KR102435234B1 - An Educational system for providing customized contents based on artificial intelligence and method thereof - Google Patents

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KR102435234B1
KR102435234B1 KR1020210032604A KR20210032604A KR102435234B1 KR 102435234 B1 KR102435234 B1 KR 102435234B1 KR 1020210032604 A KR1020210032604 A KR 1020210032604A KR 20210032604 A KR20210032604 A KR 20210032604A KR 102435234 B1 KR102435234 B1 KR 102435234B1
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user
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김정우
김도현
김수연
임지윤
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주식회사 지엘
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Abstract

The present invention provides an educational system through provision of user-customized content based on artificial intelligence and a method thereof. The method comprises the steps of: (a) providing a guide to select cognitive function rehabilitation training content; (b) providing, when one of the content is selected, the selected content to a user through an HMD terminal and a controller or a hand tracking terminal; and (c) adaptively changing the content output through the HMD terminal by increasing or decreasing the difficulty level of the currently selected content according to user input information input through the controller or the hand tracking terminal.

Description

인공지능 기반 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공을 통한 교육용 시스템 및 방법{An Educational system for providing customized contents based on artificial intelligence and method thereof}An Educational system for providing customized contents based on artificial intelligence and method thereof

본 발명은 인지기능 재활훈련 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인공지능 기반의 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공을 통해 사용자의 치매 상태를 개선할 수 있는 인지기능 재활훈련 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cognitive function rehabilitation training method and system, and more particularly, to a cognitive function rehabilitation training method and system capable of improving a user's dementia status through the provision of user-customized content based on artificial intelligence.

또한, 본 발명은 중소벤처기업부 과제로 연구전담기관으로 경북대학교테크노파크가 관리하는 과제고유번호 10316877호이고, "VR 입체영상 및 생체신호연동 노약자 인지기능개선 Bio Signal Interface Cave System 개발" 과제이며, 주관기관으로 (주)지엘이 연구기간인 2020년 05월22일부터 2021년 03월 21일까지 수행된 건이다. In addition, the present invention is the project number 10316877 managed by Kyungpook National University Technopark as a research institution as a project of the Ministry of SMEs and Startups, and is a "Development of a Bio Signal Interface Cave System to improve cognitive function of the elderly by interworking with VR stereoscopic images and biosignals". , which was conducted from May 22, 2020 to March 21, 2021, during the research period of GL Co., Ltd. as the lead institution.

평균수명이 연장됨에 따라 치매 등의 인지기능 장애로 인한 환자수가 급증하고 있고, 가령, 한국과학기술기획평가원에 따르면 우리나라 65세 이상 노인인구 중 치매환자는 2016년 66만명에서 2050년에는 3백만명을 넘어설 것이라고 예상하고 있고, 이로 인한 사회적 비용이 증가하고 있는 실정이다.As the average life expectancy increases, the number of patients due to cognitive impairment such as dementia is increasing. It is expected that the number will exceed this, and the resulting social cost is increasing.

또한, 치매 등 인지기능 장애는 환자 뿐만아니라 가족까지 고통을 받고 이는 더 이상 한 가정의 문제가 아니라 사회적인 문제로 해결해야 하는 것으로 많은 사람들이 공감하고 있다.In addition, many people agree that cognitive dysfunction such as dementia suffers not only the patient but also the family, and it is no longer a family problem, but a social problem.

특히, 인지기능 장애 중에서 비교적 정도가 낮은 경도 인지장애의 경우에는 더 이상 치매로 발전되지 않도록 관리하고 모니터링 할 필요가 있다. In particular, in the case of mild cognitive impairment, which has a relatively low degree of cognitive impairment, it is necessary to manage and monitor it so that it does not further develop into dementia.

이러한 인지기능 장애를 진단하고 이에 대한 치료 및 증상 완화를 위해서 종래에는 약물을 이용하였으나, 치료 약물의 경우 부작용의 우려가 있고 치료 효율도 낮은 편이다.Drugs have been conventionally used to diagnose, treat, and relieve symptoms of such cognitive impairment, but in the case of therapeutic drugs, there is a risk of side effects and the treatment efficiency is low.

또한, 기존 인지기능 검사 및 진단은 단지 여러 문항의 설문을 기반하고 있어 선별 검사로서의 효율이 부족한 실정이다.In addition, the existing cognitive function test and diagnosis is based on only a multi-item questionnaire, so the efficiency as a screening test is insufficient.

이에 전반적인 인지 기능 장애에 대해 이를 개선할 수 있는 보다 효과적인 콘컨텐츠의 제공 및 치료 기술에 대한 요구가 증가하고 있다.Accordingly, there is an increasing demand for more effective content provision and treatment technologies that can improve overall cognitive dysfunction.

한국등록특허 10-1935876호(2019년 01월 07일 공고)Korean Patent No. 10-1935876 (announced on January 07, 2019)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점 및 요구를 반영한 것으로, 인공지능 기반의 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공을 통해 사용자의 치매 상태를 개선할 수 있는 교육용 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention reflects the problems and needs as described above, and an object of the present invention is to provide an educational system and method that can improve the dementia status of the user through the provision of user-customized content based on artificial intelligence.

또한, 본 발명은 각 미션 수행시 인공지능 기반으로 사용자의 문제 수행력을 실시간으로 분석하고 실시간 분석을 통해 사용자의 수준에 맞게 난이도로 조절할 수 있어 사용자의 경도인지장애 상태에 따라 효율적으로 콘텐츠의 제공상태를 적응적으로 변경할 수 있게 하는 교육용 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention analyzes the user's problem performance in real time based on artificial intelligence when performing each mission and can adjust the difficulty level according to the user's level through real-time analysis, so that the content is efficiently provided according to the user's mild cognitive impairment state. It aims to provide an educational system and method that can adaptively change

이를 위해, 본 발명의 일측면은 인공지능 기반 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공을 통한 교육 방법에 있어서, (a) 인지기능 재활훈련 콘텐츠들을 선택하도록 안내하는 단계; (b) 상기 콘텐츠들 중 어느 하나가 선택되면, 선택된 콘텐츠를 HMD 단말기와 콘트롤러 또는 핸드 트래킹 단말기를 통해 사용자에게 제공하는 단계; 및 (c) 상기 콘트롤러 또는 핸드 트래킹 단말기를 통해 입력되는 사용자 입력정보에 따라 현재 선택된 콘텐츠의 난이도 레벨에서 레벨 상향 조정하거나 레벨 하향 조정하여 상기 HMD 단말기를 통해 출력되는 콘텐츠를 적응적으로 변경하는 단계;를 포함할 수 있다.To this end, an aspect of the present invention provides an artificial intelligence-based education method through the provision of customized content, comprising the steps of: (a) guiding to select cognitive function rehabilitation content; (b) if any one of the contents is selected, providing the selected contents to a user through an HMD terminal and a controller or a hand tracking terminal; and (c) adaptively changing the content output through the HMD terminal by adjusting the level upward or downward from the difficulty level of the currently selected content according to user input information input through the controller or the hand tracking terminal; may include.

본 발명의 다른 측면은 인공지능 기반 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공을 통한 교육용 시스템에 있어서, 인지기능 재활훈련 콘텐츠들을 출력하는 HMD(Head Mount Display)단말기; 사용자의 핸드 트래킹 정보를 제공하는 콘트롤러 또는 핸드 트래킹 단말기; 및 상기 인지기능 재활훈련 콘텐츠들을 선택하도록 안내하고, 상기 콘텐츠들 중 어느 하나가 선택되면, 선택된 콘텐츠를 HMD 단말기와 콘트롤러 또는 핸드 트래킹 단말기를 통해 사용자에게 제공하고, 상기 콘트롤러 또는 핸드 트래킹 단말기를 통해 입력되는 사용자 입력정보에 따라 현재 선택된 콘텐츠의 난이도 레벨에서 레벨 상향 조정하거나 레벨 하향 조정하여 상기 HMD 단말기를 통해 출력되는 콘텐츠를 적응적으로 변경하는 인지기능 재활훈련 제어장치;를 포함할 수 있다.Another aspect of the present invention provides a system for education through artificial intelligence-based user-customized content provision, comprising: a Head Mount Display (HMD) terminal for outputting cognitive function rehabilitation training contents; a controller or hand tracking terminal providing user's hand tracking information; and guide the selection of the cognitive function rehabilitation training contents, and when any one of the contents is selected, the selected contents are provided to the user through the HMD terminal and the controller or the hand tracking terminal, and input through the controller or the hand tracking terminal A cognitive function rehabilitation control apparatus for adaptively changing the content output through the HMD terminal by adjusting the level upward or downward from the difficulty level of the currently selected content according to the user input information to be selected; may include.

또한, 상기 선택된 콘텐츠내 미션에서 제공하는 총 난이도의 개수가 n개이고,
난이도 상향 설정 방식에 따라 해당 미션에 누적된 정답 선택 횟수가 난이도 상향에 필요한 최소한의 정답 선택 횟수 이상이면 난이도 레벨이 상향 조정되고,
난이도 하향 설정 방식에 따라 해당미션에서 누적된 오답 선택 횟수가 난이도 하향에 필요한 최소한의 오답 선택 횟수 이상이면 해당 미션에 누적된 정답 선택 횟수를 줄이거나 정답 선택 횟수가 0이라면 난이도 레벨이 하향 조정될 수 있다.
In addition, the total number of difficulties provided by the mission in the selected content is n,
According to the difficulty increase setting method, if the number of correct answer selections accumulated in the mission is greater than the minimum number of correct answer selections required for difficulty increase, the difficulty level is raised,
Depending on the difficulty setting method, if the accumulated number of incorrect answer selections in the mission is greater than the minimum number of incorrect answers required to lower the difficulty, the accumulated number of correct answer selections in the mission will be reduced, or if the number of correct answers selected is 0, the difficulty level may be lowered. .

