KR102268667B1 - 사용자 맞춤형 자세 교정 쿠션, 자세 교정 시스템 및 이의 동작 방법 - Google Patents

사용자 맞춤형 자세 교정 쿠션, 자세 교정 시스템 및 이의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

자세 교정 쿠션이 개시된다. 본 발명의 기술적 사상의 일측면에 따른 자세 교정 쿠션은, 상기 자세 교정 쿠션을 제1 형태로 유지하는 유동부와 사용자의 센싱 범위 내로 접근 여부 또는 접촉의 압력을 감지하여 자세 로데이터(Raw Data)를 생성하는 센싱부와 상기 자세 로데이터를 단말을 통해 관리 서버로 전송하고, 상기 단말을 통해 상기 관리 서버로부터 상기 자세 로데이터로부터 생성된 자세 교정 정보를 수신하는 통신부와 상기 자세 교정 정보에 따라 상기 유동부를 조절하여 상기 자세 교정 쿠션을 제2 형태로 변형하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

사용자 맞춤형 자세 교정 쿠션, 자세 교정 시스템 및 이의 동작 방법{CUSTOMIZED POSTURE CORRECTION CUSION, CUSTOMIZED POSTURE CORRECTION SYSTEM, AND METHOD THEREOF}
본 발명의 기술적 사상은 자세 교정 쿠션에 관한 것으로서, 상세하게는 사용자 맞춤형 자세 교정 쿠션, 자세 교정 시스템 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
사용자의 자세 교정을 위해 베개 또는 쿠션 등이 다양한 형태로 개발되고 있다. 한 예로서 경추와 뒷머리 부분의 균형을 잡아주는 형태의 베개가 있다. 베개 또는 쿠션의 형태 뿐만 아니라 재질도 중요하다. 자세 교정을 위한 베개는 수면 시간 내내 사용자의 피부와 접촉하는 것이고, 쿠션 역시 앉아있는 시간 동안 사용자가 계속적으로 사용하는 것이므로, 사용자와 접촉하는 부분의 통기성이 고려된 베개가 개발되고 있다.
그러나 사용자마다 체형이 다를 수 있다. 예를 들어 앉은 키가 큰 사람과 목이 두꺼운 사람이 평균 체형을 가진 사람에 맞추어 제작된 자세 교정 쿠션을 사용한다면, 상기 자세 교정 쿠션의 기능을 충분히 활용하기 어려울 수 있다. 또한, 사용자마다 교정하려는 최종 자세 역시 다를 수 있다.
즉, 체형이 다른 사람들이 모두 동일한 자세 교정 쿠션을 사용하는 것은 자세 교정의 효율성을 매우 떨어뜨릴 우려가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1480026호(2015.01.08)
본 발명의 기술적 사상이 해결하려는 과제는, 체형이나 신체적 특징이 서로 다른 사용자 각각에 대해서, 자세 교정 쿠션에서 수집한 정보를 기초로 사용자 자세의 문제점을 파악하고, 사용자가 상기 문제점을 교정하기 위한 자세를 취할 수 있도록 자세 교정 쿠션의 형태를 변형시키는 사용자 맞춤형 자세 교정 쿠션, 자세 교정 시스템 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상의 일측면에 따른 자세 교정 쿠션은, 상기 자세 교정 쿠션을 제1 형태로 유지하는 유동부와 사용자의 센싱 범위 내로 접근 여부 또는 접촉의 압력을 감지하여 자세 로데이터(Raw Data)를 생성하는 센싱부와 상기 자세 로데이터를 단말을 통해 관리 서버로 전송하고, 상기 단말을 통해 상기 관리 서버로부터 상기 자세 로데이터로부터 생성된 자세 교정 정보를 수신하는 통신부를 포함하고, 상기 유동부는 상기 자세 교정 정보에 따라 상기 자세 교정 쿠션을 제2 형태로 변형하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상의 일측면에 따른 자세 교정 쿠션의 동작 방법은, 초기 설정 정보를 수신하는 단계와 상기 초기 설정 정보에 따라 자세 교정 쿠션 내의 복수의 펌프들을 작동하여 상기 자세 교정 쿠션을 제1 형태로 유지하는 단계와 복수의 센서들을 통해 사용자의 자세 로데이터(Raw Data)를 수집하는 단계와 상기 자세 로데이터를 단말을 통해 관리 서버로 전송하고, 상기 단말을 통해 상기 관리 서버로부터 상기 자세 로데이터로부터 생성된 자세 교정 정보를 수신하는 단계와 상기 자세 교정 정보에 따라 상기 펌프들을 작동하여 상기 자세 교정 쿠션을 제2 형태로 변형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상의 일측면에 따른 자세 교정 서버의 동작 방법은, 사용자 신체 특성을 입력받고 사용자를 등록하는 단계와 단말을 통해 자세 교정 쿠션으로부터 수집된 상기 사용자의 자세 로데이터를 수신하는 단계와 상기 사용자 신체 특성 및 상기 자세 로데이터를 이용하여 학습된 인공지능 모델에 입력하여 상기 사용자의 자세 문제점을 출력하고, 상기 문제점을 교정하기 위한 자세 교정 정보를 생성하는 단계와 상기 자세 교정 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기술적 사상의 사용자 맞춤형 자세 교정 쿠션, 자세 교정 시스템 및 이의 동작 방법에 따르면, 자세 교정 시스템은 사용자별 정보를 각각 관리하므로, 체형 또는 신체적 특징이 다른 복수의 사용자들이 하나의 자세 교정 쿠션을 이용하여 자세 교정을 수행할 수 있는바, 경제적 부담을 절감할 수 있다.
