KR102397078B1 - 반려 로봇을 이용한 실버 케어 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반려 로봇을 이용한 실버 케어 시스템에 관한 것으로서, 이동형 반려 로봇을 통해 피보호자의 행동정보, 이상정보를 수집하여 모니터링하고, 가사 생활의 각종 편의성 및 안정성을 담보하며, 피보호자의 인지능력 및 기억력 저하 방지에 조력하는 시스템에 관한 것이다.
보다 더 구체적으로 본 발명은, 하우스 내의 TV, 조명기구, 조리기구 및 화재 예방용 카메라와, 보호자 단말기, 피보호자 단말기 및 제어모듈을 구비하는 서버와 각각 연동되어 운용되는 반려 로봇을 포함하되, 상기 반려 로봇은, 보호자 또는 피보호자의 음성을 수집하는 마이크; 상기 TV, 조명기구, 조리기구, 화재 예방용 카메라, 보호자 단말기, 피보호자 단말기 및 서버와 통신하는 통신모듈; AI 엔진을 탑재하여 보호자 또는 피보호자의 음성을 인식하고 이에 대응되는 음성 정보를 출력하거나 또는 TV, 조명기구, 조리기구, 화재 예방용 카메라, 보호자 단말기, 피보호자 단말기 및 서버를 제어하는 제어 명령을 생성하는 제어부; 상기 AI 엔진에 의해 생성되는 음성정보 또는 제어명령에 매칭되는 음성정보를 피보호자에게 송출하는 스피커; 피보호자의 행동정보를 수집하는 카메라; 영상 정보를 표시하거나 또는 음성정보에 대응되는 내용을 텍스트로 현시하는 디스플레이 패널; 및 그 하부에 구비되며 이동이 가능하도록 하는 복수의 바퀴; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 반려 로봇을 이용한 실버 케어 시스템을 제공한다.
보다 더 구체적으로 본 발명은, 하우스 내의 TV, 조명기구, 조리기구 및 화재 예방용 카메라와, 보호자 단말기, 피보호자 단말기 및 제어모듈을 구비하는 서버와 각각 연동되어 운용되는 반려 로봇을 포함하되, 상기 반려 로봇은, 보호자 또는 피보호자의 음성을 수집하는 마이크; 상기 TV, 조명기구, 조리기구, 화재 예방용 카메라, 보호자 단말기, 피보호자 단말기 및 서버와 통신하는 통신모듈; AI 엔진을 탑재하여 보호자 또는 피보호자의 음성을 인식하고 이에 대응되는 음성 정보를 출력하거나 또는 TV, 조명기구, 조리기구, 화재 예방용 카메라, 보호자 단말기, 피보호자 단말기 및 서버를 제어하는 제어 명령을 생성하는 제어부; 상기 AI 엔진에 의해 생성되는 음성정보 또는 제어명령에 매칭되는 음성정보를 피보호자에게 송출하는 스피커; 피보호자의 행동정보를 수집하는 카메라; 영상 정보를 표시하거나 또는 음성정보에 대응되는 내용을 텍스트로 현시하는 디스플레이 패널; 및 그 하부에 구비되며 이동이 가능하도록 하는 복수의 바퀴; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 반려 로봇을 이용한 실버 케어 시스템을 제공한다.
Description
본 발명은 반려 로봇을 이용한 실버 케어 시스템에 관한 것으로서, 이동형 반려 로봇을 통해 피보호자의 행동정보, 이상정보를 수집하여 모니터링하고, 피보호자 가사 생활의 각종 편의성 및 안정성을 담보함과 동시에 피보호자의 인지능력 및 기억력 저하 방지에 조력하는 케어 시스템에 관한 것이다.
최근 통계청의 장래인구추계 시나리오에 따르면 대한민국의 인구는 2031년을 정점으로 본격적인 감소세에 접어들 것으로 예상하고 있다. 2016년 기준 15~64세 생산가능인구는 3763만명 정도이며, 추후 결제활동 주력 인구가 점진적으로 감소하기 시작해서, 2020년 이후 해마다 평균 30만명 이상이 고령인구로 빠져나갈 것으로 예상된다.
이와 같이 고령인구가 급속도로 늘어나면서 2016년 기준 654만명인 65세 이상 고령인구는 2025년에는 1000만명을 넘어갈 것으로 전망되고 있다. 또한 2065년에는 1827만명까지 증가할 것으로 예측된다. 이에 따라 생산가능인구 100명이 부양해야 하는 노인은 최근 17.5명에서 2065년에는 88.6명까지 늘어날 것으로 예상된다.
즉, 우리나라의 고령화 문제는 화두로 떠오르고 있으며, 고령화 사회에 대한 대비는 복지정책에서 필수적일 수 밖에 없다. 한국 보건복지부의 2016년도 국민인식 조사에 따르면 고령화 현상에 대한 심각도는 90%에 이른다는 보고가 있으며, 우리나라 인구의 고령화는 갈수록 급속도로 진행되고 있다.
그리고, 고령화가 급속도로 진행되면서 노인들의 주거형태는 독거 형태를 이루기 시작하고 있는데, 노인들은 연고가족들이 있어도 각자의 직장 및 육아 때문에 홀로 지내는 노인들이 증가하고 있는 것이다. 이와 같은 상황에서 조금이나마 노인들의 생활 편의, 생활 안전을 위한 기술의 개발이 절실하다고 할 수 있다.
특히나 노인들은 지병을 안고 사는 경우가 대다수이기에 그들의 이상여부를 모니터링할 수 있고 또한 생활 편의를 보조할 수 있는 기술의 개발이 요청되고 있다.