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또한, 난이도를 상향시키기 위한 최소한의 정답 선택 횟수(b)를 설정하는 방식은 다음 수학식1에 의해 정해지는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of setting the minimum number of correct answer selections (b) for increasing the difficulty is characterized in that it is determined by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112021029369466-pat00001
Figure 112021029369466-pat00001

여기서, 각각 x 는 입력 난이도, b 는 x단계 난이도에서 난이도 상향이 필요한 최소한의 정답 선택 횟수, e(상수)는 가장 낮은 난이도에서 난이도 상향에 필요한 정답 선택 횟수, f(상수)는 가장 높은 난이도에서 난이도 상향에 필요한 정답 선택 횟수, n(상수)는 총 난이도 단계의 개수를 말한다. 이때, b는 소수 첫째 자리에서 반올림한 정수의 절대값이다. Here, each x is the input difficulty, b is the minimum number of correct answers that require an increase in difficulty in x level difficulty, e (constant) is the number of correct answers required to increase the difficulty in the lowest difficulty level, and f (constant) is the number of correct answers required to increase the difficulty in the highest difficulty level. The number of correct answers required to increase the difficulty level, n (constant), refers to the total number of difficulty levels. In this case, b is the absolute value of an integer rounded to the first decimal place.

또한, 난이도를 하향시키기 위한 최소한의 오답 선택 횟수(a)를 설정하는 방식은 다음 수학식2에 의해 정해지는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of setting the minimum number of incorrect answer selections (a) for lowering the difficulty is characterized in that it is determined by the following Equation (2).

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112021029369466-pat00002
Figure 112021029369466-pat00002

여기서, x 는 입력 난이도, a는 x단계 난이도에서 난이도 하향에 필요한 최소한의 오답 선택 횟수, g(상수)는 가장 낮은 난이도에서 난이도 하향에 필요한 오답 선택 횟수, h(상수)는 가장 높은 난이도에서 난이도 하향에 필요한 오답 선택 횟수, n(상수)는 총 난이도 단계의 개수를 말한다. 이때, a는 소수 첫째 자리에서 반올림한 정수의 절대값이다.Here, x is the input difficulty, a is the minimum number of incorrect answer selections required to lower the difficulty in x level difficulty, g (constant) is the number of incorrect answer selections required to lower the difficulty in the lowest difficulty level, and h (constant) is the difficulty in the highest difficulty level. The number of incorrect answer selections required for downgrade, n (constant), refers to the total number of difficulty levels. Here, a is the absolute value of an integer rounded to the first decimal place.

본 발명은 인공지능 기반의 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공을 통한 교육용 시스템 및 방법에 관한 것으로, 사용자의 치매 상태 또는 노약자의 인지기능을 개선할 수 있게 한다.The present invention relates to a system and method for education through the provision of user-customized content based on artificial intelligence, and it is possible to improve the dementia state of the user or the cognitive function of the elderly and infirm.

또한, 각 미션 수행시 인공지능 기반으로 사용자의 문제 수행력을 실시간으로 분석하고 실시간 분석을 통해 사용자의 수준에 맞게 난이도로 조절할 수 있어 사용자의 경도인지장애 상태에 따라 효율적으로 콘텐츠의 제공상태를 적응적으로 변경할 수 있게 함으로써, 인지기능 재활훈련의 효과를 극대화할 수 있게 한다.
또한, 본 발명은 사용자의 치매 상태 또는 노약자의 인지기능 개선을 위한 교육용 시스템 및 프로그램 이외에도 학습효과 개선을 위한 다양한 형태의 교육용 시스템 및 프로그램에 확장 적용할 수 있다.
In addition, when performing each mission, the user's problem performance is analyzed in real time based on artificial intelligence and the level of difficulty can be adjusted according to the user's level through real-time analysis. By making it possible to change to , it is possible to maximize the effect of cognitive function rehabilitation training.
In addition, the present invention can be extended and applied to various types of educational systems and programs for improving learning effects in addition to educational systems and programs for improving the cognitive function of the elderly or the dementia of the user.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사용자 맞춤형 인지기능 재활훈련 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 시스템에서 사용자 입력장치로서 핸드트래킹 단말기나 콘트롤러를 설명한 도면이다.
도 3은 도 1의 인지기능 재활훈련 시스템의 각부의 상세 구성도를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 인지기능 재활훈련 시스템을 이용하여 인공지능 기반 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공과정을 나타낸 플로우차트이다.
도 5는 도 4의 인공지능 기반 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공과정에서 사용자의 문제 수행력에 따른 난이도 조정과정을 나타낸 순서도이다.
도 6은 도 5의 난이도 조정과정에서 난이도 상향 과정의 일예를 나타낸 그래프이고, 도 7은 도 5의 난이도 조정과정에서 난이도 하향 과정의 일예을 나타낸 그래프이다.
도 8 내지 도 26은 난이도 상향이 필요한 '사용자 A'의 예시를 나타낸 도면이다.
도 27 내지 도 50은 난이도 하향이 필요한 '사용자 B'의 예시를 나타낸 도면이다.
1 is a block diagram of a user-customized cognitive function rehabilitation training system according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a hand tracking terminal or controller as a user input device in the system of FIG. 1 .
3 is a view showing a detailed configuration diagram of each part of the cognitive function rehabilitation system of FIG. 1 .
FIG. 4 is a flowchart illustrating an artificial intelligence-based user-customized content providing process using the cognitive function rehabilitation training system of FIG. 1 .
5 is a flowchart illustrating a difficulty adjustment process according to a user's problem performance in the AI-based user-customized content provision process of FIG. 4 .
FIG. 6 is a graph showing an example of a difficulty increasing process in the difficulty adjustment process of FIG. 5 , and FIG. 7 is a graph showing an example of a difficulty decreasing process in the difficulty adjusting process of FIG. 5 .
8 to 26 are diagrams showing examples of 'User A' who needs to increase the difficulty level.
27 to 50 are diagrams showing examples of 'User B' who needs to lower the difficulty level.

이하에서, 경도인지장애, 알츠하이머, 치매 등의 인지기능 장애에 대하여 이를 모두 포함할 수 있는 포괄적 개념으로 "치매"로 정리하여 설명의 편의를 도모한다.Hereinafter, for the convenience of explanation, it is summarized as "dementia" as a comprehensive concept that can include all of the cognitive dysfunctions such as mild cognitive impairment, Alzheimer's disease, and dementia.

또한, 본 발명은 사용자의 치매 상태 개선 또는 노약자 인지기능 개선을 위한 교육용 시스템 및 학습 프로그램 이외에도 학습효과 개선을 위한 다양한 형태의 교육용 시스템 및 프로그램에 확장 적용할 수 있다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인공지능 기반의 가상현실기술을 이용하여 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공을 통해 사용자의 치매 상태를 개선할 수 있는 인지기능 재활훈련 방법 및 시스템 위주로 자세히 설명한다.
In addition, the present invention can be extended and applied to various types of educational systems and programs for improving learning effects in addition to educational systems and learning programs for improving the dementia status of users or improving cognitive functions of the elderly.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, using artificial intelligence-based virtual reality technology according to a preferred embodiment of the present invention, the cognitive function rehabilitation training method and system that can improve the dementia state of the user through the provision of user-customized content will be described in detail. Explain.

<사용자 맞춤형 콘텐츠 제공을 통한 인지기능 재활훈련 시스템><Cognitive function rehabilitation training system through the provision of customized contents>

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사용자 맞춤형 인지기능 재활훈련 시스템의 구성도이다. 상기 도 1을 참조하면, 상기 사용자 맞춤형 인지기능 재활 훈련 시스템은 인지기능 재활훈련 제어장치(100)와, HMD 단말기(200)와, 콘트롤러(300)로 구성된다. 1 is a block diagram of a user-customized cognitive function rehabilitation training system according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , the user-customized cognitive function rehabilitation training system includes a cognitive function rehabilitation control apparatus 100 , an HMD terminal 200 , and a controller 300 .

여기서, 제공하는 콘텐츠는 가상현실(VR(Virtual Reality)) 방식을 위주로 설명하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 혼합현실(MR(Mixed Reality)), 증강현실(AR(Augmented Reality)) 등을 아우르는 XR(eXtended Reality; 확장 현실)의 방식으로 인지기능 재활훈련 콘텐츠를 제공할 수 있다. 이때, 상기 인지기능 재활훈련 콘텐츠는 후술하는 사용자 맞춤형 인지기능 재활훈련 콘텐츠 위주로 설명한다. 이러한 사용자 맞춤형 인지기능 재활훈련 콘텐츠는 콘트롤러(300)를 통해 입력되는 사용자 입력정보에 반응하여 HMD 단말기(200)를 통해 출력되는 오브젝트를 변경하는 상호반응형 콘텐츠를 포함할 수 있다. Here, the content provided is mainly described in the virtual reality (VR (Virtual Reality)) method, but is not limited thereto, and XR ( Rehabilitation of cognitive functions in the method of eXtended Reality (extended reality) content can be provided. In this case, the cognitive function rehabilitation training contents will be mainly described with user-customized cognitive function rehabilitation training contents to be described later. Such user-customized cognitive function rehabilitation training content may include interactive content that changes an object output through the HMD terminal 200 in response to user input information input through the controller 300 .

그리고, 상기 HMD(Head Mount Display) 단말기(200)는 안경처럼 사용자의 머리에 착용한 상태에서 가상 오브젝트와 현실을 함께 볼 수 있게 하는 디스플레이 장치이다. 즉, 상기 HMD 단말기(200)는 안구와 두부 전면을 감싸는 형태로 형성되어, 환경에 따라 100% 가상현실은 VR, 일부 현실정보를 포함하는 MR, 현실환경을 기반으로 동작하는 AR로 구성되는 콘텐츠를 사용자가 시청할 수 있게 한다. In addition, the HMD (Head Mount Display) terminal 200 is a display device that enables viewing of a virtual object and reality together while being worn on a user's head like glasses. That is, the HMD terminal 200 is formed in a shape that covers the entire face of the eye and head, and 100% virtual reality is VR depending on the environment, MR including some real information, and AR operating based on the real environment. allows users to view

상기 콘트롤러(300)는 인지기능 재활훈련 콘텐츠의 제공 중 사용자의 손의 움직임을 검출하여 입력정보를 생성하고, 상기 입력정보를 상기 제어장치(100)로 제공한다. 이때, 사용자 입력장치로는 핸드트래킹 단말기나 콘트롤러 등이 채용될 수 있으며, 도 2를 참조하여 자세히 설명한다. The controller 300 detects the user's hand movement while providing cognitive function rehabilitation training content, generates input information, and provides the input information to the control device 100 . In this case, a hand tracking terminal or a controller may be employed as the user input device, which will be described in detail with reference to FIG. 2 .

