KR102359390B1 - 뇌파 기반의 생체 통신이 가능한 방탄모 및 생체 통신 방법 - Google Patents

뇌파 기반의 생체 통신이 가능한 방탄모 및 생체 통신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 뇌파 기반의 생체 통신이 가능한 방탄모 및 생체 통신 방법에 관한 것으로, 생체 통신 방법은 전술 그룹에 기 공유된 심볼맵을 기반으로 전술 그룹에 속하는 사용자의 뇌파를 이용해 심볼맵의 정해진 룰에 따라 전술 그룹 내 사용자 간 생체 통신을 수행함으로써, 적군과 아군을 구분하는 방법을 제안한다.

Description

뇌파 기반의 생체 통신이 가능한 방탄모 및 생체 통신 방법{BULLETPROOF HELMET POSSIBLE TO BIOMETRIC COMMUNICATION BASED ON BRAIN WAVES, AND BIOMETRIC COMMUNICATION METHOD}
본 발명은 뇌파 기반의 생체 통신이 가능한 방탄모 및 생체 통신 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 사용자의 뇌파를 이용하여 전술 그룹에 포함된 사용자 간에 생체 통신을 수행하는 방탄모 및 생체 통신 방법에 관한 것이다.
국방용 방탄모는 군인들이 전술 활동 시 머리에 쓰는 보호구로, 적군의 소총(소화기)에 피해를 줄이기 위해 개발되고 꾸준히 활용되고 있다. 근래에는 방탄모에 카메라 장치 등을 포함 시켜 전술 활동을 녹화하려는 시도가 있었으며, 방탄모에 훈련용 전자장치를 부착하여 전투원의 훈련용으로 개발되기도 했다.
대표적인 통신 장치인 무전기의 경우 현대에는 소형화 및 성능개량을 목적으로 꾸준히 개발되어왔다. 하지만 전술용 무전기의 경우 적군의 감청을 방지하기 암호화 및 복호화 기술이 필요하며 이는 꾸준히 연구 개발되고 보완이 되어야 하는 기술이다.
뇌파 획득에 대한 연구는 지난 반세기 가까이 진행되어왔다. 그 연구는 절단 환자의 뇌파를 획득해 물체를 움직이는 목적으로 수행되거나, 뇌신경에 문제가 있는 환자를 검출하는 목적으로 연구가 되어왔다. 최근에는 뇌파를 이용해 TV 등의 전자장비 제어 연구도 활발히 진행되고 있다.
뇌파 획득 시스템은 침습형/비침습형으로 구분할 수 있는데, 이 침습형 장비의 경우 실제 생체의 저항으로 인해 장시간 활용이 불가능한 실정이다. 반면 비침습형에 이용되는 대표적인 센서 시스템은 의학용으로 이용되는 fMRI가 있으며, 뇌의 헤모글로빈 농도차를 이용하는 fNIRS 시스템 및 뇌신경 사이에 신호가 전달될 때 생기는 전기의 흐름을 측정하는 EEG 등이 존재한다.
본 발명은 전술 그룹에 속하는 팀원간 정한 날짜 별 해당하는 심볼 맵을 이용해 전술 활동을 수행함으로써, 적군에 명령이 노출되는 것을 최소화하면서 팀 간 원활한 의사 소통이 가능한 방탄모 및 생체 통신 방법을 제공한다.
본 발명은 방탄모의 내피에 생체 통신을 위한 뇌전파 센서 및 생체 통신 장치를 포함함으로써, 시스템의 유지보수가 간편하며, 기능적 업데이트가 용이한 방탄모 및 생체 통신 방법을 제공한다.
일실시예에 따른 방탄모에 삽입되는 생체 통신 장치가 수행하는 생체 통신 방법은 상기 방탄모의 내측 전면부에 부착된 뇌전도 센서로부터 센싱된 방탄모를 착용한 사용자의 뇌파를 수신하는 단계; 상기 사용자의 뇌파를 필터링하여 뇌파의 주파수 대역을 구분하는 단계; 상기 구분된 주파수 대역에 따라 사용자의 뇌파를 기 공유된 심볼맵에 따라 전술 그룹에 전송하기 위한 데이터로 심볼화하는 단계; 및 상기 심볼화 된 데이터를 상기 전술 그룹에 포함된 서로 다른 방탄모의 생체 통신 장치에 전달하는 단계;를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 수신하는 단계는, 상기 뇌전도 센서로부터 심볼맵의 심볼을 표현하기 위한 사용자의 동작이 감지되는 시점에 상기 동작에 대응하여 사용자의 뇌에서 발생되는 뇌파를 수신할 수 있다.