그리고, 노인들은 홀로 지내는 경우가 대부분이라 우울증을 쉽게 갖는 경향이 있으며, 인지능력 및 기억력 저하가 동반되는 경우가 대다수이다. 이는 노인들이 대화가 없이 오랫동안 지내기 때문에 발생하는 경우가 많을 수 있다.
따라서, 혼자 사는 노인의 행동이나 이상 발생 여부를 용이하게 확인할 수 있고, 생활의 편의성을 증진시킬 수 있는 시스템 및 방법의 개발은 현 시점에서 절실한 것이라 할 수 있다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 이동형 반려 로봇을 통해 피보호자의 행동정보, 이상정보를 수집하여 모니터링하고, 피보호자 가사 생활의 각종 편의성 및 안정성을 담보하며, 피보호자의 인지능력 및 기억력 저하 방지에 조력하는 실버 케어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 하우스 내의 TV, 조명기구, 조리기구 및 화재 예방용 카메라와, 보호자 단말기, 피보호자 단말기 및 제어모듈을 구비하는 서버와 각각 연동되어 운용되는 반려 로봇을 포함하되, 상기 반려 로봇은, 보호자 또는 피보호자의 음성을 수집하는 마이크; 상기 TV, 조명기구, 조리기구, 화재 예방용 카메라, 보호자 단말기, 피보호자 단말기 및 서버와 통신하는 통신모듈; AI 엔진을 탑재하여 보호자 또는 피보호자의 음성을 인식하고 이에 대응되는 음성 정보를 출력하거나 또는 TV, 조명기구, 조리기구, 화재 예방용 카메라, 보호자 단말기, 피보호자 단말기 및 서버를 제어하는 제어 명령을 생성하는 제어부; 상기 AI 엔진에 의해 생성되는 음성정보 또는 제어명령에 매칭되는 음성정보를 피보호자에게 송출하는 스피커; 피보호자의 행동정보를 수집하는 카메라; 영상 정보를 표시하거나 또는 음성정보에 대응되는 내용을 텍스트로 현시하는 디스플레이 패널; 및 그 하부에 구비되며 이동이 가능하도록 하는 복수의 바퀴; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 반려 로봇을 이용한 실버 케어 시스템을 제공한다.
본 발명에서 상기 반려로봇은 PIR 센서 또는 UWB 라이다를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 PIR 센서 또는 UWB 라이다는, 기입력된 피보호자의 유효 활동 데이터와 새롭게 센싱되는 피보호자의 활동 데이터를 비교하여 피보호자의 낙상 여부 또는 이상 상황을 판별하고, 상기 제어부를 통해 보호자 단말기로 낙상 여부 및 이상상황을 전송하거나 또는 상기 제어부에 의해 보호자 단말기와 피보호자 단말기가 자동 연결되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 PIR 센서 또는 UWB 라이다는, 상기 반려 로봇의 이동 중 전면에 위치한 물체를 인식하여 제어부에 의해 이를 회피하여 이동하도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 조리기구는, Wi-fi 통신으로 또는 블루투스 통신 서버, 화재예방용 카메라 및 반려 로봇과 통신하되, 상기 화재예방용 카메라는 조리기구의 톱 뷰(top view) 현출이 가능한 위치에 설치하는 것이 바람직하다.
본 발명은 피보호자가 상기 조리기구를 온(On)하면, 이와 연동하여 화재예방용 카메라가 자동으로 온(On)되고, 상기 화재예방용 카메라가 촬영하는 조리기구의 모습이 피보호자의 TV 화면의 일부 영역에 듀얼 뷰(Dual View)로 송출됨과 동시에 보호자 단말기로 송출되는 것이 바람직하다.
본 발명은 보호자 또는 피보호자가 설정해 놓은 수면 시각에 맞춰 상기 제어모듈이 TV와 조명기구가 오프(Off)되도록 제어하되, 상기 제어모듈은 TV 및 조명기구가 설정된 수면 시각 10 내지 30분 전부터 디밍(dimming) 상태로 오프(Off)되도록 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 보호자 단말기 또는 피호보자 단말기를 통해 피보호자가 회상하고 싶거나 피보호자에게 회상키기고 싶은 사진 데이터들을 선택하여 서버에 업로드 하면, 상기 서버의 제어모듈은 기설정된 소정 시간에 업로드된 사진 데이터들을 순차적으로 TV, 피보호자 단말기 또는 반려 로봇의 디스플레이 패널을 통해 현시해 주는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 업로드된 사진 데이터들은 사진이 촬영된 일시에 따라 과거부터 현재까지의 사진 데이터들을 각각 10~30초의 범위 내에서 슬라이드 방식으로 TV, 피보호자 단말기 또는 반려 로봇의 디스플레이 패널에 현시되는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 사진 데이터들의 업로드 시, 보호자가 각 사진 데이터에 대한 질문 문구를 첨부하고, 업로드된 사진 데이터들의 순차적 현시 시 질문 문구가 같이 현시됨으로써, 피보호자가 질문 문구에 대한 답을 맞출 경우 다음 사진 데이터로 넘어가며 현시되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 제어모듈은 피보호자 단말기의 위치를 추적하여 피보호자가 외출하고 집으로 돌아오는 상황을 감지하여 집으로부터 일정 거리 내에 피보호자 단말기의 위치가 감지되면, 거실의 조명기구가 미리 켜지고, TV 화면 또는 반려로봇의 디스플레이 패널에서 미리 저장해 둔 환영 메시지가 나오는 것이 바람직하다.