도 2의 (a)는 상기 핸드트래킹 과정을 예시한 것으로, 가상현실에서의 중심좌표를 기준으로 상호작용 가능한 오브젝트의 좌표를 결정하고, 깊이측정센서를 통해 획득된 사용자의 손 위치를 토대로, 사용자의 손 입력정보를 검출한다. 이를 위한 핸드트래킹 단말기는 사용자의 손위치 감지를 위한 깊이측정센서를 포함한다. Figure 2 (a) illustrates the hand tracking process, determining the coordinates of the interactable object based on the central coordinates in virtual reality, and based on the user's hand position obtained through the depth measurement sensor, the user Detects hand input information of The hand tracking terminal for this purpose includes a depth measuring sensor for detecting the user's hand position.

도 2의 (b)는 컨트롤러를 예시한 것으로, 조이스틱 또는 상호작용을 위해 특별히 제작된 도구로 사용자가 손에 쥐고 버튼을 누르거나 움직여서 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠의 오브젝트와 상호작용하는 방식으로, 콘트롤러에서 감지되는 값을 수신하는 수신부와 컨트롤러의 위치를 인식하기 위한 모션캡쳐 센서 및 이를 처리하기 위한 모듈로 구성된다. Figure 2 (b) is an example of a controller, a joystick or a tool specially created for interaction, the user holds in his hand and presses or moves a button to interact with the object of the XR-type interactive cognitive rehabilitation training content In this way, it is composed of a receiver that receives a value sensed by the controller, a motion capture sensor for recognizing the position of the controller, and a module for processing it.

상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 HMD 단말기(200)와 콘트롤러(300)를 통해 치매 개선용 콘텐츠를 제공하고, 콘트롤러(300)를 통해 입력되는 사용자 입력정보를 실시간으로 분석한다. 이때, 상기 제어장치(100)는 인공지능 기반의 학습 프로그램을 통해 제공되는 콘텐츠의 각 미션에 대해 상기 콘트롤러(300)를 통한 사용자의 문제 수행력을 실시간으로 분석하고 실시간 분석을 통해 사용자의 수준 을 평가하게 된다. 또한, 상기 콘텐츠는 m개의 체험 미션을 포함할 수 있고 m개의 각 미션은 n개의 난이도로 구분될 수 있는데, 상기 제어장치(100)는 사용자의 문제 수행력을 실시간으로 분석하고 사용자의 수준(레벨)을 평가하여 사용자의 경도인지장애 상태에 따라 레벨 상향 조정되거나 레벨 하향 조정된 콘텐츠를 제공할 수 있게 하며, 이에 대해 후술하는 인지재활 훈련 과정을 통해 보다 상세히 설명한다. The cognitive function rehabilitation control apparatus 100 provides content for improving dementia through the HMD terminal 200 and the controller 300 , and analyzes user input information input through the controller 300 in real time. At this time, the control device 100 analyzes the problem performance of the user through the controller 300 in real time for each mission of the content provided through the artificial intelligence-based learning program, and evaluates the user's level through real-time analysis will do In addition, the content may include m experiential missions, and each m missions may be divided into n levels of difficulty. to provide content that is level-up or down-leveled according to the user's mild cognitive impairment state by evaluating it, and this will be described in more detail through the cognitive rehabilitation training process to be described later.

이와 같이, HMD 단말기(200)를 통해 출력되는 콘텐츠의 각 미션에서 사용자 수준에 맞게 난이도 조절이 가능하여, 인지재활 치료에 있어서 사용자 맞춤형으로 대응할 수 있게 한다. 즉, 사용자의 경도인지장애 상태에 따라 HMD 단말기(200)를 통해 출력되는 콘텐츠의 수준(레벨)이 난이도 조절을 통해 적응적으로 변경할 수 있게 하여 치매 개선 또는 인지재활 치료 효과를 극대화할 수 있게 한다.In this way, it is possible to adjust the difficulty level according to the user level in each mission of the content output through the HMD terminal 200, so that it is possible to respond customized to the user in cognitive rehabilitation treatment. That is, the level (level) of the content output through the HMD terminal 200 can be adaptively changed through difficulty adjustment according to the user's mild cognitive impairment state, thereby maximizing the effect of dementia improvement or cognitive rehabilitation treatment. .

상기한 바와 같은 인지기능 재활훈련 시스템의 각부의 상세 구성도를 도시한 도 3을 참조하여, 상기 인지기능 재활훈련 시스템의 각부에 대해 좀 더 설명한다. With reference to FIG. 3 showing a detailed configuration diagram of each part of the cognitive rehabilitation training system as described above, each part of the cognitive rehabilitation training system will be described in more detail.

도 3의 (a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 인지기능 재활훈련 시스템의 인지기능 재활훈련 제어장치(100)의 구성도이다. 상기 도 3의 (a)를 참조하면, 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 제1제어부(102)와, 제1메모리부(104)와, 제1사용자 인터페이스부(106)와, 제1디스플레이(108)와, 제1통신모듈(110)로 구성된다. Figure 3 (a) is a block diagram of the cognitive function rehabilitation control apparatus 100 of the cognitive function rehabilitation training system according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to (a) of FIG. 3 , the cognitive function rehabilitation control apparatus 100 includes a first control unit 102 , a first memory unit 104 , a first user interface unit 106 , and a second It is composed of one display 108 and a first communication module 110 .

상기 제1제어부(102)는 상기 인지기능 재활훈련 시스템의 각부를 제어함과 아울러 사용자 맞춤형 인지기능 재활훈련 콘텐츠를 HMD 단말기(200)와, 콘트롤러(300)를 통해 제공한다. 이때, 상기 제1통신모듈(110)은 콘트롤러(300)의 제3통신모듈(110)를 통해 입력되는 사용자 입력정보를 실시간으로 수신하고, 상기 제1제어부(102)는 상기 제1통신모듈(110)을 통해 수신된 상기 사용자 입력정보를 인공지능 기반 학습 프로그램을 통해 콘텐츠의 각 미션에 대한 사용자의 문제 수행력을 실시간으로 분석한다. 이어, 실시간 분석을 통해 사용자의 수준을 평가하게 되는데, 상기 제1제어부(102)는 사용자의 문제 수행력을 실시간으로 분석하고 사용자의 수준(레벨)을 평가하여 사용자의 경도인지장애 상태에 따라 레벨을 상향 조절하거나 레벨을 하향조절하게 된다. 이어, 상기 제1메모리부(104)에 저장된 콘텐츠의 각 미션에서 n개 난이도에 매칭되는 레벨 조정된 콘텐츠를 읽어들여 제1통신모듈(110)과 제2 통신모듈(210)간의 데이터 송수신을 통해 사용자 맞춤형의 난이도 레벨이 조정된 콘텐츠를 HMD 단말기(200)로 제공할 수 있게 한다. The first control unit 102 controls each part of the cognitive function rehabilitation training system and provides user-customized cognitive function rehabilitation training contents through the HMD terminal 200 and the controller 300 . At this time, the first communication module 110 receives the user input information input through the third communication module 110 of the controller 300 in real time, and the first control unit 102 is the first communication module ( 110) and analyzes the user's problem performance for each mission of the content through an AI-based learning program in real time. Then, the user's level is evaluated through real-time analysis, and the first control unit 102 analyzes the user's problem performance in real time and evaluates the user's level (level) to determine the level according to the user's mild cognitive impairment state. Either up or down the level. Then, the level-adjusted content matching the n levels of difficulty is read in each mission of the content stored in the first memory unit 104 and data transmission/reception between the first communication module 110 and the second communication module 210 is performed. It is possible to provide the content with the user-customized difficulty level adjusted to the HMD terminal 200 .

또한, 추가적으로 HMD 단말기(200)의 신경광자극 모듈(212)을 구동하여 인지기능 재활훈련자에게 직접적인 광자극을 제공하거나 간접 자극파 생성기(미도시) 또는 LED 장치를 통해 시각 자극을 통해 뇌 간접 자극을 제공할 수 있어 효과를 극대화할 수 있게 한다. In addition, by driving the neural optical stimulation module 212 of the HMD terminal 200, direct optical stimulation is provided to cognitive function rehabilitation trainees, or indirect stimulation of the brain through visual stimulation through an indirect stimulation wave generator (not shown) or an LED device. can be provided to maximize the effect.

상기 제1메모리부(104)는 상기 제1제어부(102)의 제어 프로그램을 포함하는 각종 정보를 저장하고, 사용자 맞춤형 인지기능 재활훈련 콘텐츠를 위한 정보를 저장한다. 이때, 인공지능 기반 학습 프로그램을 토대로 형성된 난이도 조정 매칭 테이블을 더 저장할 수 있으며, 상기 난이도 조정 매칭 테이블은 저장된 콘텐츠의 각 미션에서 n개 난이도에 매칭되는 각 레벨로 구분된 미션별 콘텐츠를 저장할 수 있다. The first memory unit 104 stores various information including the control program of the first control unit 102, and stores information for user-customized cognitive function rehabilitation training contents. In this case, the difficulty adjustment matching table formed based on the artificial intelligence-based learning program may be further stored, and the difficulty adjustment matching table may store content for each mission divided into n levels of difficulty in each mission of the stored content. .

상기 제1사용자 인터페이스부(106)는 사용자와 제1제어부(102) 사이의 인터페이스를 담당한다. 상기 제1디스플레이(108)는 상기 제1제어부(102)의 제어에 따른 정보를 표시하여 사용자에게 안내한다. 상기 제1통신모듈(110)은 외부기기인 HMD 단말기(200)와 콘트롤러(300)와 제1제어부(102) 사이의 통신을 담당한다. The first user interface unit 106 is in charge of the interface between the user and the first control unit 102 . The first display 108 displays information according to the control of the first controller 102 to guide the user. The first communication module 110 is responsible for communication between the HMD terminal 200 as an external device, the controller 300 and the first control unit 102 .

도 3의 (b)는 상기 인지기능 재활훈련 시스템의 HMD 단말기(200)의 구성도이다. 상기 도 3의 (b)를 참조하면, 상기 HMD 단말기(200)는 제2제어부(202)와, 제2메모리부(204)와, 제2사용자 인터페이스부(206)와, 제2디스플레이(208)와, 제2통신모듈(212)과, 스피커(214)로 구성된다. 3 (b) is a block diagram of the HMD terminal 200 of the cognitive function rehabilitation training system. Referring to FIG. 3B , the HMD terminal 200 includes a second control unit 202 , a second memory unit 204 , a second user interface unit 206 , and a second display 208 . ), and a second communication module 212 and a speaker 214 .