실시예에 따른 심볼화하는 단계는, 상기 구분된 주파수 대역의 뇌파에 가중치를 부여하는 단계; 상기 가중치가 부여된 뇌파의 크기와 상기 심볼맵의 심볼 각각에 대응하여 기 정해진 기준 신호의 크기를 비교하는 단계; 및 비교 결과에 따라, 사용자의 뇌파에 대하여 기 공유된 심볼맵의 심볼을 나타내는 데이터로 심볼화하는 단계;를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 기 공유된 심볼맵은, 상기 사용자의 전술 활동을 수행하기 위해 구성된 전술 그룹에서 사용되는 단어 문답에 의한 대응 관계를 나타내는 암구어(Password)를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 암구어는, 상기 전술 그룹의 전술 활동에 대한 시작 여부를 고려하여 사전에 정해진 시간에 자동으로 변화할 수 있다.
실시예에 따른 생체 통신 방법은 상기 전술 그룹에 포함된 서로 다른 방탄모의 통신 모듈로부터 데이터를 수신한 경우, 심볼맵을 통해 데이터를 디코드하여, 상기 디코드된 데이터에 대응하여 상기 이어폰으로 출력 가능한 음성을 생성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 방탄모는 방탄모의 내측 전면부에 부착되어, 방탄모를 착용한 사용자의 뇌파를 센싱하는 뇌전도(EEG: Electroencephalography) 센서; 상기 방탄모를 착용한 사용자의 귀에 삽입되어 음성을 출력하는 이어폰; 및 기 공유된 심볼맵에 따라 사용자의 뇌파를 심볼화하여 사용자의 전술 활동을 위한 생체 통신을 수행하는 생체 통신 장치;를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 뇌전도 센서는, 상기 심볼맵의 심볼을 표현하기 위한 사용자의 동작이 감지되는 시점에 상기 동작에 대응하여 사용자의 뇌에서 발생되는 뇌파를 센싱할 수 있다.
실시예에 따른 생체 통신 장치는, 상기 뇌전도 센서가 센싱된 사용자의 뇌파를 수신한 경우, 상기 사용자의 뇌파를 필터링하고, 필터링한 뇌파의 주파수 대역을 구분하여 상기 구분된 주파수 대역에 따라 사용자의 뇌파를 전술 그룹에 전송하기 위한 데이터로 심볼화할 수 있다.
실시예에 따른 생체 통신 장치는, 상기 전술 그룹에 포함된 서로 다른 방탄모의 통신 모듈로 상기 심볼화 된 데이터를 전송함으로써, 전술 그룹 간 생체 통신을 수행할 수 있다.
실시예에 따른 생체 통신 장치는, 상기 전술 그룹에 포함된 서로 다른 방탄모의 통신 모듈로부터 데이터를 수신한 경우, 심볼맵을 통해 데이터를 디코드하여, 상기 디코드된 데이터에 대응하여 상기 이어폰으로 출력 가능한 음성을 생성할 수 있다.
일실시예에 따른 방탄모에 삽입되는 생체 통신 장치는, 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 방탄모의 내측 전면부에 부착된 뇌전도 센서로부터 센싱된 방탄모를 착용한 사용자의 뇌파를 수신하고, 상기 사용자의 뇌파를 필터링하여 뇌파의 주파수 대역을 구분하고, 상기 구분된 주파수 대역에 따라 사용자의 뇌파를 기 공유된 심볼맵에 따라 전술 그룹에 전송하기 위한 데이터로 심볼화하고, 상기 심볼화 된 데이터를 상기 전술 그룹에 포함된 서로 다른 방탄모의 생체 통신 장치에 전달하고, 상기 전술 그룹에 포함된 서로 다른 방탄모의 통신 모듈로부터 데이터를 수신한 경우, 심볼맵을 통해 데이터를 디코드하여, 상기 디코드된 데이터에 대응하여 상기 이어폰으로 출력 가능한 음성을 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 생체 통신 방법은 전술 그룹에 속하는 팀원간 정한 날짜 별 해당하는 심볼 맵을 이용해 전술 활동을 수행함으로써, 적군에 명령이 노출되는 것을 최소화하면서 팀 간 원활한 의사 소통이 가능할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 생체 통신 방법은 방탄모의 내피에 생체 통신을 위한 뇌전파 센서 및 생체 통신 장치를 포함함으로써, 시스템의 유지보수가 간편하며, 기능적 업데이트가 용이할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 생체 통신이 가능한 방탄모를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 사용자의 뇌파를 분석하여 전술 그룹에 전송하기 위한 심볼화 된 데이터를 생성하는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 심볼화 된 데이터를 디코드하여 음성으로 출력하는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 생체 통신 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 뇌파 기반의 생체 통신을 실험한 결과를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 생체 통신이 가능한 방탄모를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명은 뇌피 기반의 생체 통신이 가능한 방탄모(101)일 수 있다. 본 발명은 방탄모(101)의 주된 기능인 방호 기능을 유지하면서, 방탄모(101)의 내부에 비침습형 뇌전도 센서(102)를 결합시킴으로써, 전술 활동을 위한 심볼을 생성하며 이 심볼을 통해 전술 활동에 필요한 메시지를 전송하고, 수신의 경우 귀에 삽입하는 이어폰(104)으로 활용할 수 있다.