본 발명은 피보호자 단말기로 연락하였으나 연결되지 아니한 제3자의 통화 내역이 소정 시간 후 상기 제어부에 의해 반려 로봇의 스피커를 통해 음성으로 리뷰되고, 피보호자가 통화를 원하는 답변을 한 경우 해당 연락자의 단말기로 자동 연결되도록 기능하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 하우스의 각 침실, 거실 및 욕실에 PIR 센서 또는 UWB 라이다를 설치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 반려 로봇을 이용한 실버 케어 시스템에 의하면, 이동형 반려 로봇을 통해 피보호자의 행동정보, 이상정보를 수집하여 보호자에게 주기적으로 모니터링하도록 함으로싸 피보호자의 안전을 담보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 피보호자가 음식을 조리함에 있어서 화재를 예방할 수 있고, TV 시청시간의 조절, 조명기구의 자동 디밍, 응답하지 못한 통화 연결 등 가사 생활의 각종 편의성을 향상시키는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 의하면, 피보호자의 과거 사진 또는 보고싶어하는 이미지 등을 현시하여 피보호자의 인지능력 및 기억력 저하 방지에 조력하는 하는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반려 로봇을 이용한 실버 케어 시스템의 구성블럭도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반려 로봇을 이용한 실버 케어 시스템의 구성예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동형 반려 로봇의 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하우스 내에 PIR 센서 또는 UWB 라이다가 설치된 모습을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 조리기구의 모습이 TV 화면의 일부에 현시된 모습을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 피보호자 단말기를 통해 조리기구를 제어하는 모습을 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 피보호자 단말기를 통해 TV 및 조명을 제어하는 모습을 나타낸 예시도.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 서버에 기저장된 사진데이터들이 퀴즈 형식으로 피보호자에게 현시되는 모습을 나타낸 예시도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 피보호자가 귀가하는 것을 감지하여 TV 화면을 통해 환영하는 메시지를 현시하는 모습을 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반려 로봇을 이용한 실버 케어 시스템의 구성예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동형 반려 로봇의 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하우스 내에 PIR 센서 또는 UWB 라이다가 설치된 모습을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 조리기구의 모습이 TV 화면의 일부에 현시된 모습을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 피보호자 단말기를 통해 조리기구를 제어하는 모습을 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 피보호자 단말기를 통해 TV 및 조명을 제어하는 모습을 나타낸 예시도.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 서버에 기저장된 사진데이터들이 퀴즈 형식으로 피보호자에게 현시되는 모습을 나타낸 예시도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 피보호자가 귀가하는 것을 감지하여 TV 화면을 통해 환영하는 메시지를 현시하는 모습을 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반려 로봇을 이용한 실버 케어 시스템의 구성블럭도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반려 로봇을 이용한 실버 케어 시스템의 구성예시도이다.
본 발명의 반려 로봇을 이용한 실버 케어 시스템은, 하우스(100) 내의 TV(130), 조명기구(170), 조리기구(140) 및 화재 예방용 카메라(150)와, 보호자 단말기(121), 피보호자 단말기(120) 및 제어모듈(161)을 구비하는 서버(160)와 각각 연동되어 운용되는 반려 로봇(110)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 반려 로봇(110)은, 마이크(114), 통신모듈(117), 제어부(116), 스피커(112), 카메라(111), 디스플레이 패널(113) 및 센서(115)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 센서(115)는 PIR 센서(Pyroelectric Infared Ray Sensor) 또는 UWB 라이다(Ultra-WideBand Radar)일 수 있다.
상기 반려로봇(110)이 구비하는 상기 마이크(114)는 보호자 또는 피보호자의 음성을 수집하는 기능을 수행한다. 근거리에 위치하는 피보호자의 음성 뿐만 아니라 보호자 단말기(121)를 통해 전달되는 보호자의 음성도 서버(160)를 통해 제어부(116)로 수집하여 추후 TV(130), 조명기구(170), 조리기구(140), 화재 예방용 카메라(150), 피보호자 단말기(120) 및 서버(160)를 제어하는 명령을 생성할 수 있다.
상기 마이크(114)는 VoIP phone이 적용될 수 있으나 이와 유사한 기능을 갖는 것이라면 어떠한 종류의 기기도 적용될 수 있을 것이다.
상기 반려로봇(110)이 구비하는 통신모듈(117)은, TV(130), 조명기구(170), 조리기구(140), 화재 예방용 카메라(150), 보호자 단말기(121), 피보호자 단말기(120) 및 서버(160)와 통신하는 기능을 수행한다.
상기 통신모듈(117)은 발명의 필요에 따라 Wi-Fi, Bluetooth, Sigfox, 4G, 또는 5G 통신모듈 중 어느 하나의 모듈을 장착할 수 있을 것이다.
상기 반려로봇(110)이 구비하는 제어부(116)는 TV(130), 조명기구(170), 조리기구(140), 화재 예방용 카메라(150), 보호자 단말기(121), 피보호자 단말기(120) 및 서버(160)를 제어하는 제어 명령을 생성한다. 이 때, 상기 제어 명령은 제어부(116)에 탑재된 AI 엔진에 의해 보호자 또는 피보호자의 음성을 인식하고 이에 대응되는 제어명령을 생성할 수 있으며, 제어명령에 매칭되는 음성정보를 상기 스피커(112)를 통해 출력할 수 있다.
