KR102444607B1 - 대상의 자극 감도를 평가하기 위한 구성 가능한 시스템 및 그 이용 방법 - Google Patents

대상의 자극 감도를 평가하기 위한 구성 가능한 시스템 및 그 이용 방법 Download PDF

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Abstract

구성 가능한 시스템은 대상의 자극 감도를 평가하는데 이용된다. 액션 채널은 대상에 자극을 제공하고, 반응 채널은 대상으로부터 응답을 수신한다. 신호 통로는 액션 채널 및 반응 채널에 연결된다. 제어기는 신호 통로 내에서 루프들을 설정한다. 루프 타입들은 액션 채널을 포함하고, 신호 통로에서 종결하는 경로를 형성하는 트랜스덕션 루프 및 액션 채널을 포함하고 기준 유닛에서 종결하는 채널 루프를 포함한다. 다른 가능한 루프 타입들은 액션 채널, 반응 채널 및 초기 파라미터 값을 갖는 기준 유닛을 포함하는 인터페이스 루프, 및 액션 채널, 반응 채널,및 대상으로부터의 응답에 기초하여 파라미터 값이 적응되는 기준 유닛을 포함하는 적응형 루프를 포함한다. 시스템을 이용하는 방법이 또한 설명된다.

Description

대상의 자극 감도를 평가하기 위한 구성 가능한 시스템 및 그 이용 방법{CONFIGURABLE SYSTEM FOR EVALUATING STIMULUS SENSITIVITY OF A SUBJECT AND METHOD OF USE THEREFOR}
본 개시는 일반적으로 인식되는 현실 강화 및 인식 개선에 관한 것이다. 보다 구체적으로(전적인 것은 아님), 본 개시는 대상의 자극 감도를 평가하기 위한 구성 가능한 시스템 및 그 이용 방법에 관한 것이다.
펄크럼 원리(Fulcrum Principle)는 상이한 인간 시스템에서 발생하는 현상이다. 펄크럼 원리는 확률론적 또는 결정론적 신호를 시스템들에 주입함으로써 임계치 아래의 신호의 검출성을 개선할 수 있게 한다. 그러므로 펄크럼 원리는 대상의 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위해 감각 시스템(sensory system)들에서 적용될 흥미롭고 매력적인 현상인 것으로 보인다. 펄크럼 원리의 논의는, J.E.Lugo 등에 의한 "On The Physical Fundamentals Of Human Perception And Muscle Dynamics: From The Fulcrum Principle To Phonons", 및 2013년 9월 9일-12일, 포르투칼, 리스본에서, Z. Dimitrovova 등(편집자)의 11th International Conference on Vibration Problems에서 발견될 수 있으며, 그 내용은 그 전체가 본원에 참조로서 포함된다.
실제로, 하나의 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하기 위해 개인에게 적용되는 약한 감각 자극(자극적 신호)은 적절한 양의 확률론적 또는 결정론적 신호 진폭으로 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘에 부가될 때(촉진 신호(facilitation signal)), 약한 감각 자극이 그 후 검출될 수 있고, 이에 따라, 적용된 약한 감각 자극에 대한 응답으로, 특정한 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 반응들을 활성화한다는 것이 밝혀졌다.
예를 들어, 발명의 명칭이 "Method and System for Improving a Subject's Sensory, Reflex and/or Motor Mechanisms via Auditory, Tactile or Visual Stimulations"인 미국 특허 공개 번호 제2011/0005532 A1호(그 내용은 그 전체가 본원에 참조로서 포함됨)는, 대상의 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극함으로써 대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 방법 및 시스템을 설명한다. 이 목적을 위해, 노이즈(noise)가 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘에 적용되어, 크로스 모들 확률론적 공명 상호작용(cross-modal stochastic resonance interaction)으로 인해 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선한다.
대상의 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘에 적용되는 자극의 선명도(definition), 제어 및 가요성(flexibility)을 개선할 필요가 남아있다.
본 개시에 따라, 대상의 자극 감도를 평가하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템에서, 제 1 액션 채널은 대상에 제 1 타입의 자극을 제공하도록 구성된다. 반응 채널은 대상으로부터 응답을 수신하도록 구성된다. 신호 통로는 제 1 액션 채널 및 반응 채널에 연결된다. 제어기는, 제 1 액션 채널을 포함하고 신호 통로에서 종결하는 경로를 형성하는 제 1 트랜스덕션 루프(first transduction loop), 및 제 1 기준 유닛에서 종결하고 신호 통로를 통하는 경로를 형성하는 제 1 액션 채널을 포함하는 제 1 채널 루프 중 적어도 하나를 설정하도록 적응된다.
제어기는, 제 1 액션 채널, 반응 채널 및 제 1 기준 유닛을 포함하는 인터페이스 루프 ― 상기 제 1 기준 유닛은 제 1 초기 파라미터 값을 가짐 ― ; 및 제 1 액션 채널, 반응 채널, 및 제 1 기준 유닛을 포함하는 적응형 루프를 추가로 설정하고, 제 1 기준 유닛은 상기 대상으로부터의 응답에 기초하여 제 1 초기 파라미터 값으로부터 제 1 적응된 파라미터 값으로 조정된다.
제어기는, 대상에 제 2 타입의 자극을 제공하도록 구성되고 신호 통로에 연결되는 제 2 액션 채널을 포함하고 신호 통로에서 종결하는 경로를 형성하는 제 2 트랜스덕션 루프(second transduction loop); 제 2 기준 유닛에서 종결하고 신호 통로를 통하는 경로를 형성하는 제 2 액션 채널을 포함하는 제 2 채널 루프; 및 제 1 액션 채널, 제 2 액션 채널, 제 1 기준 유닛 및 제 2 기준 유닛을 포함하는 혼합된 루프를 추가로 설정한다. 인터페이스 루프는 제 2 액션 채널 및 제 2 기준 유닛을 더 포함하고, 제 2 기준 유닛은 제 2 초기 파라미터 값을 갖는다. 적응형 루프는 제 2 액션 채널 및 제 2 기준 유닛을 더 포함하고, 제 2 기준 유닛은 대상으로부터의 응답에 기초하여 제 2 초기 파라미터 값으로부터 제 2 적응된 파라미터 값으로 조정된다.