방탄모(101)는 뇌전도 센서(102), 보조 센서(103), 이어폰(104) 및 생체 통신 장치(105)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 뇌전도 센서(102)는 방탄모(101)에 내장되어, 전술 그룹 내 생체 통신을 수행할 수 있다. 뇌전도 센서(102)는 사용자의 전술 활동에 의한 뇌의 활동 정도에 대응하여 서로 상이한 주파수를 뇌파로 감지할 수 있다. 뇌전도 센서(102)에서 센싱된 뇌파는 방탄모(101)를 착용한 사용자가 전술 활동을 수행하는 과정에서 뇌의 활동에 의하여 일어나는 전류를 센싱한 뇌파일 수 있다.
이어폰(104)은 방탄모(101)를 착용한 사용자의 귀에 삽입되어 음성을 출력할 수 있다. 이어폰(104)은 방탄모(101)를 착용한 사용자가 전술 그룹 내 전술 활동에서 사용되는 심볼에 대응하는 음성을 사용자가 인지할 수 있도록 송출할 수 있다. 또한, 이어폰(104)은 심볼을 당일에 해당하는 심볼맵으로 전환된 음성을 송출할 수 있다. 자세하게, 생체 통신 장치(105)는 하루 단위로 룰에 따라 정해진 심볼을 포함하는 심볼맵을 수신할 수 있다. 생체 통신 장치(105)는 사용자가 방탄모(101)를 착용한 것으로 확인되면, 심볼맵에 포함된 심볼을 음성으로 전환할 수 있으며, 이어폰(104)은 전술 활동 과정에서 심볼을 사용할 수 있도록 사전에 전환된 음성을 송출할 수 있다.
여기서, 심볼맵은 사용자의 전술 활동을 수행하기 위해 구성된 전술 그룹에서 사용되는 단어 문답에 의한 대응 관계를 나타내는 암구어를 포함할 수 있다. 심볼맵은 암구어에 대응하여 사용자가 해당 단어를 생각하거나, 또는 특정 동작을 수행할 때, 사용자의 뇌에서 나타나는 뇌파가 심볼의 형태로 매핑된 상태일 수 있다. 암구어는 전술 그룹의 전술 활동에 대한 시작 여부를 고려하여 사전에 정해진 시간에 자동으로 변화할 수 있다. 암구어는 심볼맵의 심볼로 표현될 수 있다. 심볼은 뇌 활동에서 강력하게 구분할 수 있는 것들로써, 일례로, ‘집중’, ‘눈 깜빡임’, ‘어금니 물기’ 등이 될 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 심볼들을 하루에 한번 전술활동을 수행하기 전 현대 군인들의 암구호와 같이 메시지와 맵핑을 시킬 수 있다. 일례로, ‘집중’은 ‘약진 앞으로’로 맵핑을 하고, ‘눈 깜빡임’는 ‘위험’, ‘어금니 물기’는 '정지'와 같이 하루 단위로 정해진 룰에 따라 정해진 심볼을 포함하는 심볼맵을 생성한 후, 전술 그룹에 공유할 수 있다. 심볼맵은 매일 작전/전술 활동 시작 시 미리 설정하게 되며 매일 정해진 시간에 자동으로 변화될 수 있다.