예컨대, 피보호자의 '조리기구 꺼줘'라는 음성이 반려로봇의 마이크(114)에 수집되면, 이를 AI 엔진이 인식하여 제어부(116)가 조리기구(140)를 오프(Off)하는 명령을 생성하여 서버(160)의 제어모듈(161)로 송신하면, 상기 제어모듈(161)이 제어명령을 조리기구(140)에 전달하여 자동으로 오프(Off)하도록 기능할 수 있다.
위와 같은 방식은 조리기구(140) 뿐만 아니라 TV(130), 조명기구(170), 조리기구(140), 화재 예방용 카메라(150), 보호자 단말기(121), 피보호자 단말기(120) 및 서버(160)에 모두 적용될 수 있을 것이다.
상기 반려로봇(110)이 구비하는 스피커(112)는 상기 AI 엔진에 의해 생성되는 음성정보 또는 제어명령에 매칭되는 음성정보를 피보호자에게 송출하는 기능을 수행한다. 즉 피보호자의 입장에서 자신의 명령이 제대로 입력되었는지를 확인할 수 있게 된다.
상기 AI 엔진은 음성을 인식하고 이에 매칭되는 음성정보를 송출하는 기능을 갖는 공지의 AI 엔진이라면 어떠한 AI 엔진이라도 적용될 수 있을 것이다.
상기 스피커(112)는 VoIP phone의 송화기를 적용할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 각종 기구로부터 서버(160)를 통해 전달되는 각종 안내 멘트, 정보 전달이 가능할 것이다.
상기 반려로봇(110)이 구비하는 카메라(111)는 피보호자의 행동정보를 수집하는 기능을 수행하되, 소정의 시간 간격을 두고 피보호자의 상태를 촬영하여 보호자에게 송신하는 기능을 수행할 수 있다.
더 나아가 상기 카메라(111)는 피보호자가 집을 비울 경우, 집안의 상태가 궁금할 때에도 피보호자 단말기(120)를 통해 피보호자가 촬영 명령을 내릴 경우 집안의 특정 장소의 상태를 촬영하고 이를 피보호자 단말기(120)로 송신하는 기능을 수행할 수도 있을 것이다.
상기 반려로봇(110)이 구비하는 디스플레이 패널(113)은 영상 정보를 표시하거나 또는 음성정보에 대응되는 내용을 텍스트로 현시하는 기능을 수행한다. 상기 디스플레이 패널(113)은 LCD, LED 또는 OLED 패널 중 어느 하나의 패널로 형성될 수 있다.
상기 반려로봇(110)은 그 하부에 구비되며 이동이 가능하도록 하는 복수의 바퀴를 포함하는데, 상기 반려로봇은 별도의 리모컨(미도시) 또는 피보호자 단말기(120)를 통해 피보호자가 원하는 방향으로 이동하도록 제어될 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동형 반려 로봇의 예시도이다.
도 3을 보면, 이동형 반려 로봇의 전면 상단에 디스플레이 패널(113)이 위치하여 영상정보를 현시하는 모습을 확인할 수 있고, 디스플레이 패널(113)의 상단에 카메라(111)가 위치하여 피보호자의 행동정보 수집하는 기능을 수행하며, 스피커(112)와 마이크(114) 및 센서(115)가 장착된 모습을 도시하고 있다.
상기 센서(115)는 PIR 센서(Pyroelectric Infared Ray Sensor) 또는 UWB 라이다(Ultra-WideBand Radar) 중 어느 하나일 수 있으며, 본 발명에서 상기 반려로봇(110)은 PIR 센서 또는 UWB 라이다를 더 구비하여 피보호자의 동작, 낙상, 호흡 여부 등 이상여부를 센싱할 수 있다.
본 발명에서 상기 PIR 센서는, 열의 변화를 감지하는 적외선 센서와, 상기 적외선 센서의 감지영역을 설정하는 프레넬(Fresnel)렌즈를 구비하되, 열 변화 신호가 프레넬(Fresnel)렌즈로 전달될 수 있도록 감지영역을 특정하고, 상기 적외선 센서가 감지한 열변화 신호를 증폭하되, 증폭된 신호를 이용하여 피보호자의 미세한 움직임 여부를 판단하고 활동데이터화하여 서버(160)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
본 발명에서 상기 UWB 라이다는 수 GHz 대의 UWB 신호를 송출하고, 송출한 신호를 수신 신호로 수신하여 피보호자의 위치 및 상태를 감지하는 기능을 수행한다. 또한, 상기 UWB 라이다는 복수의 트랜시버(Transceiver)를 포함하여 구성될 수 있는데, 좌우 두 개의 트랜시버(Transceiver)로부터 검출된 신호를 사용하여 UWB 라이다) 전면의 센싱 대상체(피보호자 등)까지의 거리를 측정하고, 2차원 상의 위치를 계산하며, 위치 변화를 실시간으로 추적하는 기능을 수행할 수 있다.
즉, 상기 UWB 라이다는 복수의 UWB 트랜시버로부터 방사되는 RF 신호를 이용하여 센싱 대상체를 탐지하고, 그 이동궤적을 추적하여, 일정주기시간마다 피보호자의 평면좌표상의 위치를 활동데이터화하여 제어부(116)를 통해 서버(160)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 반려로봇(110)의 PIR 센서 또는 UWB 라이다는, 기입력된 피보호자의 유효 활동 데이터와 새롭게 센싱되는 피보호자의 활동 데이터를 비교하여 피보호자의 낙상 여부 또는 이상 상황을 판별하고, 상기 제어부(116)를 통해 보호자 단말기(121)로 낙상 여부 및 이상상황을 전송하는 기능을 수행한다.