또한 본 발명의 기술적 사상의 사용자 맞춤형 자세 교정 쿠션, 자세 시스템 서버 및 이의 동작 방법에 따르면, 인공지능 모델을 사용하여 사용자가 교정해야 하는 문제점과 교정해야 하는 신체 부위를 정확히 파악하고, 상기 문제점 해결을 위해 자세 교정 쿠션을 세부적으로 변형하므로 자세 교정의 효과를 최대화할 수 있다.
또한 본 발명의 기술적 사상의 사용자 맞춤형 자세 교정 쿠션, 자세 교정 시스템 및 이의 동작 방법에 따르면, 사용자의 자세에 맞게 설정된 자세 교정 쿠션에서 벗어날 때 알람이 발생하므로, 사용자는 자세의 변화를 즉시 인식할 수 있고, 의식적으로 바른 자세를 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 자세 교정 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 자세 교정 쿠션을 나타내는 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 경추 교정 쿠션의 일 예를 나타내는 개념도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 요추 교정 쿠션의 일 예를 나타내는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 자세 교정 시스템의 동작 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 관리 서버의 동작 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 9는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 자세 교정 모델을 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 관리 서버의 동작을 나타내는 예시도이다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 자세 교정 시스템의 동작 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 12는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 사용자 인터페이스를 나타내는 예시도이다.
도 13은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "??부", "??기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 자세 교정 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 자세 교정 시스템(10)은 단말(100), 자세 교정 쿠션(200), 관리 서버(300)를 포함할 수 있다.
단말(100)은 자세 교정 쿠션(200)과 통신하여 데이터를 송수신하고, 관리 서버(300)와도 통신하여 데이터를 송수신할 수 있다. 사용자는 단말(100)의 사용자 인터페이스(110)를 통해 자세 교정 쿠션(200)을 제어하거나, 관리 서버(300)에 접근할 수 있다.
한 예로서, 단말(100)은 자세 교정 쿠션(200)으로부터, 자세 교정 쿠션(200)이 사용자의 자세를 센싱하여 수집한 자세 로데이터(Raw Data)를 수신할 수 있다. 단말(100)은 상기 자세 로데이터를 관리 서버(300)로 전송할 수 있다.
다른 예로서, 사용자는 관리 서버(300)로 사용자 등록을 위해, 사용자 인터페이스(110)에 사용자의 식별 정보와 사용자의 신체적 특성을 기입할 수 있다. 단말(100)은 사용자 인터페이스(110)에 입력된 정보를 관리 서버(300)로 전송할 수 있다.
사용자 인터페이스(110)는 단말(100)의 화면에 표시되어, 사용자로부터 정보를 입력받을 수 있다. 예를 들어 사용자의 식별 정보, 사용자의 신체적 특성을 입력받을 수 있다. 또한 사용자가 자세 교정 쿠션(200)의 초기 형태를 설정하려는 경우 자세 교정 쿠션(200)의 부분들을 미세하게 조정할 수 있다.
사용자 인터페이스(110)는 단말(100)이 관리 서버(300)로부터 수신한 정보들을 화면에 표시하여 사용자에게 제공할 수 있다. 한편 사용자 인터페이스(110)는 예시적으로 도 12와 같이 구현될 수 있다.
한편, 단말(100)은 어느 하나의 장치로 제한되지 않으며, 기지국과 통신하여 데이터 및/또는 제어정보를 송수신할 수 있는 장치이면 족하고, 예를 들어 컴퓨터, 노트북, 태블릿 PC, 스마트폰 등일 수 있다.
자세 교정 쿠션(200)은 사용자의 자세를 교정하기 위해 사용되는 쿠션으로서 사용자의 조작 또는 관리 서버(300)에서 산출된 정보에 따라 형태가 바뀔 수 있다.
자세 교정 쿠션(200)은 사용자의 경추 또는 요추를 지지하기 위한 구조일 수 있다. 따라서 자세 교정 쿠션(200)은 사용자의 경추에 접촉되는 경추 교정 쿠션(200_1)과 사용자의 요추에 접촉되어 사용되는 요추 교정 쿠션(200_2)을 포함할 수 있다. 편의상 본 명세서에서 자세 교정 쿠션(200)은 경추 교정 쿠션(200_1)과 요추 교정 쿠션(200_2)을 포함한 개념을 지칭하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며 경추 교정 쿠션(200_1) 또는 요추 교정 쿠션(200_2) 중 어느 하나만을 의미할 수도 있다.
자세 교정 쿠션(200)은 단말(100)과 통신하여 데이터를 송수신할 수 있다. 한 예로서, 자세 교정 쿠션(200)은 사용자가 상기 자세 교정 쿠션(200)에 접촉하거나 매우 인접함으로써 센싱부(예를 들어, 도 2의 210)에 입력된 데이터를 단말(100)로 전송할 수 있다.