생체 통신 장치(105)는 기 공유된 심볼맵에 따라 사용자의 뇌파를 심볼화하여 사용자의 전술 활동을 위한 생체 통신을 수행할 수 있다. 본 발명에서 제안하는 이를 통하면, 암호화 복호화의 문제가 해결되며, 복호화를 수행한다 할지라도 그 원본 신호는 ‘집중’, ‘눈깜빡임’등의 일부 뇌활동이기 때문에 적군의 해독이 어려워짐에 따라 보다 적극적인 전술 활동이 가능할 수 있다.
본 발명을 이용하면, 기존의 은닉에 방해가 되던 음성 혹은 모스부호 등의 송수신 단말을 대체할 수 있다. 또한 전술 활동 직전 전술팀 팀원간 정한 날짜 별 해당하는 심볼 맵(1일째는 ‘집중’->공격, 2일째는 ‘집중’->정지)을 통해 암호화/복호화 과정이 필요가 없어짐에 따라 암호화 및 복호화에 의한 연산 시간을 최소화할 수 있다.
더욱이 본 발명은 전술 활동을 수행하는 전술 그룹(팀)별로 심볼 맵을 공유하기 때문에, 심볼 맵이 노출되더라도 군 전체가 위험에 처하지 않을 수 있으며, 별도의 송수신 단말을 손에 파지할 필요가 없어 두 손이 자유로워져 적극적인 수색 등의 활동이 가능하다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 사용자의 뇌파를 분석하여 전술 그룹에 전송하기 위한 심볼화 된 데이터를 생성하는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
전술 그룹은 일정한 목적을 달성하기 위해 구성된 팀일 수 있으며, 팀의 전술에 따라 다양한 특기를 갖는 다수의 사용자들을 포함할 수 있다. 전술 그룹에 포함된 다수의 사용자들은 방탄모에 포함된 생체 통신 장치를 통해 상호 간의 의사 소통을 수행할 수 있다. 사용자는 전술 그룹 내 메시지의 전달 방향에 따른 송신측의 동작과 수신측의 동작을 모두 수행할 수 있다.
이에, 도 2의 도면은 전술 그룹 내 송신측에서 수행하는 동작을 설명하기 위해 도시한 도면일 수 있다.
방탄모에 설치된 생체 통신 장치(105)는 방탄모의 내측 전면부에 부착된 뇌전도 센서로부터 센싱된 방탄모를 착용한 사용자의 뇌파를 수신할 수 있다. 자세하게, 생체 통신 장치(105)는 뇌전도 센서로부터 심볼맵의 심볼을 표현하기 위한 사용자의 동작이 감지되는 시점에 사용자의 동작에 대응하여 사용자의 뇌에서 발생되는 뇌파를 수신할 수 있다.
생체 통신 장치(105)는 사용자의 뇌파를 필터링하여 뇌파의 주파수 대역을 구분할 수 있다. 본 발명은 샘플링 이론(Sampling Theory)에 따라 최대 주파수 성분의 2배 이상으로 샘플링할 수 있으며, 이에, 생체 통신 장치(105)는 샘플링 비율에 따라 사용자의 뇌파를 샘플링하고, 샘플링된 뇌파를 증폭시킬 수 있다.
생체 통신 장치(105)는 저역 통과 필터(Low-pass Filter), 고역 통과 필터(High-pass Filter) 및 노치 필터(Notch Filter) 중 적어도 하나의 필터를 이용하여 증폭된 뇌파를 구분할 수 있다. 다시 말해, 생체 통신 장치(105)는 저역 통과 필터를 이용하여 특정 주파수 이하의 낮은 주파수 신호를 통과시킴으로써, 증폭된 뇌파 중에서 40Hz 이하의 뇌파를 통과시킬 수 있다. 생체 통신 장치(105)는 고역 통과 필터를 이용하여 특정 주파수 이상의 높은 주파수 신호를 통과시킴으로써, 증폭된 뇌파 중 0.5 Hz 이상의 뇌파를 통과시킬 수 있다.
또한, 생체 통신 장치(105)는 노치 필터를 이용하여 특정 주파수 대역의 성분을 제거함으로써, 증폭된 뇌파에 포함된 간섭파, 고조파 등의 잡음을 제거할 수 있다. 여기서, 노치 필터는 특정 주파수 대역만 통과하게 하는 밴드 패스 필터(BPF, band pass filter)의 반대 특성을 나타내는 필터로, 특정 대역을 차단하는 필터일 수 있다.