또한 피보호자의 낙상 여부 또는 이상 상황을 판별시, 상기 제어부(116)에 의해 보호자 단말기(121)와 피보호자 단말기(120)가 자동 연결되도록 구동하는 것도 가능할 것이다.
예를 들면, PIR 센서 또는 UWB 라이다 센싱시 낮 시간에 새롭게 입력되는 피보호자의 활동 데이터가 소정 시간 이상 누워있는 것으로 판별되면 이상이 있다고 판별하여 피보호자에게 알리도록 조작할 수 있을 것이다.
이와 같이 본 발명의 반려 로봇(110)은 PIR 센서 또는 UWB 라이다를 구비함으로써, 피보호자의 생활패턴 분석으로 개인별 활동 데이터 확보하고, 기존에 분석된 유효 활동 데이터의 범주에서 벗어나는 활동 데이터를 센싱하게 되는 경우 위험 상황으로 판단하고 보호자에게 신속히 알림으로써, 피보호자의 안전을 보장할 수 있는 장점이 있다. 한편, 상기 PIR 센서 또는 UWB 라이다는, 상기 반려 로봇(110)의 이동 중 전면에 위치한 물체를 인식하여 제어부(116)에 의해 이를 회피하여 이동하도록 구동될 수 있다. 이는 반려 로봇(110)의 이동시 집안의 물체에 부딪혀서 반려 로봇이 파손되거나 기능 장애가 발생하는 것을 방지하기 위함이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하우스 내에 PIR 센서 또는 UWB 라이다가 설치된 모습을 나타낸 예시도이다.
본 발명은 반려로봇(110) 외에도 하우스(100)의 각 침실, 거실 및 욕실에 PIR 센서 또는 UWB 라이다를 설치할 수 있다. 이는 반려로봇(110)에 고장 또는 장애발생 시에도 피보호자의 행동패턴 및 이상 여부를 센싱하여 감지할 수 있도록 하기 위함이다.
상기 각 침실, 거실 및 욕실에 설치되는 센서(115), 즉 PIR 센서 또는 UWB 라이다의 기능은 위에서 설명한 반려로봇(110)에 설치되는 PIR 센서 또는 UWB 라이다의 기능과 동일하므로 이하 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 조리기구의 모습이 TV 화면의 일부에 현시된 모습을 나타낸 예시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 피보호자 단말기를 통해 조리기구를 제어하는 모습을 나타낸 예시도이다.
통상 피호보자 중 경도인지 장애가 있는 노인들의 경우에는 음식의 조리 중에 자신이 조리하고 있음을 망각할 때가 많으며, 음식을 태우는 것에 그치지 않고 화재가 발생하는 경우도 빈번하다.
이를 방지하기 위해 경도 인지장애를 가진 노인은 물론 원격에 위치한 보호자도 조리 과정을 모니터링하는 수단이 필요하다.
따라서, 본 발명에서 상기 조리기구(140)는, Wi-fi 통신 또는 블루투스 통신으로 서버(160), 화재예방용 카메라(150) 및 반려 로봇(110)과 통신하되, 상기 화재예방용 카메라(150)는 조리기구의 톱 뷰(top view) 현출이 가능한 위치에 설치하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명은 피보호자가 상기 조리기구(140)를 온(On)하면, 이와 연동하여 화재예방용 카메라(150)가 자동으로 온(On)되고, 상기 화재예방용 카메라(150)가 촬영하는 조리기구(140)의 모습이 피보호자의 TV(130) 화면의 일부 영역에 듀얼 뷰(Dual View)로 송출됨과 동시에 보호자 단말기(121)로 송출되게 된다.
결국, Wi-fi 통신모듈 또는 블루투스 통신모듈이 탑재된 조리기구(140)의 상단, 즉 조리 기구의 톱 뷰(top view) 현시가 가능한 주방 천정이나 후드에 화재예방용 카메라(150)를 설치하게 되며, 조리기구(140)를 온(On)하면, 이와 연동하여 화재예방용 카메라(150)가 자동으로 온(On)되고, 피보호자 하우스 내의 TV 화면의 일부 영역에 듀얼 뷰(Dual View)로 조리기구 모습이 현시 되므로, 피보호자의 입장에서는 TV를 시청하면서도 조리기구의 상태를 파악할 수 있고, 아울러 자신이 조리 중임을 망각하지 않게 된다.
또한, 조리기구(140)의 온(On)으로 조리기구(140)의 현재 모습이 자동적으로 보호자 단말기(121)로 송출되며, 보호자 단말기 상의 소정 App이 조리기구의 모습을 자동적으로 팝 업(pop-up)시켜 준다.
즉, 원격의 위치한 보호자도 피보호자의 실시간 요리상황을 모니터링 가능하게 되며, 보호자는 조리완료가 예상되면 보호자 단말기(121)에서 명령을 내리면, 서버(160)의 제어모듈(161)을 통해 원격으로 조리기구(140)의 전원을 오프(Off) 시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 피보호자 단말기를 통해 TV 및 조명을 제어하는 모습을 나타낸 예시도이다.
본 발명은 보호자 또는 피보호자가 설정해 놓은 수면 시각에 맞춰 상기 제어모듈(161)이 TV(130)와 조명기구(170)가 오프(Off)되도록 제어하되, 상기 제어모듈(161)은 TV(130) 및 조명기구(170)가 기설정된 수면 시각 10 내지 30분 전부터 디밍(dimming) 상태로 오프(Off)되도록 제어하는 기능을 수행할 수 있다.