본 개시에 따라, 대상의 자극 감도를 평가하기 위한 방법이 또한 제공된다. 방법은 대상의 자극 감도를 평가하기 위한 시스템을 이용한다. 시스템에서, 제 1 액션 채널은 대상에 제 1 타입의 자극을 제공하도록 구성된다. 반응 채널은 대상으로부터 응답을 수신하도록 구성된다. 신호 통로는 제 1 액션 채널 및 반응 채널에 연결된다. 제어기는 제 1 액션 채널을 포함하고, 신호 통로에서 종결하는 경로를 형성하는 제 1 트랜스덕션 루프 및 제 1 기준 유닛에서 종결하고 신호 통로를 통하는 경로를 형성하는 제 1 액션 채널을 포함하는 제 1 채널 루프 중 적어도 하나를 설정하도록 적응된다. 제 1 액션 채널은 대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하기 위한 자극 신호의 소스로서 이용된다. 제 2 액션 채널은 대상의 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하기 위한 촉진 신호의 소스로서 이용된다. 반응 채널은 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 생리적 응답을 측정하는데 이용된다.
본 개시에 따라, 대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 시스템이 또한 제공된다. 시스템에서, 촉진 신호의 소스는 대상의 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극한다. 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 생리적 응답이 측정된다. 제어기는 측정된 생리적 응답에 기초하여 촉진 신호의 레벨을 조정한다. 촉진 신호의 레벨을 조정하는 것은 펄크럼 원리 상호작용들로 인해 대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선한다.
위의 그리고 다른 특징들은, 첨부 도면들을 참조하여 단지 예로서 주어지는 본 발명의 예시적인 실시예들의 이어지는 비-제한적인 설명을 읽으면 보다 자명하게 될 것이다.
본 개시의 실시예들은 단지 예로서 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 피드포워드 시스템 및 피드백 시스템의 단순화된 블록도를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따라 대상을 자극하기 위한 시스템을 예시하는 블록도이다.
도 3은 도 2의 시스템에서 순수 트랜스-이미턴스(pure trans-immitance)로 구성되는 단일점 자극, 다이렉트 루프의 예이다.
도 4는 도 2의 시스템에서 순수 트랜스-이미턴스로 구성되는 분산된 자극, 다이렉트 루프의 예이다.
도 5는 본 개시의 루프 분류를 도시하는 트리 다이어그램이다.
도 6은 단일점 자극에 대한 채널 루프를 위한 스위치 포지션들을 도시하는 도 2의 시스템의 구성이다.
도 7은 단일점 자극에 대한 트랜스듀서 루프를 위한 스위치 포지션들을 도시하는 도 2의 시스템의 구성이다.
도 8은 분산된 자극에 대한 채널 루프를 위한 스위치 포지션들을 도시하는 도 2의 시스템의 구성이다.
도 9는 분산된 자극에 대한 트랜스듀서 루프를 위한 스위치 포지션들을 도시하는 도 2의 시스템의 구성이다.
도 10a, 도 10b 및 도 10c는 도 2의 시스템의 다양한 루프 구성 예들을 도시한다.
도 11은 대상을 자극하기 위한 도 2의 시스템의 예시적인 애플리케이션을 예시하는 블록도이다.
도 12는 도 11의 애플리케이션에서 트랜스듀서 루프의 예시이다.
도 13은 도 11의 애플리케이션에서 채널 루프의 예시이다.
도 14는 도 11의 애플리케이션에서 인터페이스 루프의 예시이다.
도 15는 도 11의 애플리케이션에서 적응형 루프의 예시이다.
도 16은 일 실시예에 따라 대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 17은 다른 실시예에 따라 측정된 생리적 응답에 기초하여 촉진 신호의 레벨을 조정하기 위한 상세한 시퀀스의 흐름도이다.
도 18은 일 실시예에 따라 뉴로튜너(neurotuner)의 실현의 사시도이다.
도 19 내지 도 24는 도 18의 뉴로튜너를 이용하여 획득되는 실험 결과들을 제공한다.
유사한 참조번호들은 다양한 도면들에서 유사한 특징들을 나타낸다.
본원에서 개시되는 시스템은 대상 감각 인식을 컨디셔닝하고, 개선하고, 학습하고, 및/또는 그의 강화된 능력 및 제어를 취득하도록 하면서, 테스트 중인 대상의 인식되는 감응 제한(perceived sensations limit)들을 조사할 수 있게 한다. 시스템은, 조합, 단일 패스 증폭(single pass amplified), 피드백, 피드포워드, 적응형-피드백, 또는 바이오-피드백(bio-feedback) 자극 루프들을 포함하는 다양한 타입들의 자극 루프들을 이용한다. 부가적으로, 본 개시는 자극 루프 구성 가능한 인터페이스에 의한 감각 자극들을 통해 대상의 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘들을 개선하기 위한 방법 및 시스템을 제공한다. 자극 루프들은 최적의 성능 상태로 대상을 안정화시키고 유지하기 위해 확률론적 또는 결정론적 신호들을 통해 자동으로 개방 또는 폐쇄될 수 있다.
이에 따라, 구성 가능한 인터페이스는 다양한 실험 구성들을 자동 선택할 수 있게 한다. 인터페이스는 수행될 실험에 대해 요구되는 자극 루프들에 의해 정의되는 몇 개의 구성 타입들을 지원한다.
이제 도면들을 참조하면, 도 1은 피드포워드 시스템 및 피드백 시스템의 단순화된 블록도를 도시한다. 자극 루프는 적용되는 자극의 함수로서 그리고 대상의 인지 또는 트레이닝에서 특정한 효과의 함수로서 정의될 수 있다. 피드포워드 보상이 있거나 또는 없이, 특정 지점들 간의 안정화 액션을 피드백하는 루프들은, 또한, 액티베이터 레벨(activators level), 채널 레벨, 수반되는 몇개의 채널들, 또는 수반되는 대상 그 자체를 포함하는 상이한 블록 레벨들에서 또한 정의될 수 있다. 루프들은 아날로그 신호들, 디지털 신호들, 또는 이들의 혼합을 수반하고 필요시에 변환기들을 적용하여 구현될 수 있다.