생체 통신 장치(105)는 상술한 필터들을 통해 증폭된 뇌파 중에서 사용자가 심볼을 위한 동작에 대응하여 발생된 뇌파를 제외한 잡음을 제거할 수 있다. 이후, 생체 통신 장치(105)는 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)을 통해 잡음이 제거된 뇌파의 주파수 대역을 구분할 수 있다. 주파수 대역은 정해진 기준치에 따라 구분될 수 있으며, 구분된 주파수 대역에 따라 사용자의 뇌파를 기 공유된 심볼맵에 따라 전술 그룹에 전송하기 위한 데이터로 심볼화할 수 있다.
일례로, 알파파(alpha)는 8~13Hz 대역을 나타내며, 악물기의 경우에는 18~19Hz 대역을 나타내며, 눈 깜빡임의 경우에는 0.5~5Hz 대역을 나타낼 수 있다. 각각의 대역은 사용자의 집중 상태에 활성화될 수 있는 주파수 대역일 수 있다.
생체 통신 장치(105)는 구분된 주파수 대역에 따라 서로 다른 가중치가 곱해 더해질 수 있다. 생체 통신 장치(105)는 심볼맵에 기 정해진 기준 신호인 심볼의 크기와 가중치가 부여된 뇌파의 크기를 비교함으로서, 사용자가 원하는 암구어를 식별할 수 있다. 생체 통신 장치는 비교 결과에 따라, 사용자의 뇌파에 대하여 기 공유된 심볼맵의 심볼을 나타내는 데이터로 심볼화할 수 있다.
생체 통신 장치(105)는 심볼화 된 데이터를 전술 그룹에 포함된 서로 다른 방탄모의 생체 통신 장치에 전달할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 심볼화 된 데이터를 디코드하여 음성으로 출력하는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
전술 그룹은 일정한 목적을 달성하기 위해 구성된 팀일 수 있으며, 팀의 전술에 따라 다양한 특기를 갖는 다수의 사용자들을 포함할 수 있다. 전술 그룹에 포함된 다수의 사용자들은 방탄모에 포함된 생체 통신 장치를 통해 상호 간의 의사 소통을 수행할 수 있다. 사용자는 전술 그룹 내 메시지의 전달 방향에 따른 송신측의 동작과 수신측의 동작을 모두 수행할 수 있다.
이에, 도 3의 도면은 전술 그룹 내 수신측에서 수행하는 동작을 설명하기 위해 도시한 도면일 수 있다.
자세하게, 수신측에 해당하는 방탄모에 포함된 생체 통신 장치(301)는 전술 그룹에 포함된 복수의 방탄모 중에서 적어도 하나의 방탄모에 포함된 생체 통신 장치(105)로부터 전술 활동을 위해 심볼화 된 데이터를 수신할 수 있다. 이때, 생체 통신 장치(301)는 수신한 심볼화 된 데이터가 전술 그룹에 속하는 방탄모의 생체 통신 장치로부터 수신하였는지 여부를 확인할 수 있다. 본 발명은 심볼화 된 데이터의 헤드 정보를 식별하여, 이를 확인할 수 있다.
생체 통신 장치(301)는 확인 결과, 전술 그룹에 속하는 방탄모의 생체 통신 장치로부터 수신한 것으로 판단되면, 심볼맵을 통해 데이터를 디코드하여, 디코드된 데이터에 대응하여 상기 이어폰으로 출력 가능한 음성을 생성할 수 있다. 또한, 생체 통신 장치(301)는 확인 결과, 전술 그룹 외 방탄모의 생체 통신 장치로부터 데이터를 수신한 경우, 해당 데이터를 디코드하지 않고, 제거할 수 있다.
생체 통신 장치(301)는 생체 통신 장치(105)로부터 심볼화 된 데이터를 수신하거나 또는, 다수의 생체 통신 장치로부터 심볼화 된 데이터를 다수 수신할 수 있다. 생체 통신 장치(301)는 심볼화 된 데이터의 개수를 고려하여 이어폰을 통해 음성을 출력할 수 있다.