그리고, 단말(100)로부터 사용자가 자세 교정 쿠션(200)의 초기 형태를 설정하기 위한 정보들을 수신할 수 있다. 상기 정보는 상기 자세 교정 쿠션(200) 또는 상기 자세 교정 쿠션(200) 내부에 포함된 복수의 펌프들의 크기 및 형태에 관한 정보일 수 있다.
다른 예로서, 자세 교정 쿠션(200)은 단말(100)을 통해 관리 서버(300)의 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어 상기 정보는 상기 자세 교정 쿠션(200)이 다른 형태로 변형되기 위한 수치들을 포함할 수 있고, 자세 교정 쿠션(200)은 상기 수치들을 기초로 형태를 바꿀 수 있다.
관리 서버(300)는 자세 교정 쿠션(200)을 사용하는 사용자를 등록하고 상기 사용자와 관련되어 수집된 정보들을 관리할 수 있다. 상기 정보들은 예를 들어 사용자의 식별 정보, 사용자의 신체적 특징, 사용자가 자세 교정 쿠션(200)을 사용했을 때 자세 교정 쿠션(200)의 센싱부(210)가 수집한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하, 본 명세서에서 설명의 편의상 자세 교정 쿠션(200)의 센싱부(210)가 수집한 정보를 자세 로데이터라고 지칭할 수 있다.
관리 서버(300)는 단말(100)과 통신하여 상기 정보들을 주고받을 수 있다.
관리 서버(300)는 자세 교정 모델(310)을 포함할 수 있다. 한 예로서, 자세 교정 모델(310)은, 자세 로데이터와 사용자의 신체적 특징을 입력받고, 사용자가 교정해야 할 자세 및 사용자가 상기 자세를 취하기 위한 자세 교정 쿠션(200)의 형태를 출력할 수 있다. 이하, 본 명세서에서 설명의 편의상 자세 교정 모델(310)에서 출력되는 정보를 자세 교정 정보라고 지칭할 수 있다.
다른 예로서, 자세 교정 모델(310)은 자세 로데이터를 입력받고, 사용자의 경추 또는 요추를 포함한 척추를 3D 모델로 재구성(Reconstruct)하여 출력할 수 있다. 그리고, 자세 교정 모델(310)은 재구성된 3D 모델 내에서 사용자가 교정해야 할 부위를 마킹하여 출력할 수 있다. 이 경우 자세 교정 정보는 3D 모델 및 마킹 정보를 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 자세 교정 쿠션을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 자세 교정 쿠션(200)은 센싱부(210), 통신부(220), 유동부(230), 제어부(240) 및 알람부(250)를 포함할 수 있다. 다만 자세 교정 쿠션(200)의 구성은 이에 제한되는 것은 아니며, 동작에 필요한 구성들을 더 포함할 수 있다.
센싱부(210)는 복수의 센서들 및 센서들이 수집한 정보를 저장하는 장치를 포함할 수 있다. 자세 교정 쿠션(200)에서 센싱부(210)가 설치되는 위치는, 사용자와 접촉하는 부분이거나 사용자의 신체와 매우 인접한 부분일 수 있다. 예를 들어 경추 교정 쿠션(200_1)에서는 사용자의 목이 닿는 부분, 요추 교정 쿠션(200_2)에서는 사용자의 허리가 닿는 부분에 센싱부(210)가 설치될 수 있다. 즉 복수의 센서들은 요추와 경추의 위치를 센싱할 수 있는 위치에 구비될 수 있다. 한 예로서, 자세 교정 쿠션(200) 외부 또는, 자세 교정 쿠션(200)의 외피 바로 아래에 센싱부(210)가 설치될 수 있다. 센싱부(320)는 미리 설정된 센싱 범위 내로 사용자가 접근하는 것을 센싱할 수 있다. 이에 대해서는 도 3 및 도 5를 통해 설명한다.
센싱부(210)는 사용자의 접촉 여부 또는 사용자가 어느 정도의 압력으로 자세 교정 쿠션(200)에 접촉하는지, 또는 어느 각도로 접촉하는지를 센싱하기 위한 다양한 여러 종류의 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 초음파 센서, 터치 센서, 압력 센서, 거리 센서, 자이로 센서 등을 포함할 수 있다.
센싱부(210)는 자세 교정 쿠션(200)이 지면과 평행한지 여부, 지면으로부터 기울어진 각도, 사용자가 자세 교정 쿠션(200)과 접촉되지 않은 경우, 사용자와 자세 교정 쿠션(200)이 떨어진 거리를 센싱할 수 있다. 센싱부(210)가 생성한 정보들을 자세 로데이터로 지칭할 수 있다. 통신부(220)는 센싱부(210)가 생성한 자세 로데이터를 단말(100)로 전송할 수 있다. 통신부(220)는 단말(100)로부터 자세 교정 쿠션(200)의 형태에 대한 데이터를 수신할 수 있다. 이를 자세 교정 정보라 지칭할 수 있다. 이외에도 통신부(220)는 본 발명이 설명하는 자세 교정 쿠션(200)의 동작을 수행하기 위해 필요한 정보들을 단말(100)과 송수신할 수 있다.