루프들은 실시간 루프(RTL), 루프 이득이 지연을 제시하는 지연 시간 루프(DL), 몇몇 자극들을 동시에 적용하기 위한 신호 프로세싱에 대해 요구되는 시간을 보상하는 지연 보상 루프(DCL), 루프 액션이 미리 설정되거나, 랜덤이거나 순차적인 방식 등으로 지연되는 카덴스 루프(CL)로서 정의될 수 있다. 지연은 증폭기 또는 부가적인 특정 블록(도시되지 않음) 내부에 있다. 지연의 주요 기능은 채널들 상의 전파 시간들 간의 차이를 보상하는 것이다. 본원에서 정의되는 모든 루프들은 지연을 가질 수 있다.
폐루프 구성들은 샘플링된 변수 및 피드백 변수에 따라 전기 회로의 파라미터들 간의 관계들을 안정화시킬 수 있게 한다. 샘플링된 그리고 피드백 변수들은 예를 들어, 전류 또는 전압 값들일 수 있다. 안정화된 레이트, 예를 들어, 전압 이득은, 신호가 먼저 평가되고, 그 후 회로에 위상적으로(topologically) 재도입되고, 이에 따라 루프를 폐쇄하는 2개의 특정 지점들에 대한 기준으로서 이용된다. 음의 피드백의 통상적인 예로서, 특정 자극 채널로 폐루프 피드백 안정화를 부가하는 것이 바람직한 경우, 채널 액션으로부터의 출력 신호의 평가는 센서를 이용하여 2개의 지점들 중 제 1 지점에서 이루어진다. 전기 네트워크 센서, 마이크로폰, 온도계 또는 임의의 다른 유사한 센서가 이용될 수 있다. 센서는 피드백 패스(pass)의 피드백 증폭기에 평가된 출력 신호의 프랙션(fraction)을 제공한다. 일반적으로(전적인 것은 아님), 피드백 증폭기는 1 미만의 이득을 가질 것이다. 피드백 증폭기의 출력은 다이렉트 패스의 액션 증폭기의 입력에서 제 2 지점의 기준 신호로부터 차감된다.
다수의 표준 센서들은 스칼라 센서(scalar sensor)들이다. 출력이 크기 값뿐만 아니라 공간에 대한 센서 정렬에도 의존하는 벡터 센서들의 이용이 또한 고려된다.
피드포워드 경우에서, 시스템은 환경 섭동(environmental perturbation)들 앞에서 미리 결정된 동작을 갖는다.
도 2는 일 실시예에 따라 대상을 자극하기 위한 시스템을 예시하는 블록도이다. 시스템(100)은 대상의 자극 감도를 평가하는 것과 관련된 작업들을 달성하도록 배열되는, 제어 디바이스들(104, 105), 증폭기들(102), 액추에이터들(106), 센서들(108), 전원(추후의 도면에서 도시됨), 운용자 인터페이스(추후의 도면에서 도시됨), 및 메인 제어 유닛(110)의 활성 신호 관리자 디바이스 배열을 포함한다. 도 2는 2개(two)의 액션 채널들 및 하나(one)의 반응 채널을 갖는 시스템(100)의 비-제한적인 예를 제공하며, 각각의 액션 및 반응 채널은 하나의 엑추에이터(106) 및 하나의 센서(108)를 포함한다. 액션 채널들 및 반응 채널들의 실제 수는 변동될 수 있으며, 이 수들로 선험적으로 제한되지 않는다. 이들 채널들 각각은, 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 다이렉트(포워드) 패스 및 피드백(리버스) 패스를 제공하도록 구성 가능하다. 메인 제어 유닛(110)은 구성 가능한 신호 통로(115)를 구성하도록 개방 및 폐쇄되는 스위치들(아래에서 설명됨)로 동작한다. 구성 가능한 신호 통로(115)는 메인 제어 유닛(110)을 액션 채널들 및 반응 채널들에 연결하도록 메인 제어 유닛으로부터 그 자신을 연장시킨다. 제어 디바이스들(104 및 105)은 릴레이의 형태로 구현될 수 있다. 메인 제어 유닛(110) 외부의 이 릴레이들(105)은 일반적으로 실제 물리적 디바이스들(실제 릴레이들)로서 구현된다. 메인 제어 유닛(110) 내부의 릴레이들(104)은 소프트웨어(가상 릴레이들)에 의해 또는 실제 물리적 디바이스들로서 구현될 수 있다.
액션 채널들은 대상에 관한 시스템 액션들을 관리한다. 도 2의 예에서, 2개(two)의 액션 채널들은 청각 자극(120) 및 촉각 자극(진동)(122)을 테스트 중인 대상에 제공한다. 이 액션 채널들은 개루프 채널들일 수 있다. 대안적으로, 액션 채널들은 채널 레벨에서 또는 트랜스덕션 레벨(transduction level)에서 실현되는 피드백 채널들일 수 있다. 메인 제어 유닛(110)으로부터 대상으로 신호가 이동(flow)함에 따라, 음의 피드백의 경우에, 증폭기(102)(우측을 향하는 삼각형)에 의해 표현되는 다이렉트 패스 상의 이득은 음이고 1보다 더 큰 크기를 갖는다. 그러므로, 증폭기(102)(좌측을 향하는 삼각형)에 의해 표현되는 피드백 패스의 이득은 1 미만의 양의 이득을 갖는다.
반응 채널들은 시스템(100) 상의 대상 액션들(즉, 반응들)을 관리한다. 반응 채널은 대상으로부터 메인 제어 유닛(110)으로 신호가 이동할 수 있게 한다. 도 2의 예에서, 반응 채널은 메인 제어 유닛(110)에 신호의 형태로 제공되는 체온(124)을 측정한다. 반응 채널의 경우에, 음의 피드백에 대해, 다이렉트 패스는 반응 채널로부터 메인 제어 유닛(110)까지이며, 1보다 큰 음의 이득을 가지며, 피드백 패스는 반대 방향이고 1보다 작은 양의 값을 가는다.
액션 채널들에 대해, 센서들(108)은 대상에 적용되는 출력 신호들의 전개(evolution)를 평가한다. 액션 채널들의 액티베이터들(106)은 이 신호들을 대상에 제공한다. 대응하는 센서들(108)은 액티베이터들(106) 성능을 관리한다. 대신에, 반응 채널들의 경우, 센서들(108)은 대상의 응답들, 예를 들어 체온을 나타내는 신호를 제공하고, 액티베이터들(106)은 온도, 힘, 피부 저항 등의 견지에서 대상 반응들의 트랜스덕션에 있어서 그의 효율을 제어하도록 이 센서들(108)에 대한 피드백 보상을 나타낸다. 액션 채널 및 반응 채널 구성들은 전자 회로들로 구현될 필요는 없다. 물질 전달 장비(mass transferred equipment)(예를 들어, 유체 히터들 또는 액체 쿨러들)의 경우에, 기계적 액추에이터들 및 전자기 디바이스들, (예를 들어, 혈압을 측정하기 위한) 공압 인터페이스들(pneumatic interfaces)이 레귤레이터 액션들, 또는 밸브들을 요구할 수 있다. 이들은 반응 채널에서 액티베이터들의 예들이다.
