기 수면 케어 DB로부터 로드하여 상기 수면 케어부로 제공하는 서버 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템.
- 제6항에 있어서,
상기 서버 제어부는,
상기 학습 데이터세트를 상기 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 학습시키는 학습부;
상기 수면 분석 데이터를 상기 수면 케어부로부터 수집하는 수면 분석 데이터 수집부;
수면 분석 데이터의 수면 분석 요소들을 분석하여 수면 특징 정보를 추출하여 상기 수면 이력 DB에 저장한 후 상기 수면 특징 정보 및 상기 수면 분석 데이터를 전처리한 전처리 수면 분석 데이터에 대한 2D 특징맵인 데이터세트를 생성하는 데이터세트 구성부;
상기 학습된 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 상기 수면 분석 대상자의 수면 레벨을 확인하는 수면레벨 결정부; 및
확인된 수면 레벨에 대응하는 적어도 하나 이상의 수면 케어 가이드 정보를 포함하는 수면 케어 정보를 상기 수면 케어 DB로부터 로드하여 상기 수면 케어부로 제공하는 수면 케어 정보 생성부를 포함하되,
상기 학습부는,
상기 수면 분석 데이터가 수면 레벨 데이터이면 일정 기간 단위로 수집된 수면 레벨 데이터를 상기 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 재학습시키는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템.
- 수면 케어부가 수면 분석 대상자로부터 일정 거리에 설치되어 상기 수면 분석 대상자가 자는 일정 영역에 광대역(Ultra Wide Band: UWB)신호를 송신하고, 그에 따른 반사 신호를 수신하는 UWB 레이더를 포함하고, 상기 반사 신호에 대응하는 레이더 데이터를 생성하고, 상기 레이더 데이터를 분석하여 상기 수면 분석 대상자의 움직임 및 호흡을 포함하는 수면 분석 요소에 대한 수면 분석 요소 정보를 포함하는 수면 분석 데이터를 생성하여 주기적으로 송신하는 수면 분석 데이터 제공 과정;
수면 분석부가 상기 수면 분석 데이터를 수신하고, 수면 분석 데이터의 수면 분석 요소들을 분석하여 수면 특징 정보를 추출한 후 상기 수면 특징 정보 및 상기 수면 분석 데이터를 전처리한 전처리 수면 분석 데이터에 대한 2D 특징맵인 데이터세트를 생성하여 미리 다수의 사람에 대한 수면 레벨에 대한 주석이 포함된 데이터세트인 학습 데이터세트에 의해 학습된 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 상기 수면 분석 대상자의 수면 레벨을 확인하는 수면 분석 과정;
상기 수면 분석부가 확인된 수면 레벨에 대응하는 적어도 하나 이상의 수면 케어 가이드 정보를 포함하는 수면 케어 정보를 생성하여 상기 수면 케어부로 제공하는 수면 케어 정보 제공 과정; 및
수면 케어부가 상기 수면 분석 데이터에 대한 수면 케어 정보를 수신하여 저장한 후 상기 수면 케어 정보에 따라 수면 케어 가이드 정보를 출력하는 수면 케어 과정을 포함하되,
상기 수면 분석 데이터 제공 과정은,
수면 케어부의 단말 제어부가 레이더 데이터 수집부를 통해 상기 반사 신호에 대응하는 레이더 데이터를 생성하는 레이더 데이터 수집 단계;
상기 단말 제어부가 수면 분석 요소 분리부를 통해 상기 레이더 데이터에서 호흡 수면 분석 요소와 움직임 수면 분석 요소를 분리하여 출력하는 수면 분석 요소 분리 단계;
상기 단말 제어부가 수면질 분석 데이터 생성부를 통해 상기 분리된 수면 분석 요소들에 대한 데이터인 수면질 분석 데이터를 생성하는 수면질 분석 데이터 생성 단계; 및
상기 단말 제어부가 수면 분석 데이터 생성부를 통해 상기 수면질 분석 데이터를 취침 시부터 기상 시까지 수집한 수면 분석 데이터를 생성하여 상기 수면 분석부로 전송하는 수면 분석 데이터 생성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 수면 분석 방법.