통상 피보호자 중 노인들은 TV 및 조명을 끄지 않고 잠들거나 또는 취침 전 침대에 누워 TV를 보다가 끄지 않고 잠이 드는 상황이 빈번하게 발생하는데 이는 숙면과 건강에 엄청난 방해가 될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 취침 적정시간에 TV(130) 및 조명기구(170)를 자동으로 오프(Off)되도록 하되, 급속하게 오프(Off)시키지 아니하고, TV(130)의 화면 밝기가 시간의 흐름에 따라 점점 흐려지도록, TV(130)의 소리가 점점 작아지도록 조절하고, 아울러 조명기구(170)의 조명도 점차 흐려지도록 디밍 기능을 구현하여 피보호자의 건강한 숙면에 도움이 되도록 조력할 수 있다.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 서버에 기저장된 사진데이터들이 퀴즈 형식으로 피보호자에게 현시되는 모습을 나타낸 예시도이다.
본 발명에서 상기 보호자 단말기(121) 또는 피호보자 단말기(120)를 통해 피보호자가 회상하고 싶거나 피보호자에게 회상키기고 싶은 사진 데이터들을 선택하여 서버(160)에 업로드 하면, 상기 서버의 제어모듈(161)은 기설정된 소정 시간에 업로드된 사진 데이터들을 순차적으로 TV(130), 피보호자 단말기(120) 또는 반려 로봇의 디스플레이 패널(113)을 통해 현시해 주는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명에서는 피보호자 또는 피보호자와 관련된 추억이 담긴 사진데이터들을 쇼 퀴즈 방식으로 피보호자에게 현시하여 줌으로써, 특히 경도인지 장애 노인에 있어서, 사진을 보며 과거를 회상하거나 최근의 일어나 일들을 연상하면서 퀴즈를 풀게 하며, 치매 예방을 위한 치료와 동시에 가족, 친구 등과의 유대감을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
즉, 외로움을 많이 타는 노인들에게 가장 친근한 TV(130) 등의 도구를 통해 자신과 밀접한 사진 또는 동영상을 소재로 인지강화 훈련을 하게 하고, 이 과정에서 자녀나 보호자가 인지훈련에 원격으로 함께 참여하여 정서를 공유할 수 있게 조력한다.
한편, 보호자는 보호자 단말기(121)를 통해 피보호자가 회상하고 싶은 과거의 사진이나 현재의 사진들을 촬영하여 서버(160)로 업로드하여 서버에 업로드되는 사진데이터들을 갱신할 수 있을 것이다.
본 발명에서 상기 업로드된 사진 데이터들은 사진이 촬영된 일시에 따라 과거부터 현재까지의 사진 데이터들을 각각 10~30초의 범위 내에서 슬라이드 방식으로 TV(130), 피보호자 단말기(120) 또는 반려 로봇의 디스플레이 패널(113)에 현시되는 것이 바람직하다.
위와 같이 특정 주제에 관련된 사진 데이터들을 과거 시점부터 현재 시점까지 소정의 간격을 두고 슬라이드 방식으로 보여주면, 피보호자의 기억력 저하를 방지하는 훈련이 될 수 있다.
그리고, 발명의 필요에 따라 피보호자가 TV 시청을 안 하는 시간 대(예: 오후 1시 ~ 저녁 8시)에는, 피보호자의 별도의 조작이 없더라도 관련 사진 데이터들이 TV 또는 반려로봇의 디스플레이 패널을 통해 슬라이드 방식으로 현시시키도록 구동될 수도 있을 것이다.
본 발명은 상기 사진 데이터들의 업로드 시, 보호자가 각 사진 데이터에 대한 질문 문구를 첨부하고, 업로드된 사진 데이터들의 순차적 현시 시 질문 문구가 같이 현시됨으로써, 피보호자가 질문 문구에 대한 답을 맞출 경우 다음 사진 데이터로 넘어가며 현시되는 것이 바람직하다.
예를 들면, 도 9의 우측 그림과 같이 1~4번의 사진 이미지를 동시에 현시시키고, '사진들 중에서 둘째네 가족은?'이라는 질문 문구를 같이 현시시켜서, 피보호자가 답을 맞추는 경우에 다음 사진 데이터들이 현시되는 방식으로 구동시킬 수 있을 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 피보호자가 귀가하는 것을 감지하여 TV 화면을 통해 환영하는 메시지를 현시하는 모습을 나타낸 예시도이다.
본 발명에서 서버(160)가 포함하는 제어모듈(161)은 피보호자 단말기(120)의 위치를 추적하여 피보호자가 외출하고 집으로 돌아오는 상황을 감지하여 집으로부터 일정 거리 내에 피보호자 단말기(120)의 위치가 감지되면, 거실의 조명기구가 미리 켜지고, TV 화면 또는 반려로봇(110)의 디스플레이 패널에서 미리 저장해 둔 환영 메시지가 나오도록 기능할 수 있다.
혼자 사는 피보호자, 특히 독거 노인의 경우에 저녁 또는 밤에 귀가시 외로움을 느낄 수 밖에 없는 것이 인지 상정이다. 이를 완화하기 위해 본 발명에서는 피보호자의 귀가 상황을 감지해 반겨주는 기능을 구현한다.
즉, 피보호자 단말기(120)를 위치추적하여 하우스(100)로부터 일정 거리 영역 내에 들어오면, 거실 조명이 미리 켜지고, TV(130) 화면에서는 미리 저장해 둔 환영 메시지가 나오도록 구현될 수 있으며, 더 나아가 현관 문이 개폐되고 소정 시간(예: 5분 ~30분)이 경과하면 자동으로 피보호자 단말기(120) 또는 반려 로봇(110)의 디스플레이 패널을 통해 보호자와 통화 또는 동영상 통화가 연결되도록 구현할 수도 있다.