제어 디바이스들(104 및 105)로부터의 커맨드에 따라 개방 및 폐쇄하는 스위치들(SW1, SW2, SW3 및 SW4)에 의해 형성되는 구성 가능한 신호 통로(115)는 액션 채널이 반응 채널이 되도록 도 2의 시스템(100)을 재구성할 수 있게 하여 양 또는 음의 피드백 또는 피드포워드를 제시하는 것이 가능하다는 것이 관찰될 수 있다. 이 동적 구성은, 미리-설정된 프로그램에 따라, 또는 대안적으로 대상 응답에 따라 구성 가능하다. 재구성은 시간 지연된 채로 또는 실시간으로 이루어질 수 있다. 시스템(100)은 의사(practitioner)가 진행중인 테스트 내에서 대상의 응답들을 찾을 수 있게 함으로써, 진행중인 테스트 컨디션들에 대해 적절한 가장 효율적인 구성을 채택하게 할 수 있다.
도 3은 도 2의 시스템에서 순수 트랜스-이미턴스(pure trans-immitance)로 구성되는 단일점 자극, 다이렉트 루프의 예이다. 도 3에서 도시된 것들과 같은 루프들은 단일점 자극(SPS)을 제공한다. 도 3에서 도시된 일 예는 사운드 자극이다. 다른 타입의 SPS는 점광 소스이다. 도 4는 도 2의 시스템에서 순수 트랜스-이미턴스로 구성되는 분산된 자극, 다이렉트 루프의 예이다. 분산된 자극은 하나 또는 그 초과의 액티베이터를 이용하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 진동 자극은, 도 4의 경우에서와 같이 단일 와이드 표면 액티베이터를 이용하여 제공될 수 있다. 대안적으로, 복수의 단일점 액티베이터들이 이용될 수 있다. 도 4에서 도시된 것과 같은 루프들은 분산된 자극(DS)을 제공한다. 도 4는 진동 표면들이 대상의 몸에 부착되는 예를 도시한다. 도 3 및 도 4 둘 다에서, 예시된 루프들은, 예를 들어, 전체 손바닥에 작용하는 진동 표면 또는 손가락에 작용하는 진동 핀을 이용하여 대상의 단일 감각 상에서 순수 트랜스-이미턴스(pure trans-immitance; PTI)의 작용에 있어 단봉형 상호작용(unimodal interactions)하는 다이렉트 루프(DL)이다.
도 5는 본 개시의 루프 분류를 도시하는 트리 다이어그램이다. 루프들은 위에서 소개된 바와 같은 단일점 자극(SPS) 또는 분산된 자극(DS)을 포함할 수 있다. 어느 것이든 다이렉트 루프들(DL)로서 또는 혼합된 루프(ML)로서 제공될 수 있으며, 여기서 단일 또는 분산된 자극은 예를 들어, 오디오 및 비디오 자극을 동시에 제공함으로써 감각들의 조합에 작용한다. ML 예들은 아래에서 제공된다. 분산된 자극은 순수 트랜스-이미턴스(PTI)에서 제공되는 반면에, 혼합된 자극은 크로스-이미턴스(cross-immitance; CI)에서 제공된다. PTI 예들은 도 3 및 도 4에서 예시되는 반면에, CI 예들은 아래에서 제공된다. 각각의 주어진 루프는 양의 또는 음의 이득을 가질 수 있고, 이득 크기는 제로(0)에서 무한대(∞)의 범위에 있다.
도 6은 단일점 자극에 대한 채널 루프를 위한 스위치 포지션들을 도시하는 도 2의 시스템의 구성이다. 도 7은 단일점 자극에 대한 트랜스듀서 루프를 위한 스위치 포지션들을 도시하는 도 2의 시스템의 구성이다. 도 8은 분산된 자극에 대한 채널 루프를 위한 스위치 포지션들을 도시하는 도 2의 시스템의 구성이다. 도 9는 분산된 자극에 대한 트랜스듀서 루프를 위한 스위치 포지션들을 도시하는 도 2의 시스템의 구성이다. 스위치들(SW1, SW2, SW3 및 SW4)은 구성 가능한 신호 통로(115) 내에서 다양한 타입들의 루프들을 생성하기 위해 제어 디바이스들(104 및 105)로부터의 커맨드에 따라 개방 또는 폐쇄된다. 이들 다이렉트 루프들은 순수 트랜스-이미턴스 경로(PTI)(도 3, 도 4, 도 6 내지 도 9)에서 구성된다. 다이렉트 루프의 비-제한적인 예는 청각 인지를 수반하고 청각 자극을 형성하는 오디오 신호를 제공한다.
도 8 및 도 9는 분산된 자극을 제공하기 위해 3개(three)의 고유한 액티베이터/센서 쌍들을 예시한다. 변동에서, 3개(three)의 별개의 SPS 루프들은 동일한 타입의 자극을 제공하는데 이용될 수 있다.
도 10a, 도 10b 및 도 10c는 도 2의 시스템(100)의 다양한 루프 구성 예들을 도시한다. 이 도면들에서, 혼합된 루프들(ML)은 크로스-이미턴스(CI)에서 구성된다. 이들은 예를 들어, 청각 자극(120)을 야기하고 촉각 인지(122)를 수반하는 오디오 신호 또는 (오디오 신호의 내재 진동으로부터) 촉각 자극을 야기하고 시각적 인지를 수반하는 오디오 신호를 제공할 수 있다.