① 일대일(1 : 1) 기반의 심볼화 된 데이터를 수신한 경우,
생체 통신 장치(301)는 동일한 전술 그룹에 속한 생체 통신 장치(105)로부터 심볼화 된 데이터를 수신할 수 있다. 생체 통신 장치(301)는 심볼맵을 통해 심볼화 된 데이터를 디코드하여 심볼로 표현된 뇌파를 추출할 수 있다. 생체 통신 장치(301)는 전술 그룹에 기 공유된 심볼맵을 기반으로 심볼맵에 정해진 기준 신호인 심볼의 크기와 디코드 된 데이터에 해당하는 뇌파의 크기를 비교할 수 있다. 생체 통신 장치(301)는 비교 결과에 따라 디코드된 데이터를 사용자가 원하는 암구어에 대한 데이터로 변환할 수 있다. 생체 통신 장치(301)는 변화된 데이터를 음성화하여 방탄모의 이어폰을 통해 사용자에게 송출할 수 있다.
② 일대다(1 : N) 기반의 심볼화 된 데이터를 수신한 경우,
생체 통신 장치(301)는 동일한 전술 그룹에 속한 다수의 생체 통신 장치로부터 심볼화 된 데이터들을 수신할 수 있다. 생체 통신 장치(301)는 심볼화 된 데이터를 수신한 수신 시간, 생체 통신 장치 간의 이격 거리 등을 고려하여 심볼화 된 데이터들의 디코드 순서를 설정할 수 있다. 생체 통신 장치(301)는 설정된 디코드 순서에 따라 순차적으로 심볼화 된 데이터를 디코드 한 후, 드코드 된 데이터를 암구어에 대한 데이터로 변환할 수 있다. 생체 통신 장치(301)는 변환된 데이터를 음성화하여 방탄모의 이어폰을 통해 사용자에게 송출할 수 있다.
생체 통신 장치(301)는 복수의 음성화된 데이터를 송출함에 있어, 음성과 음성 사이에 진동 또는, 사운드를 발생시킴으로써, 다수의 데이터가 구별되도록 유도할 수 있다.
생체 통신 장치(301)는 ‘집중’<-> ‘공격’ 등과 같은 하루마다 변하는 대응관계에 따른 심볼맵을 기준으로 ‘집중’, ‘눈깜빡임’ 등 심볼을 음성으로 송출할 수 있다. 일례로, 사용자는 이어폰을 통해 송출된 음성-'집중'에 대응하는 전술 활동의 행위-'공격'를 인지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 생체 통신 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
본 발명의 방탄모를 살펴보면, 방탄모는 생체 통신을 위한 뇌전도 센서, 보조 센서, 이어폰, 생체 통신 장치를 포함할 수 있으며, 생체 통신 장치는 다음과 같은 단계를 수행하며, 생체 통신을 수행할 수 있다.
단계(401)에서 생체 통신 장치는 방탄모의 내측 전면부에 부착된 뇌전도 센서로부터 센싱된 방탄모를 착용한 사용자의 뇌파를 수신할 수 있다. 자세하게, 뇌전도 센서는 사용자의 뇌에서 발생되는 뇌파를 센싱할 수 있다. 뇌전도 센서는 사용자의 전술 활동에 의한 뇌의 활동 정도에 대응하여 서로 상이한 주파수를 뇌파로 감지할 수 있으며, 감지된 뇌파를 생체 통신 장치에 전송할 수 있다. 생체 통신 장치는 뇌전도 센서로부터 사용자의 뇌에서 발생되는 뇌파를 수신할 수 있다.
단계(402)에서 생체 통신 장치는 뇌전도 센서로부터 수신한 사용자의 뇌파를 필터링하여 뇌파의 주파수 대역을 구분할 수 있다. 생체 통신 장치는 사용자의 뇌파를 디지털 신호로 변환한 후, 변환된 디지털 신호에 따른 뇌파의 주파수 대역을 구분할 수 있다.
단계(403)에서 생체 통신 장치는 구분된 주파수 대역에 따라 사용자의 뇌파를 기 공유된 심볼맵에 따라 전술 그룹에 전송하기 위한 데이터로 심볼화할 수 있다. 생체 통신 장치는 구분된 주파수 대역의 뇌파에 가중치를 부여할 수 있다. 생체 통신 장치는 가중치가 부여된 뇌파의 크기와 심볼맵의 심볼로 표현된 뇌파의 크기를 비교할 수 있다. 다시 말해, 생체 통신 장치는 심볼맵에 기 정해진 기준 신호인 심볼의 크기와 가중치가 부여된 뇌파의 크기를 비교함으로서, 사용자가 원하는 암구어를 식별할 수 있다. 생체 통신 장치는 비교 결과에 따라, 사용자의 뇌파에 대하여 기 공유된 심볼맵의 심볼을 나타내는 데이터로 심볼화할 수 있다.