상기 제2제어부(202)는 상기 HMD 단말기(200)를 전반적으로 제어함은 물론이고, 외부의 인지기능 재활훈련 제어장치(100)의 제어에 따라 사용자 맞춤형 콘텐츠로서 각 미션에서 n개 난이도에 매칭되는 레벨 조정된 콘텐츠를 제1통신모듈(110)과 제2 통신모듈(210)간의 데이터 송수신을 통해 수신받는다. 이어, 난이도 조정된 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠의 비디오 및 오디오를 제2디스플레이(208)와 스피커(214)를 통해 출력한다. 이를 통해, 사용자의 인지 장애 정도에 따라 난이도 조절을 통한 사용자 맞춤형 콘텐츠를 제공할 수 있게 한다.The second control unit 202 not only controls the HMD terminal 200 as a whole, but also matches n levels of difficulty in each mission as user-customized content according to the control of the external cognitive function rehabilitation control device 100 . The level-adjusted content is received through data transmission/reception between the first communication module 110 and the second communication module 210 . Then, the video and audio of the interactive cognitive function rehabilitation training contents of the XR method with the difficulty adjusted are outputted through the second display 208 and the speaker 214 . Through this, it is possible to provide user-customized content through difficulty adjustment according to the degree of cognitive impairment of the user.

상기 제2메모리부(204)는 상기 제2제어부(202)의 제어 프로그램을 포함하는 다양한 정보를 저장한다. 상기 제2사용자 인터페이스부(206)는 사용자와 상기 제2제어부(202) 사이의 인터페이스를 담당한다. 상기 제2디스플레이(208)는 사용자의 양안에 대해 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠에 따른 비디오 및 오디오 정보를 출력한다. 상기 제2통신모듈(210)은 상기 제2제어부(202)와 외부기기인 인지기능 재활훈련 제어장치(100) 사이의 통신을 담당한다. 상기 스피커(214)는 상기 제2제어부(202)의 제어에 따라 사용자 맞춤형 인지기능 재활훈련 콘텐츠의 오디오를 출력한다. The second memory unit 204 stores various information including a control program of the second control unit 202 . The second user interface unit 206 is in charge of an interface between a user and the second control unit 202 . The second display 208 outputs video and audio information according to the interactive cognitive function rehabilitation content of the XR method for both eyes of the user. The second communication module 210 is in charge of communication between the second control unit 202 and the cognitive function rehabilitation control apparatus 100, which is an external device. The speaker 214 outputs audio of user-customized cognitive function rehabilitation training contents under the control of the second control unit 202 .

추가적으로, 상기 신경광자극 모듈(212)은 사용자의 두부에 특정파장대의 색상을 가지는 광을 감마 주파수 대역으로 지정된 시간동안 투영하는 광자극을 제공하게 한다. 또한, 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극을 위해 간접 자극파 생성기(미도시)와 LED 등의 발광장치가 더 구비될 수 있으며, 상기 간접 자극파 생성기는 제2 제어부(202)에 통합하여 구성될 수 있다. 이러한 광자극을 통해 HMD 단말기(200)는 사용자의 뇌활성을 유도한다. 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극을 위해 간접 자극파 생성기(미도시)와 LED 등의 발광장치가 더 구비될 수 있으며, 상기 간접 자극파 생성기는 제2 제어부에 통합하여 구성될 수 있다. Additionally, the neurophotostimulation module 212 provides a photostimulation that projects light having a color of a specific wavelength to the user's head for a specified time in a gamma frequency band. In addition, for indirect brain stimulation through visual stimulation, an indirect stimulation wave generator (not shown) and a light emitting device such as an LED may be further provided, and the indirect stimulation wave generator may be integrated into the second control unit 202 . have. Through this photostimulation, the HMD terminal 200 induces the user's brain activity. For indirect brain stimulation through visual stimulation, an indirect stimulation wave generator (not shown) and a light emitting device such as an LED may be further provided, and the indirect stimulation wave generator may be integrated into the second control unit.

가령, 상기 제2제어부(202)는 외부의 인지기능 재활훈련 제어장치(100)의 제어에 따라 콘텐츠의 비디오 및 오디오를 제2디스플레이(208)와 스피커(214)를 통해 출력함과 아울러 신경광자극 모듈(212)을 구동하여 사용자에게 광자극을 제공할 수 있다. For example, the second control unit 202 outputs video and audio of the content through the second display 208 and the speaker 214 according to the control of the external cognitive function rehabilitation control apparatus 100, and the neural light The stimulation module 212 may be driven to provide photostimulation to the user.

또한, VR/MR의 경우에는 외부의 인지기능 재활훈련 제어장치(100)의 제어에 따라 상기 제2제어부(202)는 간접 자극파 생성기(미도시)를 통해 45Hz의 감마 대역파를 생성할 수 있게 한다. 이에 따라, 제2 제어부(202)는 상기 간접 자극파 생성기(미도시)를 통해 생성된 소정 색상의 45Hz를 제2디스플레이(208)를 통해 투영하게 하게 되면, 1초에 지정된 색상과 아무것도 없는 검은색이 각각 45번씩 교차하며 제2디스플레이(208)에 표시된다. 이렇게 깜박거리는 화면을 사용자가 바라보고 있으면 45Hz, 즉, 감마 대역의 시각 자극을 받게 되고 이 자극이 뇌에 간접적으로 자극을 주어 베타 아밀로이드의 감소 효과를 제공할 수 있다.In addition, in the case of VR/MR, the second control unit 202 may generate a gamma band wave of 45 Hz through an indirect stimulation wave generator (not shown) according to the control of the external cognitive function rehabilitation control device 100 . let there be Accordingly, when the second control unit 202 projects 45Hz of a predetermined color generated through the indirect stimulation wave generator (not shown) through the second display 208, the specified color and black with nothing in 1 second The colors alternate 45 times each and are displayed on the second display 208 . When the user looks at the flickering screen, a visual stimulus of 45 Hz, that is, a gamma band, is indirectly stimulated to the brain, thereby providing a reduction effect of beta-amyloid.

또한, AR의 경우에는 외부의 인지기능 재활훈련 제어장치(100)의 제어에 따라 상기 제2제어부(202)는 LED(미도시)를 구동시켜 LED가 45Hz로 깜빡거리게 동작하여 사용자는 그 빛을 바라보게 되며, 감마 대역의 시각 자극을 받게 되고 이 자극이 뇌에 간접적으로 자극을 주어 베타 아밀로이드의 감소 효과를 제공할 수 있다.In addition, in the case of AR, the second control unit 202 drives an LED (not shown) under the control of the external cognitive function rehabilitation control device 100 to cause the LED to blink at 45 Hz, so that the user controls the light. When you look at it, you receive a visual stimulus in the gamma band, and this stimulus can indirectly stimulate the brain to provide the effect of reducing beta-amyloid.

또한, 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 사용자의 인지 장애 정도에 따라 HMD(200)를 제어할 수 있다. 가령, 인지 장애 정도가 심한 중증의 경우에는 사용자의 머리 직접적인 광자극하는 것과 함께 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극도 제공하는 것이 바람직할 수 있으며, 인지 장애 정도가 낮은 경증의 경우에는 별도의 두부에 직접적인 자극 없이 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극으로도 충분한 효과를 구현할 수 있다고 판단된다. 따라서, 이러한 광자극을 통해 HMD 단말기는 인지기능 재활훈련자의 뇌활성을 유도한다.In addition, the cognitive function rehabilitation control apparatus 100 may control the HMD 200 according to the degree of cognitive impairment of the user. For example, in the case of severe cognitive impairment, it may be desirable to provide indirect brain stimulation through visual stimulation in addition to direct photostimulation of the user's head. It is judged that sufficient effects can be realized even with indirect brain stimulation through visual stimulation without stimulation. Therefore, through this photostimulation, the HMD terminal induces the brain activity of the cognitive rehabilitation trainee.

도 3의 (c)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 인지기능 재활훈련 시스템의 콘트롤러(300)의 구성도이다. 상기 도 3의 (c)를 참조하면, 상기 콘트롤러(300)는 제3제어부(302)와, 제3메모리부(304)와, 제3사용자 인터페이스부(206)와, 센서(308)와, 제3통신모듈(110)로 구성된다. 상기 제3제어부(302)는 상기 콘트롤러(300)의 각부를 제어하며, 특히 센서(308)를 통해 검지된 사용자의 모션, 즉 핸드 트래킹 정보와 제3사용자 인터페이스부(306)로부터의 사용자 입력정보를 제3통신모듈(110)을 통해 인지기능 재활훈련 제어장치(100)로 제공한다. 상기 제3메모리부(304)는 상기 제3제어부(302)의 처리 프로그램을 포함하는 각종 정보를 저장한다. 상기 제3사용자 인터페이스부(306)는 조이스틱 또는 버튼 등으로 사용자로부터 입력되는 각종정보를 상기 제3제어부(302)에 제공한다. 상기 센서(308)는 모션캡쳐 등으로 콘트롤러(300)를 조작하는 사용자의 손의 위치를 트래킹하기 위한 센서정보를 생성하여 상기 제3제어부(302)에 제공한다. Figure 3 (c) is a block diagram of the controller 300 of the cognitive function rehabilitation training system according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3C , the controller 300 includes a third control unit 302 , a third memory unit 304 , a third user interface unit 206 , a sensor 308 , Consists of a third communication module (110). The third control unit 302 controls each part of the controller 300 , in particular, the user's motion detected through the sensor 308 , that is, hand tracking information and user input information from the third user interface unit 306 . is provided to the cognitive function rehabilitation control apparatus 100 through the third communication module 110 . The third memory unit 304 stores various information including the processing program of the third control unit 302 . The third user interface unit 306 provides various types of information input by the user through a joystick or a button to the third control unit 302 . The sensor 308 generates sensor information for tracking the position of the user's hand who operates the controller 300 using motion capture or the like, and provides it to the third controller 302 .

<사용자 맞춤형 콘텐츠 제공을 통한 인지기능 재활훈련 과정><Cognitive function rehabilitation training process through the provision of customized contents>

이하에서 전술한 도 1 내지 도 3에서 설명한 인지기능 재활훈련 시스템을 이용하여 인공지능 기반 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공과정을 통해 사용자 치매 상태를 개선하는 방법에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, a method for improving the user's dementia state through the artificial intelligence-based user-customized content providing process using the cognitive function rehabilitation training system described with reference to FIGS. 1 to 3 will be described in detail below.