본 명세서에서 통신부(220)는 단말(100)과 통신하는 것으로 설명하였으나, 구현에 따라 통신부(220)와 관리 서버(300)가 직접 통신할 수 있음은 물론이다.
유동부(230)는 자세 교정 쿠션(200)에서 자세 교정 정보에 따라 그 형태가 변형될 수 있는 부분을 의미할 수 있다. 유동부(230)는 복수의 펌프들과 각 펌프가 작동하여 크기를 조절하는 에어백들을 포함할 수 있다. 펌프의 종류는 어느 하나로 제한되지 않으며, 유압 펌프 또는 에어 펌프로 구현될 수 있다. 또한, 에어백이라고 기재하였으나, 에어백으로 한정되는 것은 아니며 내부에 유체가 충전되고 밀봉된 주머니이면 족할 수 있다. 유동부(230)를 통해 자세 교정 쿠션(200)의 크기, 형태, 강도 및 탄력 등이 조절될 수 있다.
유동부(230)는 사용자가 단말(100)을 통해 조절하는 크기 또는 형태에 따라 변형될 수 있고, 이때의 형태를 제1 형태로 지칭할 수 있다. 즉 제1 형태는 사용자가 설정한 형태를 의미할 수 있다. 다른 예로서, 제1 형태는, 관리 서버(300)가 제공하는 자세 교정에 관한 정보 없이 사용자의 조절만으로 설정된 형태를 의미할 수 있다.
또한 유동부(230)는 단말(100)을 통해 관리 서버(300)로부터 수신한 자세 교정 정보에 따라 크기 또는 형태에 따라 변형될 수 있으며, 이때의 형태를 제2 형태로 지칭할 수 있다. 즉 제2 형태는 사용자의 자세를 교정하기 위한 자세 교정 쿠션(200)의 형태를 의미할 수 있다.
한편 본 명세서에서는 자세 교정 쿠션(200)이 2개의 형태를 가질 수 있는 것으로 설명하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며 사용자가 단말(100)의 사용자 인터페이스(110)를 통한 설정 또는 관리 서버(300)가 생성하는 자세 교정 정보 등의 데이터에 따라 복수 개의 형태들을 가질 수 있음은 물론이다.
유동부(230)는 자세 교정 쿠션(200)에 복수개 설치될 수 있다. 자세 교정 쿠션(200)에 유동부(230)가 설치되는 위치는 도 4 및 도 6을 통해 설명한다.
제어부(240)는 자세 교정 쿠션(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(240)는 센싱부(210), 통신부(220), 유동부(230) 및 알람부(250)의 동작을 제어할 수 있다.
알람부(250)는 사용자가 자세 교정 쿠션(200)에 접촉되지 않은 경우 또는 특정 거리 이내에 있지 않은 경우, 알람을 생성하여 출력할 수 있다. 또한 사용자가 설정한 기준에 따라 알람을 생성할 수 있다. 예를 들어 효과적으로 자세를 교정하기 위해서, 사용자가 일정 시간을 초과하여 자세 교정 쿠션(200)에 접촉되지 않거나 센싱 범위 내로 접근이 감지되지 않은 경우 알람을 출력할 수 있다. 이때 센싱 범위란 복수의 센서들이 사용자의 경추 또는 요추를 센싱할 수 있는 범위를 의미할 수 있다.
한편, 자세 교정의 효과를 극대화하기 위해서 알람부(250)는 사용자가 제2 형태로 세팅된 자세 교정 쿠션(200)에 정해진 자세로 착석하거나 접촉하지 않은 경우에 알람을 출력할 수 있다. 사용자가 미리 정해진 자세로 자세 교정 쿠션(200)을 이용하는지의 여부는 센싱부(210)의 신호들을 기초로 판단할 수 있을 것이다.
알람부(250)는 사용자에게 주의를 환기시키기 위해 소리 또는 진동을 출력할 수 있다.
센싱부(210), 통신부(220), 유동부(230), 제어부(240) 및 알람부(250)로 명명하여 부르나, 이들은 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 컴퓨팅 장치일 수 있다.
자세 교정 쿠션(200)의 재질은 어느 하나로 제한되지 않으나, 사용자의 불편감을 줄이고, 충격 흡수 및 촉감 향상을 위해 통기성이 좋은 재질로 표면이 감싸질 수 있다. 또한 자세 교정 쿠션(200) 내부는 라텍스, 메모리폼, 스펀지, 젤 등의 변형 가능한 성질을 갖는 재료들로 충전될 수 있다.
자세 교정 쿠션(200)의 외부는 사용의 편의를 위해 밸크로, 벨트 등의 부자재들을 더 포함할 수 있다. 상기 부자재들은 자세 교정 쿠션(200)의 센싱부(210)가 위치하지 않는 영역에 구비될 수 있다.
자세 교정 쿠션(200)은 의자에 설치될 수 있고, 예를 들어 경추 교정 쿠션(200_1)은 의자의 목받침 부분에 설치되고, 요추 교정 쿠션(200_2)은 의자의 등받이 부분에 설치될 수 있다.
이외에도 자세 교정 쿠션(200)은 전원부를 더 포함할 수 있고, 전원부는 충전식 배터리를 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 경추 교정 쿠션의 일 예를 나타내는 개념도이다.