- 삭제
- 제8항에 있어서,
상기 수면 분석 데이터 제공 과정은,
상기 단말 제어부가 입력 수단을 통해 수면 분석 대상자 인증정보를 수신받아 단말 저장부에 등록하는 수면 분석 대상자 인증정보 등록 단계; 및
상기 단말 제어부가 인증부를 통해 수면 분석 모니터링 개시 시 상기 입력 수단을 통해 수면 분석 대상자 인증정보를 획득하고, 획득된 수면 분석 대상자 인증정보와 등록된 등록 수면 분석 대상자 인증정보를 비교하여 획득된 수면 분석 대상자 인증정보가 등록된 수면 분석 대상자의 인증정보인지를 인증하고 그 결과를 출력하는 인증 단계를 더 포함하되,
상기 단말 제어부가
상기 인증결과가 성공이면 상기 수면 분석 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 수면 분석 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 인증정보는,
상기 수면 분석 대상자의 음성인 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 수면 분석 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 수면 분석 데이터 제공 과정은,
상기 단말 제어부가 수면 레벨 확인부를 통해 상기 수면 분석 대상자의 기상 시 취침 시부터 기상 시까지 수집된 수면질 분석 데이터에 대한 수면 레벨을 입력할 것을 출력 수단을 통해 출력하여 상기 수면 분석 대상자에게 수면 레벨을 입력할 것을 요청하고, 그에 응답하여 수면 레벨이 입력받아 출력하는 상기 수면 레벨 확인 단계를 더 포함하되,
상기 수면 분석 데이터 생성 단계는,
상기 수면 레벨이 입력되지 않으면 상기 수면 레벨을 포함하지 않는 수면 데이터를 수면 분석 데이터로서 생성하는 수면 데이터 생성 단계; 및
상기 수면 레벨이 입력되면 상기 수면 레벨을 포함하는 수면 레벨 데이터를 수면 분석 데이터로서 생성하는 수면 레벨 데이터 생성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 수면 분석 방법.
- 수면 케어부가 수면 분석 대상자로부터 일정 거리에 설치되어 상기 수면 분석 대상자가 자는 일정 영역에 광대역(Ultra Wide Band: UWB)신호를 송신하고, 그에 따른 반사 신호를 수신하는 UWB 레이더를 포함하고, 상기 반사 신호에 대응하는 레이더 데이터를 생성하고, 상기 레이더 데이터를 분석하여 상기 수면 분석 대상자의 움직임 및 호흡을 포함하는 수면 분석 요소에 대한 수면 분석 요소 정보를 포함하는 수면 분석 데이터를 생성하여 주기적으로 송신하는 수면 분석 데이터 제공 과정;
수면 분석부가 상기 수면 분석 데이터를 수신하고, 수면 분석 데이터의 수면 분석 요소들을 분석하여 수면 특징 정보를 추출한 후 상기 수면 특징 정보 및 상기 수면 분석 데이터를 전처리한 전처리 수면 분석 데이터에 대한 2D 특징맵인 데이터세트를 생성하여 미리 다수의 사람에 대한 수면 레벨에 대한 주석이 포함된 데이터세트인 학습 데이터세트에 의해 학습된 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 상기 수면 분석 대상자의 수면 레벨을 확인하는 수면 분석 과정;
상기 수면 분석부가 확인된 수면 레벨에 대응하는 적어도 하나 이상의 수면 케어 가이드 정보를 포함하는 수면 케어 정보를 생성하여 상기 수면 케어부로 제공하는 수면 케어 정보 제공 과정; 및
수면 케어부가 상기 수면 분석 데이터에 대한 수면 케어 정보를 수신하여 저장한 후 상기 수면 케어 정보에 따라 수면 케어 가이드 정보를 출력하는 수면 케어 과정을 포함하되,
상기 수면 분석 과정은,
상기 수면 분석부의 서버 제어부가 학습부를 통해 미리 저장되어 있는 학습 데이터세트를 상기 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 학습시키는 학습 단계;
상기 서버 제어부가 수면 분석 데이터 수집부를 통해 상기 수면 분석 데이터를 상기 수면 케어부로부터 수집하는 수면 분석 데이터 수집 단계;
상기 서버 제어부가 데이터세트 구성부를 통해 수면 분석 데이터의 수면 분석 요소들을 분석하여 수면 특징 정보를 추출하여 수면 이력 DB에 저장한 후 상기 수면 특징 정보 및 상기 수면 분석 데이터를 전처리한 전처리 수면 분석 데이터에 대한 2D 특징맵인 데이터세트를 생성하는 데이터세트 구성 단계; 및
상기 서버 제어부가 수면레벨 결정부를 통해 상기 학습된 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 상기 수면 분석 대상자의 수면 레벨을 확인하는 수면레벨 결정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 수면 분석 방법.