도 4는 도 1의 인지기능 재활훈련 시스템을 이용하여 인공지능 기반 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공과정을 나타낸 플로우차트이다.FIG. 4 is a flowchart illustrating an artificial intelligence-based user-customized content providing process using the cognitive function rehabilitation training system of FIG. 1 .

도 4를 참조하면, 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 제1디스플레이를 통해 사용자 로그인을 안내하며(500단계), 사용자는 상기의 안내를 참조하여 로그인 정보를 입력받아 로그인을 이행한다. 상기한 로그인이 성공하면(502단계), 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 사용자 로그인이 이행되면, 해당 사용자에게 제공가능한 사용자 맞춤형 인지기능 재활훈련 콘텐츠들을 안내함과 아울러, 어느 한 콘텐츠를 선택하도록 안내한다(504단계). 이때, 상기 사용자 맞춤형 인지기능 재활훈련 콘텐츠는 m개의 복수개의 체험 미션으로 구성될 수 있고, 각 체험 미션에는 n개의 난이도로 구분될 수 있다. 이에 따라, 상기 콘텐츠의 각 미션에서 n개 난이도에 매칭되는 레벨 조정된 다수의 콘텐츠로 구성될 수 있다. 또한, 상기 n개 난이도의 설정은 상하로 n개 나누어진 레벨 구분을 가지며, 도 5에서 설명하는 인공지능 기반 학습 프로그램에 따라 적어도 사용자의 치매의 상태 정도의 중증과 경증의 편차를 반영하여 매칭되게 설정된다.Referring to FIG. 4 , the cognitive function rehabilitation control apparatus 100 guides the user log-in through the first display (step 500), and the user receives the log-in information with reference to the guide and performs the log-in. When the login is successful (step 502), the cognitive function rehabilitation control apparatus 100 guides the user-customized cognitive function rehabilitation training contents that can be provided to the user when the user login is performed, and also selects any one content. Guide to select (step 504). In this case, the user-customized cognitive function rehabilitation training contents may be composed of m plurality of experiential missions, and each experiential mission may be divided into n levels of difficulty. Accordingly, it may be composed of a plurality of level-adjusted contents matching n levels of difficulty in each mission of the contents. In addition, the setting of the n levels of difficulty has n levels divided up and down, at least according to the artificial intelligence-based learning program described in FIG. is set

이어 상기 사용자 맞춤형 인지기능 재활훈련 콘텐츠들 중 어느 한 콘텐츠가 선택되면(506단계), 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 HMD 단말기(200) 및 콘트롤러(300)의 착용을 안내한다(508단계). Then, when any one of the user-customized cognitive function rehabilitation training contents is selected (step 506), the cognitive function rehabilitation control apparatus 100 guides the wearing of the HMD terminal 200 and the controller 300 (508). step).

상기 HMD 단말기(200) 및 콘트롤러(300)가 착용되면, 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 상기 HMD 단말기(200) 및 콘트롤러(300)와의 페어링을 이행하여 통신경로를 형성한다(510단계). 이후 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 선택된 사용자 맞춤형 인지기능 재활훈련 콘텐츠를 실행하여(512단계), 재활훈련 콘텐츠의 미디어 정보를 HMD 단말기(200)를 통해 출력하면서(514,516단계), 콘트롤러(300)로부터 제공되는 핸드트래킹 정보 또는 입력정보를 제공받아 콘텐츠를 진행시키는 상호반응형 콘텐츠를 제공한다(518,520단계). When the HMD terminal 200 and the controller 300 are worn, the cognitive function rehabilitation control apparatus 100 performs pairing with the HMD terminal 200 and the controller 300 to form a communication path (step 510) ). Then, the cognitive function rehabilitation control apparatus 100 executes the selected user-customized cognitive function rehabilitation training content (step 512), while outputting media information of the rehabilitation training content through the HMD terminal 200 (step 514,516), the controller The interactive content for progressing the content is provided by receiving the hand tracking information or input information provided from the 300 (steps 518 and 520).

이러한 인지기능 재활훈련 콘텐츠의 재생에서 인공지능 기반 학습프로그램을 통해 사용자의 문제 수행력을 판단하고(522 단계), 사용자의 수준에 맞는 난이도 조정을 통해 사용자 맞춤형 인지기능 재활 훈련 콘텐츠를 제공하며(524 단계), 이러한 난이도 조정 과정을 도 5를 통해 자세히 설명한다.In the reproduction of these cognitive function rehabilitation training contents, the user's problem performance is determined through an artificial intelligence-based learning program (step 522), and customized cognitive function rehabilitation training contents are provided by adjusting the difficulty level according to the user's level (step 524). ), this difficulty adjustment process will be described in detail with reference to FIG. 5 .

이러한 사용자 맞춤형 인지기능 재활훈련 콘텐츠는 재생이 완료될 때까지 실행되고(528단계), 상기 재활훈련 콘텐츠의 재생이 완료되면 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 로그인한 사용자의 훈련횟수를 증가하고 종료한다(530단계). These user-customized cognitive function rehabilitation training contents are executed until the reproduction is completed (step 528), and when the reproduction of the rehabilitation training contents is completed, the cognitive function rehabilitation training control apparatus 100 increases the number of training times of the logged-in user and ends (step 530).

추가적으로 신경광자극 재활훈련 과정을 통해 치매 개선을 향상시킬 수 있다. 가령, 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 로그인한 사용자의 재활훈련횟수가 미리 정해둔 신경광자극 필요횟수보다 큰지를 체크한다. 이어 상기 로그인한 사용자의 재활훈련횟수가 미리 정해둔 신경광자극 필요횟수보다 작으면, 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 신경광자극을 위한 광조사 명령을 HMD 단말기(200)에 제공한다. 이어, 상기 신경광자극을 위한 광조사 명령을 제공받은 HMD 단말기(200)는 인지기능 재활훈련자의 두부에 특정파장대의 색상을 가지는 광을 감마 주파수 대역으로 지정된 시간동안 투영하는 광자극을 제공하게 한다.Additionally, the improvement of dementia can be improved through neuro-photostimulation rehabilitation training. For example, the cognitive function rehabilitation control apparatus 100 checks whether the number of rehabilitation training times of the logged-in user is greater than a predetermined number of neuro-optical stimulation required. Then, if the number of rehabilitation training of the logged-in user is less than the predetermined number of required neuro-optical stimulation, the cognitive function rehabilitation control apparatus 100 provides a light irradiation command for neuro-optical stimulation to the HMD terminal 200 . . Then, the HMD terminal 200 receiving the light irradiation command for the neural light stimulation provides a light stimulus that projects light having a color of a specific wavelength to the gamma frequency band for a specified time on the head of the cognitive function rehabilitation trainee. .

이때, 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 사용자의 인지 장애 정도에 따라 사용자의 두부에 직접적인 광자극을 하거나 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극을 하도록 HMD(200)를 제어할 수 있다. 가령, 상기 신경광자극 필요횟수에서 세부적으로 두부 직접광자극 필요횟수와 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극횟수로 구별하여 설정할 수 있다. 이때, 인지 장애 정도가 심한 중증의 경우에는 사용자의 머리에 직접적인 광자극을 제공하는 것과 함께 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극도 제공하는 것이 바람직할 수 있으며, 인지 장애 정도가 낮은 경증의 경우에는 별도의 두부에 직접적인 자극 없이 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극으로도 충분한 효과를 구현할 수 있다고 판단된다. 이러한 광자극을 통해 HMD 단말기는 인지기능 재활훈련자의 뇌활성을 유도한다. In this case, the cognitive function rehabilitation control apparatus 100 may control the HMD 200 to directly photostimulate the user's head or indirectly stimulate the brain through visual stimulation according to the degree of cognitive impairment of the user. For example, in the number of times required for neural photostimulation, the number of times required for direct photostimulation of the head and the number of times for indirect brain stimulation through visual stimulation can be set in detail. In this case, in the case of severe cognitive impairment, it may be desirable to provide direct photostimulation to the user's head as well as indirect brain stimulation through visual stimulation. It is judged that sufficient effects can be realized even with indirect brain stimulation through visual stimulation without direct stimulation of the head. Through this photostimulation, the HMD terminal induces the brain activity of the cognitive rehabilitation trainee.

도 5는 도 4의 인공지능 기반 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공과정에서 사용자의 문제 수행력에 따른 난이도 조정과정을 나타낸 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a difficulty adjustment process according to a user's problem performance in the AI-based user-customized content provision process of FIG. 4 .

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 인공지능 기반의 학습 프로그램을 통해 제공되는 사용자의 문제 수행력에 따른 난이도 레벨을 상향 조정하거나 하향 조정하는 과정을 수행한다. 즉, 수행 중인 미션 체험에서 사용자의 문제 수행력(입력)을 분석하여 다음으로 수행되는 미션에서 난이도를 조정하여 레벨을 상/하향 시킬 수 있게 한다. Referring to FIG. 5 , the process of adjusting the difficulty level upward or downward according to the user's problem performance provided through the artificial intelligence-based learning program according to the present invention is performed. That is, by analyzing the user's problem performance (input) in the mission experience being performed, the level can be raised/lowered by adjusting the difficulty in the next mission performed.

가령, 사용자 맞춤형 콘텐츠에 제공되는 다수의 미션 m개 중에서 하나의 미션을 수행한다고 가정하고, 이때 각 체험 미션에는 n개의 난이도로 구분되는 섹션이 있다고 가정한다. 이때, 각 단계는 난이도가 낮은 미션 체험 단계(낮은 레벨) 혹은 난이도가 높은 체험 단계(높은 레벨)로 난이도를 변경하기 위한 다음과 같은 조건을 포함하고 있다.For example, it is assumed that one mission is performed among a plurality of m missions provided for user-customized content, and in this case, it is assumed that each experiential mission has a section divided by n difficulty levels. At this time, each stage includes the following conditions for changing the difficulty to a mission experience stage with low difficulty (low level) or an experience stage with high difficulty (high level).

가령, 현재의 난이도를 X라 할 때, 난이도를 하향시키기 위한 최소한의 오답 선택 횟수(a), 난이도를 상향시키기 위한 최소한의 정답 선택 횟수(b), 사용자가 오답을 선택한 횟수(c), 사용자가 정답을 선택한 횟수(d)로 구성될 수 있다.For example, assuming the current difficulty level is X, the minimum number of incorrect answer selections to lower the difficulty (a), the minimum number of correct answers to increase the difficulty level (b), the number of times the user selects an incorrect answer (c), the user may be composed of the number of times (d) that the correct answer is selected.