도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 경추 교정 쿠션(200_1)은 사용자의 목 부분을 감싸거나 지지하는 형태로 구비될 수 있다.
이때 센싱부(210)는 사용자의 목이 접촉되는지 여부를 센싱해야 하므로, 도 3과 같이 경추 교정 쿠션(200_1)의 휘어진 안쪽에 구비될 수 있다. 센싱부(210)는 복수개의 유닛들을 포함할 수 있다.
유동부(230)는 경추 교정 쿠션(200_1)의 전체적인 형상과 크기를 조절하며, 센싱부(210)의 정확도가 저하되는 것을 방지하기 위해서 센싱부(210)가 설치되지 않은 부분에 구비될 수 있다. 유동부(230)는 복수개의 유닛들을 포함할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 요추 교정 쿠션의 일 예를 나타내는 개념도이다.
도 5 및 도 6을 함께 참조하면, 요추 교정 쿠션(200_2)은 사용자의 허리 부분이 접촉되어, 감싸거나 지지하는 형태로 구비될 수 있다.
이때 센싱부(210)는 사용자의 허리가 접촉되는지 여부를 센싱해야 하므로, 도 5와 같이 요추 교정 쿠션(200_2)의 가운데 부분에 구비될 수 있다. 센싱부(210)는 복수개의 유닛들을 포함할 수 있다.
유동부(230)는 요추 교정 쿠션(200_2)의 전체적인 형상과 크기를 조절하며, 센싱부(210)의 정확도가 저하되는 것을 방지하기 위해서 센싱부(210)가 설치되지 않은 부분, 예를 들어 요추 교정 쿠션(200_2)의 외곽 부분에 구비될 수 있다. 유동부(230)는 복수개의 유닛들을 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 자세 교정 시스템의 동작 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 7을 참조하면, 관리 서버(300)는 단말(100)로부터 수신한 사용자 정보를 기초로 사용자를 등록할 수 있다(S110). 사용자는 단말(100)의 사용자 인터페이스(110)를 통해 사용자 정보를 입력할 수 있다. 사용자 정보는 사용자의 이름, 나이, 성별 등의 식별정보와 사용자의 키, 몸무게 등의 신체적 특징을 포함할 수 있다.
사용자가 자세 교정 쿠션(200)에 착석하면, 사용자는 단말(100)을 이용하여 자세 교정 쿠션(200)의 초기 정보를 설정할 수 있다(S120). 사용자는 자세 교정 쿠션(200)이 사용자의 신체에 밀착될 수 있도록, 자세 교정 쿠션(200)의 크기와 형태를 변경할 수 있다. 이때 단말(100)의 사용자 인터페이스(110)를 이용할 수 있다. 자세 교정 쿠션(200)의 형태를 형성하기 위한 정보를 초기 설정 정보라 지칭할 수 있다.
자세 교정 쿠션(200)은 센싱부(210)를 통해 사용자의 자세 로데이터를 수집할 수 있다(S130). 자세 로데이터는 센싱부(210)의 각 센서에서 수집한 거리 정보, 압력 정보 등을 포함할 수 있다.
자세 교정 쿠션(200)은 수집된 자세 로데이터를 단말(100)을 통해 관리 서버(300)로 전송할 수 있다(S140).
관리 서버(300)는 자세 로데이터를 자세 측정 정보로 가공하고, 등록된 사용자의 자세 측정 정보를 관리할 수 있다(S150). 자세 측정 정보란 자세 로데이터를 기초로 사용자의 신체 부위의 특성을 추정하기 위해 가공된 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어 센서에서 수집한 압력 정보를 기초로 생성된, 사용자의 경추 또는 요추의 휘어짐 여부, 휘어짐의 정도 등을 포함할 수 있다. 관리 서버(300)는 사용자 식별자에 대응하여 자세 측정 정보를 관리할 수 있다. 이때 자세 측정 정보는 미리 설정된 주기에 따라 업데이트 될 수 있고, 로그 형태로 관리될 수 있다. 이로써 사용자는 시간이 지남에 따라 자세 교정의 결과를 직접 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 관리 서버의 동작 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 8을 참조하면, 관리 서버(300)는 등록된 사용자 정보 및 자세 측정 정보를 기초로 사용자의 척추를 3D 모델링할 수 있다(S210). 3D 모델링을 위해 학습된 인공지능 모델이 사용될 수 있다. 인공지능 모델은 GoogLeNet, AlexNet, ResNet, VGG Network 등과 같은 CNN (Convolution Neural Network), R-CNN (Region with Convolution Neural Network), fast R-CNN, RPN (Region Proposal Network), RNN (Recurrent Neural Network), S-DNN (Stacking-based deep Neural Network), S-SDNN (State-Space Dynamic Neural Network), Deconvolution Network, DBN (Deep Belief Network), RBM (Restricted Boltzman Machine), Fully Convolutional Network, LSTM (Long Short-Term Memory) Network, GAN (Generative Adversarial Network), IV3 (Inception V3), Classification Network 등 다양한 종류의 뉴럴 네트워크 모델들을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
3D 모델링을 위한 인공지능 모델은 자세 교정 모델(310)에 포함될 수 있다. 이에 대해서는 도 9를 통해 자세히 설명한다.