상기 피보호자 단말기(120)의 위치추적 방식은 피보호자 단말기(120)의 GPS 위치신호를 제어모듈(161)이 수신하여 일정 거리 영역(예: 하우스로부터 500~1,000m) 내로 들어오면, 제어모듈(161)이 조명기구(170) 및 TV(130)를 ON하는 명령을 내리거나 또는 반려로봇(110)의 디스플레이 패널(113)을 ON되도록 하는 명령을 내려서 환영메시지를 송출하는 기능을 수행할 수 있을 것이다.
한편, 본 발명은 피보호자 단말기(120)로 연락하였으나 연결되지 아니한 제3자의 통화 내역이 소정 시간 후 상기 제어부(116)에 의해 반려 로봇의 스피커(112)를 통해 음성으로 리뷰되고, 피보호자가 통화를 원하는 답변을 한 경우 해당 연락자의 단말기로 자동 연결되도록 기능할 수 있다.
즉 본 발명에서는 하루 동안 받지 못한 수신 전화를 조회해 미스(Miss)한 지인 연락 상황이 반려로봇의 스피커를 통해 보이스(voice)로 리뷰 되고, 피보호자가 통화를 원하면 해당 지인의 스마트폰으로 자동 연결되는 기능을 제공한다.
스마트폰에 익숙하지 않은 노인의 경우 가족 또는 친구에게 연락이 와도 잘 모르는 경우가 생겨 연락이 단절되는 경향이 있으며, 하루 동안 놓친 연락이 있을 때 이를 취합하여 피보호자에게 음성으로 알리고, 더 나아가 그 연락자와 전화 또는 메시지를 통해 연결하여 사회적 고립을 예방할 수 있을 것이다.
위와 같이 본 발명의 반려 로봇을 이용한 실버 케어 시스템에 의하면, PIR 센서 또는 UWB 라이다로 인해 피보호자의 행동 패턴 분석으로 이상 행동을 감지하여 심정지, 낙상, 자살 징후 등 생활 안전 사고시 즉시 보호자에게 알려줌으로써 신속한 대처가 가능하다.
또한 발명의 필요에 따라 피보호자의 위험상황 인지 시 미리 세팅된 통신 방식을 통하여 외부 서비스 플랫폼에 전달하고, 위 서비스 플랫폼에서는 보호자와 사회 복지사에 연락하거나 긴급한 상황의 경우 119로 신고하는 것도 가능할 것이다. 이 때, 인증된 보호자 또는 사회복지사의 경우 외부에서 상기 서비스 플랫폼에 접속 가능하도록 운용될 수 있다.
그리고, 본 발명에 의하면, 피보호자의 조리상황에서의 안전 문제 해결이 가능하며, 취침 예상시간에 TV 등 가전 제품의 자동 OFF 및 조명기구의 디밍 동작으로 인해 숙면에 방해를 주는 요인을 제거할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 친근한 소재와 도구로 기억훈련의 지속성과 집중력을 높일 수 있으며, 시각적 화상기법으로 감성치료와 기억훈련을 병행할 수 있고, 피보호자가 관심있는 분야의 콘텐츠를 시청, 청취함에 있어서 피보호자 자신 뿐만 아니라 보호자도 미리 보호자 단말기를 이용하여 관심있는 분야의 콘텐츠의 선정, 예약을 가능하도록 함으로써 생활의 편의성을 증대시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 하우스 내의 무선 통신이 지원되는 기기와 각각 연동되어 운용되는 반려 로봇를 구비하되, 피보호자의 일상 생활에서 필요한 기기들의 컨트롤을 음성으로 하여 거동이 불편한 경우에도 생활하는데 지장이 없으며, 피보호자의 생체 신호를 센서를 통해 인식하여 심정지, 무호홉 등의 위급한 상황 발생시 보호자와 응급센터에 자동으로 구조 요청이 가능하며, 낙상 등 부상의 경우에도 자동으로 인식하여 자동 구조 요청이 가능한 생활 보호 장치로서 기능할 수 있다.
한편, 본 발명의 반려 로봇의 디스플레이 패널은 영상 통화 및 관심 컨텐츠 시청 및 교육, 쇼핑이 가능한 생활 편의 장치로서 기능할 수 있다.