이때, 문제 수행력(입력)이란, 사용자가 오답을 선택한 횟수(c), 사용자가 정답을 선택한 횟수(d)를 분석하여 현재 미션에 설정된 x단계의 난이도가 사용자에게 적합한 수준의 난이도인지 판별하는 작업을 말한다.At this time, the problem performance (input) is a task of analyzing the number of times the user selects an incorrect answer (c) and the number of times the user selects the correct answer (d) to determine whether the difficulty level of x set in the current mission is at a level suitable for the user say

도 5에서, 1)제1 단계로서, 미션 수행 과정이다.In FIG. 5, 1) As a first step, a mission is performed.

먼저, 미션을 시작하면(S540), 설정된 난이도(x)을 통해 a, b가 설정되고, 미션을 시작하면 현재 미션에 누적된 c는 0이 되고, 미션의 난이도가 조정되면 현재 미션에 누적된 d는 0이 된다(S542, S544), 이때, 각 미션은 각각의 d 값을 저장하고 있다.First, when the mission is started (S540), a and b are set through the set difficulty (x), and when the mission starts, the accumulated c in the current mission becomes 0, and when the difficulty of the mission is adjusted, the accumulated c in the current mission is d becomes 0 (S542, S544), at this time, each mission stores a respective d value.

이어, 사용자가 수행된 미션에 대한 판단 수행력을 평가하면(S546),Next, when the user evaluates the judgment performance for the performed mission (S546),

2)제2 단계는 난이도를 하향 조정하는 과정이다. 가령, 사용자가 오답을 선택하면 c는 증가하고, 현재 수행 중인 미션에서 c가 a 이상일 경우, c가 1 이상일 경우 c를 감소시킨다. 이때, c가 0이하일 때 난이도가 하향된다(S560, S562, S564, S566, S570).2) The second stage is the process of lowering the difficulty level. For example, if the user selects an incorrect answer, c increases, and when c is greater than or equal to a in the mission currently being performed, when c is greater than or equal to 1, c is decreased. At this time, when c is less than 0, the difficulty is lowered (S560, S562, S564, S566, S570).

3) 제3단계는 난이도를 상향 조정하는 경우이다. 가령, 사용자가 정답을 선택하면 d는 증가한다. 이때, d가 b 이상일 경우 난이도가 상향된다(S550, 552, S554, S556).3) The third step is to increase the difficulty level. For example, if the user selects the correct answer, d increases. At this time, when d is more than b, the difficulty level is increased (S550, 552, S554, S556).

또한, 각 미션에서 준비된 1~n개의 난이도에서, 난이도를 상향시키기 위한 최소한의 정답 선택 횟수(b)를 설정하는 공식은 다음 수학식1 및 도 6과 같습니다.In addition, the formula for setting the minimum number of correct answers (b) to increase the difficulty in 1 to n difficulties prepared in each mission is as shown in Equation 1 and FIG. 6 below.

Figure 112021029369466-pat00003
Figure 112021029369466-pat00003

여기서, 각각 x 는 1~n 사이의 입력 난이도, b 는 x단계 난이도에서 난이도 상향이 필요한 최소한의 정답 선택 횟수, e(상수)는 현재 미션의 가장 낮은 난이도(1)에서 난이도 상향에 필요한 정답 선택 횟수, f(상수)는 현재 미션의 가장 높은 난이도(n)에서 난이도 상향에 필요한 정답 선택 횟수, n(상수)는 총 난이도 단계의 개수를 말한다. 이때, b는 소수 첫째 자리에서 반올림한 정수의 절대값이다. Here, each x is the input difficulty between 1 and n, b is the minimum number of correct answers that require an increase in difficulty in x level difficulty, and e (constant) is the correct answer required to increase the difficulty in the current mission's lowest difficulty (1). The number of times, f (constant) is the number of correct answers required to increase the difficulty from the highest difficulty (n) of the current mission, and n (constant) is the total number of difficulty levels. In this case, b is the absolute value of an integer rounded to the first decimal place.

도 6은 도 5의 난이도 조정과정에서 난이도 상향 과정을 나타낸 그래프이다.6 is a graph illustrating a difficulty increase process in the difficulty adjustment process of FIG. 5 .

도 6을 참조하면, 예를 들어, 현재 체험단계에서 총 난이도의 개수(n)가 5이며, 가장 낮은 난이도(x=1)에서는 정답 선택 회수(d)가 1회(e) 이상 누적되면 난이도가 상향된다. 현재 체험단계에서 가장 높은 난이도(x=5)에서는 정답 선택 횟수(d)가 3회(f)이상 누적되면 난이도가 상향될 수 있다. 이때, 현재 난이도의 단계(x)가 3일 때에는 수학식 1에 따라 난이도 상향에 필요한 최소한의 정답 선택 회수(b)는 2가 된다. 그러므로 사용자는 정답 선택 횟수(d)가 2회(b)이상 누적되어야 난이도가 상향된다. 또한, 가장 높은 난이도(n)에서는 난이도 상향 조건을 충족할지라도 난이도가 높아지지 않는다. 다만, 해당 미션에서 누적된 정답 선택 횟수(d)와 오답선택회수(c)만 초기화 된다.Referring to FIG. 6 , for example, in the current experience stage, the total number of difficulties (n) is 5, and in the lowest difficulty level (x=1), if the number of correct answer selections (d) is accumulated more than once (e), the difficulty is raised At the highest difficulty level (x=5) in the current experience stage, if the number of correct answer selections (d) is accumulated more than 3 times (f), the difficulty level may be increased. At this time, when the current level of difficulty (x) is 3, the minimum number of correct answer selections (b) required to increase the difficulty according to Equation 1 is 2. Therefore, the difficulty level is increased only when the number of correct answer selections (d) is accumulated more than twice (b). In addition, in the highest difficulty (n), the difficulty does not increase even if the difficulty increase condition is met. However, only the number of correct answer selections (d) and incorrect answer selection times (c) accumulated in the mission are initialized.

또한, 각 미션의 1~n개의 난이도에, 난이도를 하향시키기 위한 최소한의 오답 선택 횟수(a) 를 설정하는 공식은 다음 수학식 2 및 도 7과 같습니다.In addition, the formula for setting the minimum number of incorrect answer selections (a) to lower the difficulty in 1 to n difficulty levels of each mission is shown in Equation 2 and FIG. 7 below.

Figure 112021029369466-pat00004
Figure 112021029369466-pat00004

여기서, x 는 1~n 사이의 입력 난이도, a는 x단계 난이도에서 난이도 하향 필요한 최소한의 오답 선택 횟수, g(상수)는 현재 미션의 가장 낮은 난이도(1)에서 난이도 하향에 필요한 오답 선택 횟수, h(상수)는 현재 체험단계의 가장 높은 난이도(n)에서 난이도 하향에 필요한 오답 선택 횟수, n(상수)는 총 난이도 단계의 개수를 말한다. 이때, a는 소수 첫째 자리에서 반올림한 정수의 절대값이다.Here, x is the input difficulty between 1 and n, a is the minimum number of incorrect answer selections required to lower the difficulty in x level difficulty, g (constant) is the number of incorrect answer selections required to lower the difficulty in the lowest difficulty (1) of the current mission, h (constant) is the number of incorrect answers required to lower the difficulty in the highest difficulty level (n) of the current experience level, and n (constant) is the total number of difficulty levels. Here, a is the absolute value of an integer rounded to the first decimal place.

도 7은 도 5의 난이도 조정과정에서 난이도 하향 과정을 나타낸 그래프이다.7 is a graph illustrating a difficulty lowering process in the difficulty adjustment process of FIG. 5 .

도 7을 참조하면, 예를 들어, 현재 체험단계에서 총 난이도의 개수(n)가 5이며, 현재 체험단계에서 가장 낮은 난이도(x=1)에서는 오답 선택 횟수(c)가 3회(g)이상 누적되면 해당 미션의 정답 선택횟수(d)를 하나 줄이거나 정답 선택 횟수(d)r가 O이라면 난이도가 하향된다. 또한, 현재 체험단계에서 가장 높은 난이도(x=5)에서는 오답 선택 횟수(c)가 1회(h) 이상 누적되면 해당 미션의 정답 선택 횟수(d)를하나 줄이거나 정답 선택 횟수(d)가 0이라면 난이도가 하향된다고 가정한다. 이때, 현재 난이도의 단계(x)가 3일 때는 위 공식에 따라 난이도 하향에 필요한 최소한 오답 선택 횟수(a)는 2가 된다. 그러므로 사용자는 오답 선택 횟수(c)가 2회(a) 이상 누적되면 해당 미션의 정답 선택 횟수(d)를 하나 줄이거나 정답 선택 횟수(d)가 0이라면 난이도가 하향된다. 또한, 가장 낮은 난이도(1)에서는 난이도 하향 조건을 충족할지라도 난이도가 낮아지지 않는다. 다만, 해당 미션에서 누적된 정답선택횟수(d)와 오답선택횟수(c)만 초기화 된다.Referring to FIG. 7 , for example, in the current experience stage, the total number of difficulties (n) is 5, and in the current experience stage, the number of incorrect answer selections (c) is 3 times (g) in the lowest difficulty level (x=1). If more than one is accumulated, the number of correct answer selections (d) for the mission is reduced by one, or if the number of correct answer selections (d)r is 0, the difficulty level is lowered. In addition, at the highest difficulty level (x=5) in the current experience stage, if the number of incorrect answer selections (c) is accumulated more than once (h), the number of correct answer selections (d) for the mission is reduced by one, or the number of correct answer selections (d) is reduced by one. If it is 0, it is assumed that the difficulty is lowered. At this time, when the level (x) of the current difficulty is 3, the minimum number of incorrect answer selections (a) required to lower the difficulty according to the above formula is 2. Therefore, if the number of incorrect answer selections (c) is accumulated two or more times (a), the number of correct answer selections (d) of the corresponding mission is reduced by one, or if the number of correct answer selections (d) is 0, the difficulty level is lowered. In addition, in the lowest difficulty level (1), even if the difficulty lowering condition is met, the difficulty level is not lowered. However, only the number of correct answer selections (d) and incorrect answer selection times (c) accumulated in the mission are initialized.

이하에서, 도 8 내지 도 50을 참조하여, 미션 '김밥 만들기'을 예를 들어 도 5 내지 도 7에서의 난이도 조정과정을 보다 자세히 설명한다.Hereinafter, the difficulty adjustment process in FIGS. 5 to 7 will be described in more detail with reference to FIGS. 8 to 50 , taking the mission 'making gimbap' as an example.