관리 서버(300)는 자세 교정 모델(310)을 기초로, 사용자의 척추의 문제점을 파악할 수 있다(S220). 자세 교정 모델(310)에서 출력된 결과는 사용자의 자세 문제점을 포함할 수 있다. 자세 문제점은 사용자의 경추 또는 요추의 형태가 정상 경추 또는 정상 요추의 형태와의 차이점을 기초로 분석된 것일 수 있다.
관리 서버(300)는 상기 자세 문제점 개선을 위한 자세 교정 정보를 생성할 수 있다(S230). 자세 교정 정보란 사용자가 상기 자세 문제점을 개선하고, 정상 척추의 형태를 유지하기 위한 자세를 취하기 위한 자세 교정 쿠션(200)의 형태를 의미할 수 있다. 예를 들어, 자세 교정 정보는 자세 교정 쿠션(200)의 각 유동부(230)의 형태 또는 크기를 수치화한 것일 수 있다.
관리 서버(300)는 자세 교정 정보를 단말(100)로 제공할 수 있다(S240). 사용자는 단말(100)의 사용자 인터페이스(110)를 통해 자세 교정 정보를 확인할 수 있다.
한편, 관리 서버(300)는 자세 교정 정보 이외에 다른 정보들도 단말(100)로 제공할 수 있다. 예를 들어, 자세 교정 모델(310)에서 출력된 자세 문제점을 제공할 수 있다.
이후 단말(100)은 자세 교정 정보를 자세 교정 쿠션(200)에 전송할 수 있다.
도 9는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 자세 교정 모델을 나타내는 블록도이고, 도 10은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 관리 서버의 동작을 나타내는 예시도이다.
도 9와 도 10을 함께 참조하면, 자세 교정 모델(310)은 전처리부(311), 학습부(312) 및 예측부(313)를 포함할 수 있다.
설명을 위해, 전처리부(311), 학습부(312) 및 예측부(313)로 명명하여 부르나, 이들은 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 컴퓨팅 장치이다. 여기서, 전처리부(311), 학습부(312) 및 예측부(313)는 하나의 컴퓨팅 장치에 구현되거나, 별도의 컴퓨팅 장치에 분산 구현될 수 있다. 별도의 컴퓨팅 장치에 분산 구현된 경우, 전처리부(311), 학습부(312) 및 예측부(313)는 통신 인터페이스를 통해 서로 통신할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 본 발명을 수행하도록 작성된 소프트웨어 프로그램을 실행할 수 있는 장치이면 충분하고, 예를 들면, 서버, 랩탑 컴퓨터 등일 수 있다.
전처리부(311), 학습부(312) 및 예측부(313) 각각은 하나의 인공지능 모델일 수 있고, 복수의 인공지능 모델로 구현될 수도 있다. 자세 교정 모델(310)은 하나의 인공지능 모델일 수 있고, 복수의 인공지능 모델로 구현될 수도 있다. 이에 따라, 상술한 구성들에 대응하는 하나 또는 복수의 인공지능 모델은 하나 또는 복수의 컴퓨팅 장치에 의해 구현될 수 있다.
전처리부(311)는 자세 로데이터에 상기 자세 로데이터를 제공한 사용자의 척추의 정상 여부가 태깅된 학습 데이터를 입력받고, 이를 전처리할 수 있다.
학습부(312)는 학습 데이터로 학습을 수행할 수 있다. 학습부(312)는 학습 데이터를 입력받고 자세 문제점이 출력되도록, 또는 자세 문제점을 교정하기 위한 자세 교정 정보가 출력되도록 학습될 수 있다.
예측부(313)는 자세 로데이터를 포함하는 예측 데이터가 입력되면, 자세 문제점과 자세 교정 정보를 출력할 수 있다. 예측 데이터는 자세 로데이터뿐만 아니라 사용자가 등록 과정에서 입력한 신체적 특징을 더 포함할 수 있다. 자세 교정 정보는 사용자의 상기 자세 문제점을 교정하기 위한 내용을 포함할 수 있다. 그리고 자세 교정 정보는, 자세 교정 쿠션(200)의 형태를 변형시키기 위해 상기 자세 교정 쿠션(200)에 포함된 복수의 유동부(230)들의 설정 값들을 포함할 수 있다.
한편, 자세 교정 모델(310)은 척추 이미지를 더 출력할 수 있다. 이 경우 학습 데이터는 자세 로데이터와 척추 이미지 및 척추의 정상 여부를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 학습 데이터는 척추 이미지에 상기 척추 이미지의 정상 여부가 태깅된 것일 수 있다.
이때 출력되는 자세 문제점은 수치값 뿐만 아니라 척추 이미지를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 척추 이미지는 도 10의 좌측 이미지와 같을 수 있다.
또한 자세 교정 모델(310)은 출력된 척추 이미지에 문제가 있는 것으로 판단된 부위를 마킹할 수 있다. 예를 들어 도 10의 우측 이미지와 같이 마킹할 수 있다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 자세 교정 시스템의 동작 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 11을 참조하면, 단말(100)은 관리 서버(300)로부터 수신한 자세 교정 정보를 자세 교정 쿠션(200)으로 전달할 수 있다(S310).