스위치들(SW1A, SW2A, SW3A 및 SW4A)은 제 1 액션 채널에 대한 구성 가능한 신호 통로(115)의 부분이다. 스위치들(SW1B, SW2B, SW3B 및 SW4B)은 제 1 액션 채널에 대한 구성 가능한 신호 통로(115)의 부분이다. 도 10a에서, 자극 채널들은 이 채널들에 대한 피드백 경로들에서 스위치들(SW4A 및 SW4B)의 개방에 의해 알 수 있는 바와 같은 개루프 상태이다. 피드백 채널(200)은 대상의 응답에 관한 정보를 리턴하도록 제공된다. 대조적으로, 도 10b 및 도 10c는, 피드백 채널(200) 외에도 자극 채널 내에 피드백 경로들을 생성하도록, 자극 채널들 내에서 폐루프 채널들을 생성하기 위한 스위치들(SW4B 및 SW1B)의 폐쇄를 도시한다. 도 10b 및 도 10c 둘 다는, 자극 채널들 내의 피드백 경로들이 트랜스듀서 루프들 또는 채널 루프들로 구성될 수 있다는 것을 도시한다. 도 10c는 또한, 대상을 둘러싼 환경의 온도(온도 센서에 의해 제공됨)를 나타내는 변수 TO의 부가를 또한 도시한다. 이 부가는 시스템(100)을 피드-포워드 시스템으로 변모시키며, 여기서 메인 제어 유닛(110)은 TO의 함수로서 시스템의 동작(behavior)을 수정하는 능력을 취득한다. 예를 들어, 시스템(100)은 TO가 변동됨에 따라 어느 구성이 가장 효율적인지를 '학습(learn)'하는 능력을 가질 수 있다. 시스템(100)은 이에 따라, 그의 성능을 평가하고 구성을 상응하게 관리하기 위한 능력을 갖는다.
도 10a, 도 10b 및 도 10c의 시스템(100)은 피드-포워드 동작에 대한 파라미터의 부가를 통해 또는 그 없이도, 트랜스듀서 루프들, 채널 루프들 또는 이들의 조합을 제공하도록 개루프 또는 폐루프 모드들에서 동작하게 구성될 수 있다. 매우 다수의 고유한 구성들이 이에 따라 정의될 수 있다.
변형에 있어서, 시스템(100)은 임의의 인터페이스 스피커, 모니터 등을 이용하여 자극을 적용할 수 있다. 다른 변동에서, 시스템(100)은 주위 사운드 또는 이미지를 제공하도록 자연 자극 소스를 이용한다.
루프들은, 개루프에 근접하거나 도달하는 매우 낮은 양 또는 음의 피드백 이득들로부터 매우 높은 양(구심성) 또는 음(원심성) 피드백 이득들까지의 범위에 있는 광범위한 양 또는 음의 피드백 이득들을 갖도록 구성될 수 있다. 피드백 이득들은 미리 정의된(순차적, 래덤 등) 또는 적응형 동작 모드들에 따라 변동될 수 있다.
도 2, 도 10a, 도 10b 및 도 10c가 (도 1, 상단부에서 소개된 바와 같이) 피드백 보상을 이용하는 실시예를 예시하지만, (도 1, 하단부에서 소개된 바와 같이) 피드포워드 보상을 갖는 시스템(100)의 다른 실시예가 제공될 수 있다. 도 10c는 실제로 피드백 및 피드포워드 양자의 보상을 도시한다.
시스템(100)의 일반적인 동작은 이제 도 11 내지 도 15를 참조하여 설명될 것이다. 도 11은 대상을 자극하기 위해 도 2의 시스템의 예시적인 애플리케이션을 예시하는 블록도이다. 도 12는 도 11의 애플리케이션에서 트랜스듀서 루프의 예시이다. 도 13은 도 11의 애플리케이션에서 채널 루프의 예시이다. 도 14는 도 11의 애플리케이션에서 인터페이스 루프의 예시이다. 도 15는 도 11의 애플리케이션에서 적응형 루프의 예시이다. 도 11 내지 도 15를 한 번에 고려하여, 비-제한적인 예는 표면 온도계가 대상으로부터의 피드백을 시스템(100)에 제공하는 동안 대상에 대한 청각, 촉각 및 시각 자극의 프로비전(provision)을 도시한다.
단순함 및 명확성을 위해, 시스템(100)의 동작은 특히, 상이한 채널들을 구성하는 청각, 촉각 및 시각 자극 액추에이터들 및 표면 온도계를 수반하는 비-제한적인 예에 관하여 설명된다. 이 채널들과 연관되는 스테이지들에는 피드백 루프들로서 구성되는 센서들(마이크로폰, 가속도계, 히터, 및 광 센서, 전기 피드백 네트워크들)이 장착될 수 있다. 다양한 수의 채널/자극 모듈들 및 자극 디바이스들을 이용하는 몇 개의 동시성 자극으로 시스템(100)의 동작을 확장하는 것이 또한 고려된다.
실험들은 미리-정의되고 메인 제어 유닛(110)의 소프트웨어 툴들로서 구현된다. 루프 구성들은 메인 제어 유닛(110)에 의해 관리되는 구성 가능한 신호 통로(115)에 의해 정의된다.
메인 제어 유닛(110)은 전원(132)에 연결된다. 이는 몇개의 수반되는 변수들을 평가하고 통계들을 프로세싱하고 시스템(100)의 구성 모드들을 관리한다. 메인 제어 유닛(110)은 또한 운용자 인터페이스(130)와 시스템(100)의 다른 컴포넌트들 간의 연결을 제공하는 운용자 인터페이스(130) 및 구성 가능한 신호 통로(115)를 관리한다.
메인 제어 유닛(110)에 연결되는 운용자 인터페이스(130)에 의해 관리되는 구성 가능한 신호 통로(115)는 루프를 구성하는 아날로그 및 디지털 신호들을 링크하고, 시스템(100)의 동작 모드를 정의하고, 채널 파라미터들을 제어하고 테스트중인 대상 및 시스템(100)과 관련된 기능적 동작들을 설정한다.
입력-출력 블록들은 입력-출력 블록들과 채널 액추에이터들 또는 채널 센서들 간의 인터페이스로서 작용한다.
입력-출력 트랜스듀서들은 채널 액추에이터들 또는 센서들로서 작용하고, 예를 들어, 헤드셋들, 진동기들, 온도계들, 모니터들 등을 포함할 수 있다. 입력-출력 트랜스듀서들은 폐루프 동작에서 유용하다.
운용자 인터페이스(130)는 예를 들어, 모니터, 키패드, 포인팅 디바이스 등을 포함하는 인간-머신 인터페이스이고, 이들 모두는 도시되지 않아도 잘 알려져 있다. 그의 모니터는 시각 자극 액티베이터로서 또한 이용될 수 있다.