예를 들어, 미션은 시장 안에서 김밥 만들기를 체험한다. 이어, 미션을 시작하면 손님들이 오기 시작한다. 이때, '기본 김밥‘은 모든 재료를 하나씩 넣은 김밥이다. 각기 사람들은 ‘기본 김밥’ 외에 다른 주문을 요구할 수도 있다. 예를 들어, ‘기본 김밥’은 나열된 모든 재료(선택지)를 하나씩 넣어야 하며, 손님에 따라 시금치를 빼달라던지, 햄을 하나 더 넣어달라든지 등의 주문이 들어올 수 있다.
또한, '김밥 만들기' 미션을 수행한 결과에서, 만족한 손님의 수가 과반수 이상이어야 '정답 선택'으로 인정되어 정답을 선택한 횟수(d)를 누적시키며, 반대로 만족한 손님의 수가 과반수 미만일 경우 오답을 선택한 횟수(c)를 누적시킨다.
이때, '김밥 만들기' 미션에서 준비된 가장 높은 난이도(n)은 5로 가정한다.
For example, the mission is to experience making gimbap in the market. Then, when you start the mission, guests start to come. At this time, the 'basic kimbap' is gimbap with all the ingredients added one by one. Each person may ask for an order other than the 'basic kimbap'. For example, for 'Basic Gimbap', all the listed ingredients (optional) must be put one by one, and depending on the customer, orders may come in such as to remove spinach or add one more ham.
In addition, in the result of performing the 'Make Gimbap' mission, when the number of satisfied customers is more than half, it is recognized as 'Correct answer selection' and the number of times (d) of selecting the correct answer is accumulated. The selected number of times (c) is accumulated.
At this time, it is assumed that the highest difficulty (n) prepared in the 'Make Gimbap' mission is 5.

또한, 콘텐트 상수 값 설정을 살펴보면 다음과 같다.In addition, the setting of the content constant value is as follows.

- 현재 미션의 가장 낮은 난이도(1)에서, 난이도 상향에 필요한 정답 선택 횟수(e)는 1로 가정한다.- In the lowest difficulty level (1) of the current mission, the number of correct answer selections (e) required to increase the difficulty level is assumed to be 1.

- 현재 미션의 가장 높은 난이도(5)에서, 난이도 상향에 필요한 정답 선택 횟수(f)는 3으로 가정한다. 다만, 가장 높은 난이도에서 난이도 상향 조건을 충족하더라도 실제 난이도 상향이 되지 않고, 누적된 정답 선택횟수(d)와 오답 선택횟수(c)만 초기화 된다.- In the highest difficulty (5) of the current mission, the number of correct answer selections (f) required to increase the difficulty is assumed to be 3. However, even if the difficulty increase condition is met at the highest difficulty level, the actual difficulty level does not increase, and only the accumulated number of correct answer selections (d) and incorrect answer selection times (c) are initialized.

- 현재 미션의 가장 낮은 난이도(1)에서, 난이도 하향에 필요한 오답 선택 횟수(g)는 3으로 가정한다. 다만, 가장 낮은 난이도에서 난이도 하향 조건을 충족하더라도 실제 난이도 하향이 되지 않고, 누적된 정답 선택횟수(d)와 오답 선택횟수(c)만 초기화 된다.- In the lowest difficulty (1) of the current mission, the number of incorrect answer selections (g) required to lower the difficulty is assumed to be 3. However, even if the difficulty lowering condition is met at the lowest difficulty level, the actual difficulty level is not lowered, and only the accumulated number of correct answer selections (d) and incorrect answer selection times (c) are initialized.

- 현재 미션의 가장 높은 난이도(5)에서, 난이도 하향에 필요한 오답 선택 횟수(h)는 1로 가정한다.- In the highest difficulty (5) of the current mission, the number of incorrect answer selections (h) required to lower the difficulty is assumed to be 1.

도 8 내지 도 26은 난이도 상향이 필요한 '사용자 A'의 예시를 보여준다.8 to 26 show examples of 'User A' who needs to increase the difficulty level.

도 8 내지 도 26을 참조하면, 현재 난이도(x) 3에서, 해당 미션을 수행한 결과에서 만족한 손님의 수가 과반수 이상이므로 해당 미션을 '정답'처리하고, 사용자가 정답을 선택한 횟수(d)는 1회 누적시킨다. d가 b이상이면 난이도를 상향 조정하여 다음 미션 수행에서 현재 난이도(x)를 3에서 4인 미션으로 난이도를 상향 조정한다.8 to 26 , in the current difficulty level (x) 3, the number of satisfied guests from the result of performing the mission is more than half, so the mission is processed as 'correct', and the number of times the user selects the correct answer (d) is accumulated once. If d is more than b, the difficulty is raised and the current difficulty (x) is raised from 3 to 4 in the next mission.

도 27 내지 도 50은 난이도 하향이 필요한 '사용자 B'의 예시를 보여준다.27 to 50 show an example of 'User B' who needs to lower the difficulty level.

도 27 내지 도 50을 참조하면, 현재 난이도(x) 5에서, 해당 미션을 수행한 결과에서 만족한 손님의 수가 과반수 미만이므로 '오답'처리하고, 사용자가 오답을 선택한 횟수(c)는 1회 누적되어, c가 a이상이면 정답 선택횟수(d)를 감소시키거나 d가 0이하이면 난이도를 하향 조정하여 다음 미션 수행에서 현재 난이도(x)를 5에서 4인 미션으로 난이도를 하향 조정한다.Referring to FIGS. 27 to 50 , in the current difficulty level (x) 5, the number of satisfied guests in the result of performing the mission is less than a majority, so an 'wrong answer' is processed, and the number of times (c) the user selects an incorrect answer is 1 time. Cumulatively, if c is more than a, the number of correct answer selections (d) is reduced, or if d is less than 0, the difficulty is lowered, and the current difficulty (x) is lowered from 5 to 4 in the next mission.

상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the technical ideas described in the embodiments of the present invention may be implemented independently, or may be implemented in combination with each other. In addition, although the present invention has been described through the embodiments described in the drawings and detailed description of the invention, these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various modifications and equivalent other embodiments therefrom. It is possible. Accordingly, the technical protection scope of the present invention should be defined by the appended claims.

100: 인지기능 재활훈련 제어장치
200: HMD 단말기
300: 콘트롤러
100: cognitive function rehabilitation training control device
200: HMD terminal
300: controller

Claims (8)

인지기능 재활훈련 방법에 있어서,
(a) 인지기능 재활훈련 콘텐츠들을 선택하도록 안내하는 단계;
(b) 상기 콘텐츠들 중 어느 하나가 선택되면, 선택된 콘텐츠를 HMD 단말기와 콘트롤러 또는 핸드 트래킹 단말기를 통해 사용자에게 제공하는 단계;
(c) 상기 콘트롤러 또는 핸드 트래킹 단말기를 통해 입력되는 사용자 입력정보에 따라 상기 인지기능 재활훈련 콘텐츠의 재생에서 인공지능 기반 학습프로그램을 통해 사용자의 문제 수행력을 판단하고, 사용자의 현재 레벨을 평가하여 평가된 사용자의 치매 상태에 따라 선택된 콘텐츠의 난이도 레벨에서 레벨 상향 조정하거나 레벨 하향 조정하여 상기 HMD 단말기를 통해 출력되는 콘텐츠를 적응적으로 변경하는 단계; 및
(d) 상기 (c) 단계에서의 사용자의 치매 상태에 따라, 중증의 경우에는 사용자의 머리에 직접적인 광자극을 제공하는 것과 함께 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극도 제공하고, 경증의 경우에는 별도의 두부에 직접적인 자극 없이 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극을 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공을 통한 인지기능 재활훈련 방법.
In the cognitive function rehabilitation training method,
(a) guiding to select cognitive function rehabilitation training contents;
(b) if any one of the contents is selected, providing the selected contents to a user through an HMD terminal and a controller or a hand tracking terminal;
(c) In the reproduction of the cognitive function rehabilitation training contents according to user input information input through the controller or hand tracking terminal, the user's problem performance is determined through an artificial intelligence-based learning program, and the user's current level is evaluated and evaluated adaptively changing the content output through the HMD terminal by adjusting the level upward or downward in the difficulty level of the selected content according to the dementia state of the user; and
(d) According to the dementia state of the user in step (c), in severe cases, direct photostimulation to the user's head and indirect brain stimulation through visual stimulation are provided, and in mild cases, separate Cognitive function rehabilitation training method through the provision of artificial intelligence-based user-customized content comprising; providing indirect brain stimulation through visual stimulation without direct stimulation to the head.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계에서,
상기 선택된 콘텐츠내 미션에서 제공하는 총 난이도의 개수가 n개이고,
(c-1) 난이도 상향 설정 방식에 따라 해당 미션에 누적된 정답 선택 횟수가 난이도 상향에 필요한 최소한의 정답 선택 횟수 이상이면 난이도 레벨이 상향 조정되고,
(c-2) 난이도 하향 설정 방식에 따라 해당미션에서 누적된 오답 선택 횟수가 난이도 하향에 필요한 최소한의 오답 선택 횟수 이상이면 해당 미션에 누적된 정답 선택 횟수를 줄이거나 정답 선택 횟수가 0이라면 난이도 레벨이 하향 조정되는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공을 통한 인지기능 재활훈련 방법.
According to claim 1,
In step (c),
The total number of difficulties provided by the mission in the selected content is n,
(c-1) According to the difficulty increase setting method, if the number of correct answer selections accumulated in the mission is more than the minimum number of correct answer selections required for difficulty increase, the difficulty level is adjusted upward;
(c-2) According to the difficulty setting method, if the accumulated number of incorrect answer selections in the mission is greater than the minimum number of incorrect answer selections required to lower the difficulty, reduce the accumulated number of correct answer selections in the mission, or if the number of correct answer selections is 0, the difficulty level Cognitive function rehabilitation training method through the provision of user-customized content based on artificial intelligence, characterized in that this downward adjustment.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계에서, 난이도를 상향시키기 위한 최소한의 정답 선택 횟수(b)를 설정하는 방식은 다음 수학식1에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공을 통한 인지기능 재활훈련 방법.
[수학식 1]
Figure 112022031601087-pat00005