단계(404)에서 생체 통신 장치는 심볼화 된 데이터를 전술 그룹에 포함된 서로 다른 방탄모의 생체 통신 장치에 전달할 수 있다. 생체 통신 장치는 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 일례로, 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무슨 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 생체 통신 장치는 전술 그룹에 포함된 서로 다른 방탄모의 통신 모듈로부터 데이터를 수신한 경우, 심볼맵을 통해 데이터를 디코드할 수 있다. 생체 통신 장치는 디코드된 데이터에 대응하여 방탄모에 포함된 이어폰으로 출력 가능한 음성을 생성할 수 있다.
생체 통신 장치는 심볼화 된 데이터의 전송이 완료되거나, 외부에서 심볼화 된 데이터를 수신한 경우, 이러한 상황을 방탄모를 착용한 사용자가 인지할 수 있도록 진동 또는, 사운드를 발생시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 뇌파 기반의 생체 통신을 실험한 결과를 나타낸 도면이다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 생체 통신 장치는 뇌파 기반의 전술용 생체 통신을 수행할 수 있다. 본 발명은 자기 명상법, 눈 깜빡임, 이 악물 총 세가지의 심볼에 대한 실험을 수행할 수 있다. 일례로, 본 발명은 훈련된 피 실험자 5명을 통해 각 심볼 당 50회의 실험을 실시할 수 있으며, 피 실험자는 실험 전에 약 10분 정보의 적응 훈련을 통해 원하는 심볼의 뇌파 신호를 발생시킬 수 있다.
각 눈 깜빡임의 경우에는, 가장 높은 임계값을 가지고 있기 때문에, 오인식 및 미인식이 실험상에서 발생하지 않았다. 이 악물기의 경우에는, 대부분 심볼을 정확히 판단하였으며 너무 세게 이를 악물 경우 기준치의 임계 값를 넘어 평균 1.4회의 오인식이 발생하였다. 또한, 기 명상법의 경우는 사람에 따라 민감도가 달라 세 심볼 중 오인식과 미인식이 가장 많이 발생하였다.
이러한 생체 통신 실험은 표 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112020107844415-pat00001
여기서, 표 1은 뇌파 획득 유형별 심볼 판단 성공률을 나타낸 결과로, 50회를 반복하였을 때에 각 심볼에 대한 성공 비율이다.
한편, 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.
본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체) 또는 전파 신호에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체 및 전송매체를 모두 포함할 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
101: 방탄모
102: 뇌전도 센서
103: 보조 센서
104: 이어폰
105: 생체 통신 장치

Claims (12)

  1. 방탄모에 삽입되는 생체 통신 장치가 수행하는 생체 통신 방법에 있어서,
    상기 방탄모의 내측 전면부에 부착된 뇌전도 센서로부터 센싱된 방탄모를 착용한 사용자의 뇌파를 수신하는 단계;
    상기 사용자의 뇌파를 필터링하여 뇌파의 주파수 대역을 구분하는 단계;
    상기 구분된 주파수 대역에 따라 사용자의 뇌파를 기 공유된 심볼맵에 따라 전술 그룹에 전송하기 위한 데이터로 심볼화하는 단계;
    상기 심볼화 된 데이터를 상기 전술 그룹에 포함된 서로 다른 방탄모의 생체 통신 장치에 전달하는 단계; 및
    전술 그룹에 포함된 서로 다른 방탕모로부터 심볼화 된 데이터를 수신하면, 심볼맵을 통해 상기 수신한 심볼화 된 데이터를 디코드한 후, 디코드된 데이터를 전술 그룹 내 전술 활동에서 사용되는 심볼에 대응하는 음성으로 변환하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 심볼맵은,
    하루 단위로 기 정해진 룰에 따라 결정되는 심볼을 포함하며, 작전 활동 또는, 전술 활동마다 매일 상이해지는 암구어 및 상기 암구어에 대응하는 메시지가 매핑된 생체 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수신하는 단계는,
    상기 뇌전도 센서로부터 심볼맵의 심볼을 표현하기 위한 사용자의 동작이 감지되는 시점에 상기 동작에 대응하여 사용자의 뇌에서 발생되는 뇌파를 수신하는 생체 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 심볼화하는 단계는,
    상기 구분된 주파수 대역의 뇌파에 가중치를 부여하는 단계;
    상기 가중치가 부여된 뇌파의 크기와 상기 심볼맵의 심볼 각각에 대응하여 기 정해진 기준 신호의 크기를 비교하는 단계; 및
    비교 결과에 따라, 사용자의 뇌파에 대하여 기 공유된 심볼맵의 심볼을 나타내는 데이터로 심볼화하는 단계;
    를 포함하는 생체 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기 공유된 심볼맵은,
    상기 사용자의 전술 활동을 수행하기 위해 구성된 전술 그룹에서 사용되는 단어 문답에 의한 대응 관계를 나타내는 암구어(Password)를 포함하는 생체 통신 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 암구어는,
    상기 전술 그룹의 전술 활동에 대한 시작 여부를 고려하여 사전에 정해진 시간에 자동으로 변화하는 생체 통신 방법.