구성된 루프들은 대상에 대해 수행될 실험들의 함수로서 정의되며, 예를 들어, 대상 응답의 자발적 또는 비자발적 응답에 의존하여, 적응적인 방식으로 또는 변수의 전개의 함수로 한 구성에서 다른 구성으로 스위칭될 수 있다.
도 12에서 도시된 바와 같은 트랜스덕션 루프들(140)은, 청각 자극의 경우 단일점 다이렉트 루프 그리고 촉각 자극의 경우 분산된 다이렉트 루프 양자 경우들에서 액티베이터 응답으로부터 응답을 안정화하는데 이용될 수 있다. 보다 구체적으로, 트랜스듀서 루프(140)는 액티베이터 액션 그 자체를 안정화한다. 그것은 예를 들어, 그의 주파수 응답을 개선하고, 고조파 왜곡을 방지하도록 그의 위상 시프트를 선형화하거나, 또는 스펙트럼을 따라 그의 이득을 평탄화할 수 있어서, 환경 온도가 변하는 등의 경우 그의 파라미터 드리프트들을 감소시킨다. 이 개선은 기준으로서 대응하는 입력 릴레이(더 근접한 제어 디바이스(105))에 도달하는 신호, 즉 트랜스덕션 루프의 기준 입력에 존재하는 신호를 지칭한다. 그 신호가 임의의 왜곡을 포함하는 경우, 트랜스듀서는 왜곡을 복제(reproduce)한다. 트랜스듀서 그 자체는 추가의 상당한 왜곡을 도입하지 않는다.
도 13에서 도시된 바와 같은 채널 루프들(142)은 다이렉트 루프들의 경우에서의 변수 응답들을 안정화하는데 이용된다. 채널 루프(142)의 부가는 전반적인 채널 성능을 개선한다. 이제, 위에서 언급된 트랜스덕션 루프의 기준 입력에 존재하는 신호는, 음의 피드백 액션의 부가로 인해, 단지 트랜스덕션 루프만이 이용될 때와 비교해서 추가로 감소된 왜곡을 제시한다. 트랜스덕션 루프들(140)은 빠른 반응 시간들을 갖는 반면에, 채널 루프들(142)은 더 높은 레벨의 제어를 갖는다. 더 긴 루프들은 더 긴 전파 시간들을 제시한다.
도 14에서 도시된 바와 같은 인터페이스 루프(144)는 혼합된 루프들의 경우에 가변하는 응답들(variable responses)의 조합을 안정화한다.
도 15에서 도시된 적응형 루프(146)는 재차, 대상으로부터의 반응들 또는 응답에 적어도 부분적으로 의존하는 위상 시프트 등과 같은 파라미터들을 갖는다.
시스템(100)의 동작에서, 운용자는 예를 들어, 운용자 인터페이스(130)에 위치되는 푸시-버튼 또는 키의 누름을 통해 메인 제어 유닛(110)을 활성화한다. 운용자 인터페이스(130)를 이용하여, 운용자는 예를 들어, 시각 자극, 음향 자극, 진동 자극 등과 같은 대상의 자극을 활성화하도록 원하는 타입의 루프를 선택할 수 있다. 예를 들어, 청각 자극은 (도 3에서 도시된 바와 같은) 단일점 다이렉트 루프를 통해 활성화될 수 있고, 촉각 자극은 (도 4에서 도시된 바와 같은) 분산된 다이렉트 루프를 통해 활성화될 수 있다. 그 후, 운용자는 적절한 루프들을 통해 메인 제어 유닛(110)에 선택된 타입들의 자극에 대응하는 자극 디바이스를 연결할 수 있다. 도 12 내지 도 15의 예는 적응형 루프(146)를 형성하는 3개(three)의 트랜스듀서 루프들(140), 3개(three)의 채널 루프들(142) 및 하나(one)의 인터페이스 루프(144)를 포함한다. 메인 제어 유닛(110)은 자동으로, 시스템 모드들을 구성하고, 수반되는 변수들을 평가하고, 통계들을 계산하고, 구성 가능한 신호 통로(115)를 통해 시스템(100)의 컴포넌트들 간의 링크를 설정한다.
도 2의 시스템(100)은 자극들의 수에 대해 매우 가요적(flexible)이다. 또한 동작시키기 쉽고 사람에 의해 쉽게 이전될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 11에서 예시된 바와 같은 시스템(100)의 예들은 상이한 자극들을 동시에 생성한다. 대상은 자신의 허리 주위에 고정된 벨트 상에 메인 제어 유닛(110)을 착용할 수 있다. 음향 자극 디바이스(150) 형태의 제 1 자극 디바이스, 온도 측정 디바이스(152) 형태의 센서 디바이스 및 진동기(154) 형태의 제 2 자극 디바이스는 구성 가능한 신호 통로(115)를 통해 메인 제어 유닛(110)에 연결된다.
도 12 내지 도 15는, 도 2의 시스템(100)을 이용하여 2개의 동시성 감각 자극의 영향 하의 대상을 구현하는 몇 개의 루프들을 갖는 구현을 도시한다. 도 12 내지 도 15에서, 대상은 음향 자극 디바이스(150), 진동 자극 디바이스(154)에 의해 동시에 적용되는 2개의 자극의 영향하에 있으며, 온도는 온도계(152)에 의해 감지된다. 도 12 내지 도 15의 셋-업은 대상의 촉각 감도가 음향 자극을 통해 개선될 수 있음을 증명하도록 실험실에서 이용되었다.
물론, 두개(two) 또는 훨씬 더 많은 동시에 적용되는 자극을 갖는 다수의 다른 이러한 자극들의 조합이 가능하다는 것이 이해되어야 한다.
펄크럼 원리의 개념은, 대상의 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘들, 보다 구체적으로 대상의 일반적인 감도 및 자세 균형을 개선하는데 이용될 수 있다. 본 개시는, 다른 상이한 감각 매커니즘을 자극하도록 촉진 신호를 이용함으로써 대상의 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도의 개선을 보여준다. 자극 루프 인터페이스는 촉진 신호의 레벨을 제어하는데 이용된다.