자세 교정 쿠션(200)은 자세 교정 정보를 기초로 자세 교정 쿠션(200)의 형태 또는 크기를 조절할 수 있다(S320). 예를 들어 자세 교정 쿠션(200)의 유동부(230)는 도 7의 S120단계에서 설정된 형태와 다른 크기와 형태를 갖도록 조절할 수 있다.
도 12는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 사용자 인터페이스를 나타내는 예시도이다.
도 12를 참조하면, 단말(100)은 어플리케이션을 통해 사용자 정보를 관리할 수 있다. 사용자 인터페이스(110)는 어플리케이션의 한 화면을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 사용자 인터페이스(110)는 등록된 사용자의 이름, 나이, 성별 등의 식별 정보를 표시할 수 있고, 다른 사용자의 등록을 위한 버튼과 이외에 다양한 기능들을 수행하기 위한 버튼들을 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스(110)는 경추 교정 쿠션 맞춤 세팅 버튼(111), 요추 교정 쿠션 맞춤 세팅 버튼(112), 자세 측정 정보 확인 버튼(113), 자세 교정 시작 버튼(114) 및 알람 설정 버튼(115)을 포함할 수 있다. 다만 이는 예시적인 것일 뿐, 사용자 인터페이스(110)는 이외의 다른 버튼들과 표시 화면을 더 포함할 수도 있을 것이다.
사용자는 경추 교정 쿠션 맞춤 세팅 버튼(111)을 눌러 경추 교정 쿠션(200_1)의 형태와 크기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 경추 교정 쿠션 맞춤 세팅 버튼(111)을 누르면 단말(100) 화면에 도 4와 같은 그림이 표시될 수 있다. 이로써 사용자는 경추 교정 쿠션(200_1)의 각 유동부(230)들을 선택하여 사용자의 경추와 경추 교정 쿠션(200_1)이 밀착되도록 조절할 수 있을 것이다.
사용자는 요추 교정 쿠션 맞춤 세팅 버튼(112)을 눌러 요추 교정 쿠션(200_2)의 형태와 크기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 도 6과 같은 그림이 단말(100) 화면에 표시되며, 사용자는 각 유동부(230)들을 선택, 조절할 수 있다.
사용자는 자세 측정 정보 확인 버튼(113)을 눌러 교정 전 사용자의 자세를 확인할 수 있다. 자세 측정 정보는 도 7의 S150 단계에서 생성된 것일 수 있다.
사용자는 자세 교정 시작 버튼(114)을 눌러, 관리 서버(300)가 분석한 자세 문제점과 자세 교정 정보를 확인할 수 있다. 예를 들어 자세 교정 시작 버튼(114)을 누르면, 도 10과 같은 그림이 표시될 수 있다.
사용자는 알람 설정 버튼(115)을 눌러, 자세 교정 쿠션(200)의 알람부(250)의 알람 기능을 조절할 수 있다. 예를 들어 알람을 소리로 출력할 것인지, 진동으로 출력할 것인지 선택할 수 있다. 또는 민감도를 설정할 수도 있다.
사용자는 사용자 인터페이스(110)를 통해 자세 교정 쿠션(200)을 효과적으로 이용하기 위한 다른 기능들도 설정할 수 있을 것이다.
도 13은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 13을 참고하면, 관리 서버(300)는 적어도 하나의 프로세서(320)에 의해 동작하는 컴퓨팅 장치에서, 본 발명의 동작을 실행하도록 기술된 명령들(instructions)이 포함된 프로그램을 실행한다.
컴퓨팅 장치의 하드웨어는 적어도 하나의 프로세서(320), 메모리(330), 스토리지(350), 통신 인터페이스(340)를 포함할 수 있고, 버스를 통해 연결될 수 있다. 이외에도 입력 장치 및 출력 장치 등의 하드웨어가 포함될 수 있다. 컴퓨팅 장치는 프로그램을 구동할 수 있는 운영 체제를 비롯한 각종 소프트웨어가 탑재될 수 있다.