여기서, 각각 x 는 해당 미션에서 입력 난이도, b 는 x단계 난이도에서 난이도 상향이 필요한 최소한의 정답 선택 횟수, e(상수)는 가장 낮은 난이도(1)에서 난이도 상향에 필요한 정답 선택 횟수, f(상수)는 가장 높은 난이도(n)에서 난이도 상향에 필요한 정답 선택 횟수, n(상수)는 해당 미션에서 준비된 총 난이도 단계의 개수를 말한다. 이때, b는 소수 첫째 자리에서 반올림한 정수의 절대값이다.
According to claim 1,
In the step (c), the method of setting the minimum number of correct answer selections (b) for increasing the difficulty level is cognitive function rehabilitation training through providing user-customized content based on artificial intelligence, characterized in that it is determined by the following Equation 1 Way.
[Equation 1]
Figure 112022031601087-pat00005

Here, each x is the input difficulty in the corresponding mission, b is the minimum number of correct answers required to increase the difficulty in x level difficulty, e (constant) is the number of correct answers required to increase the difficulty in the lowest difficulty (1), f (constant) ) is the number of correct answers required to increase the difficulty in the highest difficulty (n), and n (constant) is the total number of difficulty stages prepared for the mission. In this case, b is the absolute value of an integer rounded to the first decimal place.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계에서, 난이도를 하향시키기 위한 최소한의 오답 선택 횟수(a)를 설정하는 방식은 다음 수학식2에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공을 통한 인지기능 재활훈련 방법.
[수학식 2]
Figure 112022031601087-pat00006

여기서, x 는 해당 미션에서 입력 난이도, a는 x단계 난이도에서 난이도 하향에 필요한 최소한의 오답 선택 횟수, g(상수)는 가장 낮은 난이도(1)에서 난이도 하향에 필요한 오답 선택 횟수, h(상수)는 가장 높은 난이도(n)에서 난이도 하향에 필요한 오답 선택 횟수, n(상수)는 해당 미션에서 준비된 총 난이도 단계의 개수를 말한다. 이때, a는 소수 첫째 자리에서 반올림한 정수의 절대값이다.
According to claim 1,
In the step (c), the method of setting the minimum number of incorrect answer selections (a) to lower the difficulty level is cognitive function rehabilitation training through the provision of user-customized content based on artificial intelligence, characterized in that the following Equation 2 is determined Way.
[Equation 2]
Figure 112022031601087-pat00006

Here, x is the input difficulty in the corresponding mission, a is the minimum number of incorrect answer selections required to lower the difficulty in x level difficulty, g (constant) is the number of incorrect answer selections required to lower the difficulty in the lowest difficulty (1), h (constant) is the number of incorrect answers required to lower the difficulty from the highest difficulty (n), and n (constant) refers to the total number of difficulty stages prepared for the mission. Here, a is the absolute value of an integer rounded to the first decimal place.
인지기능 재활훈련 시스템에 있어서,
인지기능 재활훈련 콘텐츠들을 출력함과 함께 사용자의 두부에 특정 파장대의 색상을 가지는 광을 감마 주파수 대역으로 지정된 시간동안 투영하는 광자극을 제공하는 신경광자극 모듈과 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극을 제공하는 간접 자극파 생성기를 구비한 HMD(Head Mount Display)단말기;
사용자의 핸드 트래킹 정보를 제공하는 콘트롤러 또는 핸드 트래킹 단말기; 및
상기 인지기능 재활훈련 콘텐츠들을 선택하도록 안내하고,
상기 콘텐츠들 중 어느 하나가 선택되면, 선택된 콘텐츠를 HMD 단말기와 콘트롤러 또는 핸드 트래킹 단말기를 통해 사용자에게 제공하고,
상기 콘트롤러 또는 핸드 트래킹 단말기를 통해 입력되는 사용자 입력정보에 따라 상기 인지기능 재활훈련 콘텐츠의 재생에서 인공지능 기반 학습프로그램을 통해 사용자의 문제 수행력을 판단하고, 사용자의 현재 레벨을 평가하여 평가된 사용자의 치매 상태에 따라 선택된 콘텐츠의 난이도 레벨에서 레벨 상향 조정하거나 레벨 하향 조정하여 상기 HMD 단말기를 통해 출력되는 콘텐츠를 적응적으로 변경하고,
사용자의 치매 상태에 따라, 중증의 경우에는 상기 신경광자극 모듈을 통해 사용자의 머리에 직접적인 광자극을 제공하는 것과 함께 상기 간접 자극파 생성기를 통해 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극도 제공하고, 경증의 경우에는 상기 신경광자극 모듈을 통해 별도의 두부에 직접적인 자극 없이 상기 간접 자극파 생성기를 통해 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극을 제공하는 인지기능 재활훈련 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공을 통한 인지기능 재활훈련 시스템.
In the cognitive function rehabilitation training system,
In addition to outputting cognitive function rehabilitation training contents, it provides indirect brain stimulation through visual stimulation and a neuro-optical stimulation module that provides optical stimulation that projects light with a specific wavelength to the user's head for a specified time in the gamma frequency band. HMD (Head Mount Display) terminal having an indirect stimulation wave generator;
a controller or hand tracking terminal providing user's hand tracking information; and
Guide to select the cognitive function rehabilitation training contents,
When any one of the contents is selected, the selected contents are provided to the user through the HMD terminal and the controller or hand tracking terminal,
In the reproduction of the cognitive function rehabilitation training contents according to user input information input through the controller or hand tracking terminal, the user's problem performance is determined through an artificial intelligence-based learning program, and the user's current level is evaluated. Adaptively change the content output through the HMD terminal by adjusting the level up or down in the difficulty level of the selected content according to the dementia status,
Depending on the user's dementia status, in severe cases, direct photostimulation is provided to the user's head through the neurophotostimulation module, and indirect brain stimulation through visual stimulation through the indirect stimulation wave generator is provided, and in mild cases In this case, a cognitive function rehabilitation control device that provides indirect brain stimulation through visual stimulation through the indirect stimulation wave generator without direct stimulation to a separate head through the neuro-optical stimulation module. Cognitive rehabilitation training system through the provision of user-customized content.
제5항에 있어서,
상기 선택된 콘텐츠내 미션에서 제공하는 총 난이도의 개수가 n개이고,
난이도 상향 설정 방식에 따라 해당 미션에 누적된 정답 선택 횟수가 난이도 상향에 필요한 최소한의 정답 선택 횟수 이상이면 난이도 레벨이 상향 조정되고,
난이도 하향 설정 방식에 따라 해당미션에서 누적된 오답 선택 횟수가 난이도 하향에 필요한 최소한의 오답 선택 횟수 이상이면 해당 미션에 누적된 정답 선택 횟수를 줄이거나 정답 선택 횟수가 0이라면 난이도 레벨이 하향 조정되는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공을 통한 인지기능 재활훈련 시스템.
6. The method of claim 5,
The total number of difficulties provided by the mission in the selected content is n,
According to the difficulty increase setting method, if the number of correct answer selections accumulated in the mission is greater than the minimum number of correct answer selections required for difficulty increase, the difficulty level is raised,
According to the difficulty setting method, if the accumulated number of incorrect answer selections in the mission is greater than the minimum number of incorrect answer selections required to lower the difficulty, reduce the accumulated number of correct answer selections in the mission, or if the number of correct answers is 0, the difficulty level is lowered. A cognitive function rehabilitation training system through the provision of customized contents based on artificial intelligence.
제5항에 있어서,
난이도를 상향시키기 위한 최소한의 정답 선택 횟수(b)를 설정하는 방식은 다음 수학식1에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공을 통한 인지기능 재활훈련 시스템.
[수학식 1]
Figure 112022031601087-pat00007

여기서, 각각 x 는 해당 미션에 입력 난이도, b 는 x단계 난이도에서 난이도 상향이 필요한 최소한의 정답 선택 횟수, e(상수)는 가장 낮은 난이도(1)에서 난이도 상향에 필요한 정답 선택 횟수, f(상수)는 가장 높은 난이도(n)에서 난이도 상향에 필요한 정답 선택 횟수, n(상수)는 해당 미션에서 준비된 총 난이도 단계의 개수를 말한다. 이때, b는 소수 첫째 자리에서 반올림한 정수의 절대값이다.
6. The method of claim 5,
A method of setting the minimum number of correct answer selections (b) for increasing the difficulty is a cognitive function rehabilitation training system through the provision of artificial intelligence-based user-customized content, characterized in that it is determined by the following equation (1).
[Equation 1]
Figure 112022031601087-pat00007

Here, each x is the input difficulty for the corresponding mission, b is the minimum number of correct answers that require an increase in difficulty in the x level difficulty, e (constant) is the number of correct answers required to increase the difficulty in the lowest difficulty (1), f (constant) ) is the number of correct answers required to increase the difficulty in the highest difficulty (n), and n (constant) is the total number of difficulty stages prepared for the mission. In this case, b is the absolute value of an integer rounded to the first decimal place.
제5항에 있어서,
난이도를 하향시키기 위한 최소한의 오답 선택 횟수(a)를 설정하는 방식은 다음 수학식2에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공을 통한 인지기능 재활훈련 시스템.
[수학식 2]
Figure 112022031601087-pat00008

여기서, x 는 해당 미션에 입력 난이도, a는 x단계 난이도에서 난이도 하향 필요한 최소한의 오답 선택 횟수, g(상수)는 가장 낮은 난이도(1)에서 난이도 하향에 필요한 오답 선택 횟수, h(상수)는 가장 높은 난이도(n)에서 난이도 하향에 필요한 오답 선택 횟수, n(상수)는 해당 미션에서 준비된 총 난이도 단계의 개수를 말한다. 이때, a는 소수 첫째 자리에서 반올림한 정수의 절대값이다.
6. The method of claim 5,
A method of setting the minimum number of incorrect answer selections (a) to lower the difficulty is a cognitive function rehabilitation training system through the provision of artificial intelligence-based user-customized content, characterized in that it is determined by Equation 2 below.
[Equation 2]
Figure 112022031601087-pat00008

Here, x is the input difficulty for the mission, a is the minimum number of incorrect answer selections required to lower the difficulty in the x level difficulty, g (constant) is the number of incorrect answer selections required to lower the difficulty in the lowest difficulty (1), h (constant) is The number of incorrect answer selections required to lower the difficulty from the highest difficulty (n), n (constant), refers to the total number of difficulty stages prepared for the mission. Here, a is the absolute value of an integer rounded to the first decimal place.
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