펄크럼 원리가 비선형 시스템에서 발생하기 위해, 비선형 시스템은 3개(three)의 파라미터들: (i) 임계치, (ii) 랜덤으로 결정되거나 결정론적일 수 있는 촉진 신호, 및 (iii) 서브-임계치 정보(즉, 자극 신호(excitatory signal))를 요구하며, 여기서 서브-임계치 정보는 감각 매커니즘에 적용되며 감각 매커니즘이 그 자극 신호에 반응할 수 있도록 (임계치 미만의) 매우 낮은 크기를 갖는 자극 신호에 관련된다. 최적의 양의 부가되는 촉진 신호는 자극 신호 검출의 최적의 강화를 산출할 수 있다. 실제로, 너무 작은 자극 신호가 부가될 때, 서브임계치 자극 신호 정보는 여전히 임계치 미만이고 검출되지 않을 수 있다. 너무 강한 촉진 신호가 자극 신호에 부가될 때, 촉진 신호는 자극 신호의 정보 콘텐츠에 관하여 너무 강하게 되고, 그에 따라 이 너무 강한 촉진 신호는 자극 신호에 대한 응답으로, 대상의 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 반응들을 랜덤화할 것이다.
본 개시의 비-제한적 양상은, 동일한 대상의 다른 타입의 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 개선하기 위해 대상의 특정한 타입의 감각 매커니즘을 자극하는 것과 관련된다. 일부 실험들은, 촉진 신호로서 청각 노이즈를 대상의 귀(들)에 적용하는 것은, 그의 이 집게 손가락의 촉각 감응을 변조하고, 그의 다리 근육의 근전계(electromyographic; EMG) 활동을 변조하고 및/또는 자세 유지 동안 스태빌로그램 스윕 영역(stabilogram sweep area)을 변조한다는 것을 보여준다. 다른 실험들에서, 촉진 신호는 결정론적이고, 대상의 귀들에 대한 고조파 사운드는 그의 종아리들의 촉각 감응을 변조한다. 또 다른 실험들에서, 대상의 눈들에 대한 고조파 시각 신호는 그의 종아리의 촉각 감응을 변조한다. 그러므로, 이들 실험들은, 인간 피질 내부의 상호작용들이 다중-감각 통합 시스템(multi-sensory integrated system)을 형성하는 펄크럼 원리-기반 상호작용들이란 것을 보여준다. 다중-감각 통합 시스템에서 촉진 신호의 영향하에서, 자세 균형을 비롯해서 대상의 일반화된 상태는 강화될 수 있다.
펄크럼 원리의 애플리케이션은, 대상이 몇 개의 자극의 영향하에 있을 때, 자극 신호에 대한 대상의 감도를 개선하기 위해 촉진 신호를 이용하는 것을 포함한다. 자극 신호는 대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하도록 적용된다. 촉진 신호는 대상(36)의 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하도록 적용된다. 대상(36)의 생리적 응답은 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘에서 측정된다. 촉진 신호의 레벨은 측정된 생리적 응답에 기초하여 조정된다. 예를 들어, 자극 신호에 대한 대상의 촉각 감도를 개선하기 위해, 도 11에서 예시된 바와 같이, 대상에게는 촉진 신호를 형성하는 음향 신호가 제공된다. 음향 촉진 신호의 조정은 촉각 감도의 개선의 최적의 레벨을 발견할 수 있게 한다. 이 최적의 레벨을 발견하기 위해 객관적인 생리적 응답들을 이용하는 프로시저는 아래에서 더 상세히 설명된다. 본 개시의 이익을 갖는 당업자는, 촉진 신호의 조정을 위해 또는 촉각 감도의 개선을 위해 여기서 적용되는 "최적의 레벨"이란 표현이 바람직한 또는 충분한 레벨을 나타내도록 의도되며, 절대적인 성능 레벨을 지칭하는 것을 의도하는 것은 아님을 인지할 것이다.
도 16은 일 실시예에 따라 대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 방법의 흐름도이다. 시퀀스(200)는 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하기 위한 자극 신호의 소스를 이용하는 동작(202) 및 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘에서 최소의 검출의 임계치로 자극 신호의 레벨을 조정하는 동작(204)을 포함할 수 있다. 그 후 동작(206)에서, 촉진 신호의 소스는 대상의 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하기 위해 이용된다. 동작(208)은 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 생리적 응답을 측정하기 위해 센서를 이용하는 것을 포함한다. 그 후, 동작(210)에서, 촉진 신호의 레벨은 측정된 생리적 응답에 기초하여 조정된다. 촉진 신호의 적용에 더한 생리적 응답의 측정은 적응형 루프를 제공하며, 그에 의해 촉진 신호의 레벨을 조정하는 것은 펄크럼 원리 상호작용으로 인해 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선한다. 이는 혼합된 루프의 예이다.
시퀀스(200)에서, 촉진 신호는 예를 들어, 랜덤으로 결정되거나 결정론적 신호들일 수 있고, 생리적 응답은 예를 들어, 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘에서 측정되는 온도를 포함할 수 있다.
시퀀스(200)의 변형에 있어서, 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘에서 서브-임계치 레벨로 자극 신호의 레벨을 조정하는 동작(204)은, 자극 신호가 대상에 의해 더는 검출 가능하지 않을 때까지 자극 신호의 레벨을 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 서브임계치 레벨에 있으면, 머신 인터페이스는 촉진 신호를 자동으로 증가시키거나 대상이 수동으로 증가시킨다. 촉진 신호 진폭이 증가함에 따라, 자극 신호 감응은, 감응이 최대치에 있는 지점까지 상응하게 증가한다. 이 지점은 최대 감응 지점이라 불린다. 촉진 신호가 더욱 증가하는 경우, 자극 신호 감응은 그것이 재차 희미해질 때까지 감소하기 시작한다. 이 지점은 노이즈 임계치 레벨이고, 이는 새로운 기준일 것이다. 촉진 신호는 다음 노이즈 레벨로의 스위칭 이전 적어도 1분 동안 적용될 필요가 있다. 최대 감응 지점은 이 지점의 5 데시벨 아래일 것이다. 인터페이스는 전자 감쇄기를 포함함으로써 자동으로 5B를 감쇄시킬 수 있다.