이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
하우스: 100 반려 로봇: 110
카메라: 111 스피커: 112
디스플레이 패널: 113 마이크: 114
센서: 115 제어부: 116
통신모듈: 117 피보호자 단말기: 120
보호자 단말기: 121 TV: 130
조리기구: 140 화제예방용 카메라: 150
서버: 160 제어모듈: 161
조명기구: 170
카메라: 111 스피커: 112
디스플레이 패널: 113 마이크: 114
센서: 115 제어부: 116
통신모듈: 117 피보호자 단말기: 120
보호자 단말기: 121 TV: 130
조리기구: 140 화제예방용 카메라: 150
서버: 160 제어모듈: 161
조명기구: 170
Claims (13)
- 하우스 내의 TV, 조명기구, 조리기구 및 화재 예방용 카메라와, 보호자 단말기, 피보호자 단말기 및 제어모듈을 구비하는 서버와 각각 연동되어 운용되는 반려 로봇을 포함하되,
상기 반려 로봇은,
보호자 또는 피보호자의 음성을 수집하는 마이크;
상기 TV, 조명기구, 조리기구, 화재 예방용 카메라, 보호자 단말기, 피보호자 단말기 및 서버와 통신하는 통신모듈;
AI 엔진을 탑재하여 보호자 또는 피보호자의 음성을 인식하고 이에 대응되는 음성 정보를 출력하거나 또는 TV, 조명기구, 조리기구, 화재 예방용 카메라, 보호자 단말기, 피보호자 단말기 및 서버를 제어하는 제어 명령을 생성하는 제어부;
상기 AI 엔진에 의해 생성되는 음성정보 또는 제어명령에 매칭되는 음성정보를 피보호자에게 송출하는 스피커;
피보호자의 행동정보를 수집하는 카메라;
영상 정보를 표시하거나 또는 음성정보에 대응되는 내용을 텍스트로 현시하는 디스플레이 패널; 및
그 하부에 구비되며 이동이 가능하도록 하는 복수의 바퀴; 를 구비하되,
상기 조리기구는, Wi-fi 통신 또는 블루투스로 서버, 화재예방용 카메라 및 반려 로봇과 통신하되, 상기 화재예방용 카메라는 조리기구의 톱 뷰(top view) 현출이 가능한 위치에 설치하고, 피보호자가 상기 조리기구를 온(On)하면, 이와 연동하여 화재예방용 카메라가 자동으로 온(On)되고, 상기 화재예방용 카메라가 촬영하는 조리기구의 모습이 피보호자의 TV 화면의 일부 영역에 듀얼 뷰(Dual View)로 송출됨과 동시에 보호자 단말기로 송출되고,
상기 제어모듈은, 피보호자 단말기의 위치를 추적하여 피보호자가 외출하고 집으로 돌아오는 상황을 감지하여 집으로부터 일정 거리 내에 피보호자 단말기의 위치가 감지되면, 거실의 조명기구가 미리 켜지고, TV 화면 또는 반려로봇의 디스플레이 패널에서 미리 저장해 둔 환영 메시지가 나오도록 하며, 현관 문이 개폐되고 5분 내지 30분이 경과하면 자동으로 피보호자 단말기 또는 반려 로봇의 디스플레이 패널을 통해 보호자와 통화가 연결되며,
상기 반려 로봇의 이동 중 전면에 위치한 물체를 인식하여 상기 제어부에 의해 이를 회피하여 이동하도록 하고,
상기 제어부에 의해 피보호자 단말기로 연락하였으나 연결되지 아니한 제3자의 통화 내역이 소정 시간 후 반려 로봇의 스피커를 통해 음성으로 리뷰되고, 피보호자가 통화를 원하는 답변을 한 경우 해당 연락자의 단말기로 자동 연결되도록 기능하며,
상기 반려로봇은 UWB 라이다를 더 구비하되,
상기 UWB 라이다는, 복수의 트랜시버(Transceiver)를 포함하여 구성되되, 좌우 두 개의 트랜시버(Transceiver)로부터 검출된 신호를 사용하여 UWB 라이다 전면의 피보호자까지의 거리를 측정하고 2차원 상의 위치를 계산하며 그 위치 변화 또는 이동궤적을 실시간으로 추적하여, 일정주기시간마다 피보호자의 평면좌표상의 위치를 활동 데이터화하여 제어부를 통해 서버로 전송하고,
상기 UWB 라이다는, 기입력된 피보호자의 유효 활동 데이터와 새롭게 센싱되는 피보호자의 활동 데이터를 비교하여 피보호자의 낙상 여부 또는 이상 상황을 판별하고, 상기 제어부를 통해 보호자 단말기로 낙상 여부 및 이상상황을 전송하거나 또는 상기 제어부에 의해 보호자 단말기와 피보호자 단말기가 자동 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 반려 로봇을 이용한 실버 케어 시스템.
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- 제1항에 있어서,
보호자 또는 피보호자가 설정해 놓은 수면 시각에 맞춰 상기 제어모듈이 TV와 조명기구가 오프(Off)되도록 제어하되,
상기 제어모듈은 TV 및 조명기구가 설정된 수면 시각 10 내지 30분 전부터 디밍(dimming) 상태로 오프(Off)되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 반려 로봇을 이용한 실버 케어 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 보호자 단말기 또는 피호보자 단말기를 통해 피보호자가 회상하고 싶거나 피보호자에게 회상키기고 싶은 사진 데이터들을 선택하여 서버에 업로드 하면, 상기 서버의 제어모듈은 기설정된 소정 시간에 업로드된 사진 데이터들을 순차적으로 TV, 피보호자 단말기 또는 반려 로봇의 디스플레이 패널을 통해 현시해 주되,
상기 업로드된 사진 데이터들은 사진이 촬영된 일시에 따라 과거부터 현재까지의 사진 데이터들을 각각 10~30초의 범위 내에서 슬라이드 방식으로 TV, 피보호자 단말기 또는 반려 로봇의 디스플레이 패널에 현시되고,
상기 사진 데이터들의 업로드 시, 보호자가 각 사진 데이터에 대한 질문 문구를 첨부하고, 업로드된 사진 데이터들의 순차적 현시 시 질문 문구가 같이 현시됨으로써, 피보호자가 질문 문구에 대한 답을 맞출 경우 다음 사진 데이터로 넘어가며 현시되는 것을 특징으로 하는 반려 로봇을 이용한 실버 케어 시스템.
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- 제1항에 있어서,
상기 하우스의 각 침실, 거실 및 욕실에 PIR 센서 또는 UWB 라이다를 설치하는 것을 특징으로 하는 반려 로봇을 이용한 실버 케어 시스템.
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Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020200085848A KR102397078B1 (ko) | 2020-07-13 | 2020-07-13 | 반려 로봇을 이용한 실버 케어 시스템 |
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