프로세서(320)는 컴퓨팅 장치의 동작을 제어하는 장치로서, 프로그램에 포함된 명령들을 처리하는 다양한 형태의 프로세서(320)일 수 있고, 예를 들면, CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), GPU(Graphic Processing Unit) 등 일 수 있다. 메모리(330)는 본 발명의 동작을 실행하도록 기술된 명령들이 프로세서(320)에 의해 처리되도록 해당 프로그램을 로드한다. 메모리(330)는 예를 들면, ROM(read only memory), RAM(random access memory) 등 일 수 있다. 스토리지(350)는 본 발명의 동작을 실행하는데 요구되는 각종 데이터, 프로그램 등을 저장한다. 통신 인터페이스(340)는 유/무선 통신 모듈일 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 자세 교정 쿠션에 있어서,
    상기 자세 교정 쿠션을 제1 형태로 유지하는 유동부;
    사용자의 센싱 범위 내로 접근 여부 또는 접촉의 압력을 감지하여 자세 로데이터(Raw Data)를 생성하는 센싱부; 및
    상기 자세 로데이터를 단말을 통해 관리 서버로 전송하고, 상기 단말을 통해 상기 관리 서버로부터 상기 자세 로데이터로부터 생성된 자세 교정 정보를 수신하는 통신부를 포함하고,
    상기 유동부는 상기 자세 교정 정보에 따라 상기 자세 교정 쿠션을 제2 형태로 변형하고,
    상기 자세 교정 정보는,
    상기 자세 로데이터를 입력받고, 상기 사용자의 자세 문제점 및 상기 자세 교정 정보를 출력하도록 학습된 인공지능 모델에 의해 출력된 것으로서, 상기 유동부의 크기 또는 형태가 변경되어야 하는 정도를 산출한 값인 것을 특징으로 하는 자세 교정 쿠션.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자세 교정 쿠션은, 사용자의 경추 또는 요추를 지지하는 것을 특징으로 하는 자세 교정 쿠션.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자세 교정 정보는,
    학습된 인공지능 모델에 의해 사용자 자세의 문제점이 진단됨에 따라, 상기 자세 교정 쿠션의 센싱 범위 내로 접근하거나 접촉된 사용자의 신체 부위를 움직이기 위해, 상기 자세 로데이터를 기초로 산출된 값인 것을 특징으로 하는 자세 교정 쿠션.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 학습된 인공지능 모델은,
    상기 자세 로데이터를 기초로 상기 사용자의 척추를 이미지로 모델링하도록 학습되고,
    척추 이미지에 상기 척추 이미지의 정상 여부가 태깅된 학습 데이터가 입력되고, 제1 척추 이미지가 입력되면 상기 제1 척추 이미지의 정상 여부를 판단하도록 학습된 값인 것을 특징으로 하는 자세 교정 쿠션.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자세 교정 쿠션은,
    상기 사용자의 센싱 범위 내로 접근 또는 접촉 여부가 감지되지 않으면 알람을 발생시키는 알람부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자세 교정 쿠션.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 단말로부터 상기 유동부가 조절되기 위한 초기 설정 정보를 수신하고,
    상기 초기 설정 정보는 상기 제1 형태를 형성하기 위한 정보인 것을 특징으로 하는 자세 교정 쿠션.
  7. 자세 교정 쿠션의 동작 방법에 있어서,
    초기 설정 정보를 수신하는 단계;
    상기 초기 설정 정보에 따라 자세 교정 쿠션 내의 복수의 펌프들을 작동하여 상기 자세 교정 쿠션을 제1 형태로 유지하는 단계;
    복수의 센서들을 통해 사용자의 자세 로데이터(Raw Data)를 수집하는 단계;
    상기 자세 로데이터를 단말을 통해 관리 서버로 전송하고, 상기 단말을 통해 상기 관리 서버로부터 상기 자세 로데이터로부터 생성된 자세 교정 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 자세 교정 정보에 따라 상기 펌프들을 작동하여 상기 자세 교정 쿠션을 제2 형태로 변형하는 단계를 포함하고,
    상기 자세 교정 정보는,
    상기 자세 로데이터를 입력받고, 상기 사용자의 자세 문제점 및 상기 자세 교정 정보를 출력하도록 학습된 인공지능 모델에 의해 출력된 것으로서, 유동부의 크기 또는 형태가 변경되어야 하는 정도를 산출한 값인 것을 특징으로 하는 동작 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    적어도 하나의 센서에 상기 사용자가 접촉 여부가 감지되지 않으면, 알람을 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 센서들은 상기 사용자의 경추 또는 요추의 위치를 센싱할 수 있는 위치에 구비된 것을 특징으로 하는 동작 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 자세 교정 정보를 수신하는 단계는,
    상기 관리 서버에 등록된 상기 사용자의 신체 특성 및 상기 자세 로데이터가 상기 학습된 인공지능 모델에 입력되고 상기 자세 문제점이 출력되는 단계; 및
    상기 자세 문제점을 교정하기 위한 상기 자세 교정 정보가 생성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 방법.
  11. 자세 교정 서버의 동작 방법에 있어서,
    사용자 신체 특성을 입력받고 사용자를 등록하는 단계;
    단말을 통해 자세 교정 쿠션으로부터 수집된 상기 사용자의 자세 로데이터를 수신하는 단계;
    자세 로데이터와 자세 문제점 간 관계를 학습한 인공지능 모델로 상기 사용자 신체 특성 및 상기 자세 로데이터를 입력하여 상기 사용자의 자세 문제점을 출력하고, 상기 문제점을 교정하기 위한 자세 교정 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 자세 교정 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 자세 교정 정보는,
    상기 자세 교정 쿠션의 크기 또는 형태가 변경되어야 하는 정도를 산출한 값인 것을 특징으로 하는 동작 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 자세 교정 정보는,
    상기 자세 교정 쿠션에 포함된 복수의 펌프들의 설정 값들을 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 학습된 인공지능 모델은,
    상기 자세 로데이터를 입력받고, 상기 자세 로데이터를 기초로 상기 사용자의 척추를 이미지로 모델링하도록 학습되고,
    척추 이미지에 상기 척추 이미지의 정상 여부가 태깅된 학습 데이터가 입력되고, 제1 척추 이미지가 입력되면 상기 제1 척추 이미지의 정상 여부를 판단하도록 학습된 값인 것을 특징으로 하는 동작 방법.
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