  6. 삭제
  7. 방탄모에 있어서,
    상기 방탄모의 내측 전면부에 부착되어, 방탄모를 착용한 사용자의 뇌파를 센싱하는 뇌전도(EEG: Electroencephalography) 센서;
    상기 방탄모를 착용한 사용자의 귀에 삽입되어 음성을 출력하는 이어폰; 및
    기 공유된 심볼맵에 따라 사용자의 뇌파를 심볼화하여 사용자의 전술 활동을 위한 생체 통신을 수행하는 생체 통신 장치;
    를 포함하고,
    상기 생체 통신 장치는,
    전술 그룹에 포함된 서로 다른 방탕모로부터 심볼화 된 데이터를 수신하면, 심볼맵을 통해 상기 수신한 심볼화된 데이터를 디코드한 후, 디코드된 데이터를 전술 그룹 내 전술 활동에서 사용되는 심볼에 대응하는 음성으로 변환하며,
    상기 심볼맵은,
    하루 단위로 기 정해진 룰에 따라 결정되는 심볼을 포함하며, 작전 활동 또는, 전술 활동마다 매일 상이해지는 암구어 및 상기 암구어에 대응하는 메시지가 매핑된 방탄모.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 뇌전도 센서는,
    상기 심볼맵의 심볼을 표현하기 위한 사용자의 동작이 감지되는 시점에 상기 동작에 대응하여 사용자의 뇌에서 발생되는 뇌파를 센싱하는 방탄모.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 생체 통신 장치는,
    상기 뇌전도 센서가 센싱된 사용자의 뇌파를 수신한 경우,
    상기 사용자의 뇌파를 필터링하고, 필터링한 뇌파의 주파수 대역을 구분하여 상기 구분된 주파수 대역에 따라 사용자의 뇌파를 전술 그룹에 전송하기 위한 데이터로 심볼화하는 방탄모.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 생체 통신 장치는,
    상기 전술 그룹에 포함된 서로 다른 방탄모의 통신 모듈로 상기 심볼화 된 데이터를 전송함으로써, 전술 그룹 간 생체 통신을 수행하는 방탄모.
  11. 삭제
  12. 방탄모에 삽입되는 생체 통신 장치에 있어서,
    상기 생체 통신 장치는, 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 방탄모의 내측 전면부에 부착된 뇌전도 센서로부터 센싱된 방탄모를 착용한 사용자의 뇌파를 수신하고,
    상기 사용자의 뇌파를 필터링하여 뇌파의 주파수 대역을 구분하고,
    상기 구분된 주파수 대역에 따라 사용자의 뇌파를 기 공유된 심볼맵에 따라 전술 그룹에 전송하기 위한 데이터로 심볼화하고,
    상기 심볼화 된 데이터를 상기 전술 그룹에 포함된 서로 다른 방탄모의 생체 통신 장치에 전달하고,
    전술 그룹에 포함된 서로 다른 방탄모의 통신 모듈로부터 심볼화 된 데이터를 수신한 경우, 심볼맵을 통해 데이터를 디코드하여, 상기 디코드된 데이터에 대응하여 전술 그룹 내 전술 활동에 사용되는 심볼에 대응하는 음성으로 변환하고,
    상기 심볼맵은,
    하루 단위로 기 정해진 룰에 따라 결정되는 심볼을 포함하며, 작전 활동 또는, 전술 활동마다 매일 상이해지는 암구어 및 상기 암구어에 대응하는 메시지가 매핑된 생체 통신 장치.
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