- 제13항에 있어서,
상기 수면 분석 과정은,
상기 서버 제어부가 상기 학습부를 통해 상기 수면 분석 데이터가 수면 레벨 데이터이면 일정 기간 단위로 수집된 수면 레벨 데이터를 상기 수면 레벨 분석 인공지능 모델에 적용하여 재학습시키는 재학습 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 수면 분석 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200147835A KR102236420B1 (ko) | 2020-11-06 | 2020-11-06 | 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200147835A KR102236420B1 (ko) | 2020-11-06 | 2020-11-06 | 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템 및 방법 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102236420B9 KR102236420B9 (ko) | 2021-04-06 |
| KR102236420B1 true KR102236420B1 (ko) | 2021-04-06 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200147835A KR102236420B1 (ko) | 2020-11-06 | 2020-11-06 | 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템 및 방법 |
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| KR (1) | KR102236420B1 (ko) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102399390B1 (ko) | 2021-04-28 | 2022-05-18 | (주)에이아이딥 | 인공지능을 이용한 감성 케어 서비스 시스템 및 방법 |
| KR102495203B1 (ko) * | 2022-03-28 | 2023-02-06 | 재단법인 구미전자정보기술원 | 비접촉 수면상태 판단 및 수면보조 장치 그리고 그 제어방법 |
| WO2023059062A1 (ko) * | 2021-10-05 | 2023-04-13 | 삼성전자주식회사 | 전자 장치 및 그 제어 방법 |
| KR102521981B1 (ko) | 2023-01-18 | 2023-04-14 | 주식회사 베러마인드 | 사용자를 위한 수면 큐레이션 서비스 시스템의 동작 방법 |
| KR102539796B1 (ko) * | 2022-11-28 | 2023-06-07 | (주)에이아이딥 | 수면다원검사 및 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템 및 방법 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120012364A (ko) * | 2010-08-01 | 2012-02-10 | 연세대학교 산학협력단 | 생체신호 기반 자동 수면단계 분류시스템 |
| KR20140006256A (ko) | 2012-06-29 | 2014-01-16 | 전자부품연구원 | 바이오 레이더 기반 수면 무호흡 모니터링 시스템 및 방법 |
| KR20180006084A (ko) * | 2016-07-08 | 2018-01-17 | 전자부품연구원 | 수면 돌봄이 시스템 및 그 작동 방법 |
| KR102134154B1 (ko) * | 2019-06-21 | 2020-07-16 | 가천대학교 산학협력단 | 1-d cnn 기반의 uwb 호흡 데이터 패턴 인식 시스템 |
-
2020
- 2020-11-06 KR KR1020200147835A patent/KR102236420B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120012364A (ko) * | 2010-08-01 | 2012-02-10 | 연세대학교 산학협력단 | 생체신호 기반 자동 수면단계 분류시스템 |
| KR20140006256A (ko) | 2012-06-29 | 2014-01-16 | 전자부품연구원 | 바이오 레이더 기반 수면 무호흡 모니터링 시스템 및 방법 |
| KR20180006084A (ko) * | 2016-07-08 | 2018-01-17 | 전자부품연구원 | 수면 돌봄이 시스템 및 그 작동 방법 |
| KR102134154B1 (ko) * | 2019-06-21 | 2020-07-16 | 가천대학교 산학협력단 | 1-d cnn 기반의 uwb 호흡 데이터 패턴 인식 시스템 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102399390B1 (ko) | 2021-04-28 | 2022-05-18 | (주)에이아이딥 | 인공지능을 이용한 감성 케어 서비스 시스템 및 방법 |
| WO2023059062A1 (ko) * | 2021-10-05 | 2023-04-13 | 삼성전자주식회사 | 전자 장치 및 그 제어 방법 |
| KR102495203B1 (ko) * | 2022-03-28 | 2023-02-06 | 재단법인 구미전자정보기술원 | 비접촉 수면상태 판단 및 수면보조 장치 그리고 그 제어방법 |
| KR102539796B1 (ko) * | 2022-11-28 | 2023-06-07 | (주)에이아이딥 | 수면다원검사 및 인공지능을 이용한 수면 분석 시스템 및 방법 |
| KR102521981B1 (ko) | 2023-01-18 | 2023-04-14 | 주식회사 베러마인드 | 사용자를 위한 수면 큐레이션 서비스 시스템의 동작 방법 |
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|---|---|
| KR102236420B9 (ko) | 2021-04-06 |
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