제 1 또는 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘 중 어느 하나를 자극하는 것은, 대상의 적어도 하나의 귀에 청각 신호를 적용함으로써, 대상의 적어도 하나의 눈에 시각 신호를 적용함으로써, 대상의 몸의 적어도 한 부분에 촉각 신호를 적용함으로써, 대상의 몸의 적어도 한 영역에 전자기 신호를 적용함으로써, 대상의 몸의 적어도 한 영역에 열 신호를 적용함으로써, 대상의 몸의 적어도 한 영역에 진동 신호를 적용함으로써, 검출할 대상에 냄새를 제공함으로써, 또는 맛을 볼 대상에게 미각 샘플을 제공함으로써 이루어질 수 있다.
제 1 또는 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘들 중 어느 하나의 자극은 자극 신호 또는 촉진 신호를 신체의 몸의 특정 영역에 직접 적용함으로써 이루어질 수 있다.
제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 자극은 또한, 2개의 상이한 영역들 간의 대상의 몸의 부위를 자극하기 위해 대상의 몸의 2개의 상이한 영역들을 자극하여 자극 신호를 차동적으로 적용함으로써 이루어질 수 있다. 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 자극은 추가로, 여러 영역들에 의해 커버되는 대상의 몸의 부위를 자극하기 위해 대상의 몸의 여러 영역들을 자극하여 촉진 신호를 분산시킴으로써 이루어질 수 있다. 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 자극은 대안적으로, 대상의 몸에 복수의 상이한 자극 신호들을 분산시킴으로써 이루어질 수 있다.
제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 자극은 또한, 2개의 상이한 영역들 간의 대상의 몸의 부위를 자극하기 위해 대상의 몸의 2개의 상이한 영역들을 자극하여 촉진 신호를 차동적으로 적용함으로써 이루어질 수 있다. 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 자극은 추가로, 여러 영역들에 의해 커버되는 대상의 몸의 부위를 자극하기 위해 대상의 몸의 여러 영역들을 자극하여 촉진 신호를 분산시킴으로써 이루어질 수 있다. 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 자극은 대안적으로, 대상의 몸에 복수의 상이한 촉진 신호들을 분산시킴으로써 이루어질 수 있다.
도 17은 다른 실시예에 따라 측정된 생리적 응답에 기초하여 촉진 신호의 레벨을 조정하기 위한 상세한 시퀀스의 흐름도이다. 일 실시예에서, 도 16의 동작(210)은 동작들(211-217)을 포함할 수 있다. 동작(211)은 처음에는 어떠한 촉진 신호도 적용하지 않는 것을 포함한다. 동작(212)은 어떠한 촉진 신호도 존재하지 않는 동안 제 1 생리적 응답 측정을 취득하는 것을 포함한다. 그 후, 동작(213)은, 촉진 신호의 레벨을 증가시키는 것을 포함하고, 그 후, 동작(214)은 다음 생리적 응답 측정을 취득하는 것을 포함한다. 다음 생리적 응답 측정의 변곡점은 동작(215)에서 검출된다. 촉진 신호의 현재 레벨에 대한 변곡점의 검출에 이어, 촉진 신호의 미리 결정된 최대 레벨이 동작(216)에서 도달되지 않는 경우, 동작들(213, 214 및 215)이 반복된다. 촉진 신호의 미리 결정된 최대 레벨이 동작(216)에서 도달된 이후, 동작(217)은 측정된 생리적 응답에 기초하여 촉진 신호의 레벨의 조정을 완료하기 위해 그의 취득 지속기간에 걸쳐 증가하는 최대 생리적 응답을 제공하는 촉진 신호의 레벨을 선택하는 것을 포함한다.
변동에서, 각각의 생리적 측정을 취득하는 동작(214)은 실시간으로 수행될 수 있다. 본 개시의 이득을 갖는 당업자는, 방법의 구현의 특정 상황에 따라 이 범위 내에서 또는 더 넓은 범위에서 취득 시간을 조정할 수 있을 것이다. 동일 또는 다른 변동들에서, 그의 취득 지속기간에 걸쳐 증가하는 최대 생리적 응답을 제공하는 촉진 신호의 레벨의 동작(217)에서의 선택은 그의 취득 지속기간에 걸쳐 각각의 생리적 응답 측정의 적분(integral)을 계산하고, 각각의 생리적 응답의 구배(여기서 구배는 그 자신의 크기에 의해 정규화됨)를 계산하고, 각각의 생리적 응답에 대해, 그 적분과 그의 구배의 곱을 계산하고, 최고의 양의 결과물을 선택하는 것을 포함할 수 있다.
물론, 도 2 내지 도 4, 도 6 내지 도 15의 위의 설명에서 소개한 시스템(100) 및 그의 컴포넌트들 및 이러한 시스템(100) 및 컴포넌트들의 변동들은, 방법을 적용하고 대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하는데 이용될 수 있다. 시스템(100)은 이에 따라, 대상의 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하기 위한 촉진 신호의 소스 및 그 유사물, 상기 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 생리적 응답을 측정하기 위한 센서 및 측정된 생리적 응답에 기초하여 촉진 신호의 레벨을 조정하기 위한 제어기, 예를 들어, 메인 제어 유닛(110) 또는 메인 제어 유닛(110) 내에 내장된 제어기를 포함할 수 있다. 일 예로서, 센서는 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 온도를 측정하도록 구성될 수 있다.
시스템(100)은 펄크럼 원리 상호작용들로 인해 대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하도록 촉진 신호의 레벨을 조정할 수 있다. 이 시스템(100)에서, 촉진 신호의 소스는, 시각 자극 디바이스, 진동 자극 디바이스, 전자기 자극 디바이스, 열 자극 디바이스, 촉각 자극 디바이스, 음향 자극 디바이스, 대상의 단거리 내에 배치되는 냄새(또는 향기), 또는 대상이 맛을 보기 위한 미각 샘플을 포함할 수 있다. 촉진 신호의 소스는 대상의 몸의 특정 영역에 직접적인 자극을 위해 구성될 수 있다. 대안적으로, 시스템(100)은, 2개의 상이한 영역들 간의 대상의 몸의 부위를 자극하기 위해 대상의 몸의 2개의 상이한 영역들을 자극함으로써 차동 촉진 신호를 적용하기 위한 2개의 소스들을 포함할 수 있다. 다른 대안에서, 시스템(100)은 환자의 몸에 복수의 상이한 촉진 신호들을 적용하기 위한 상이한 타입들의 복수의 소스들 또는 여러 영역들에 의해 커버되는 대상의 몸의 부위를 자극하기 위해 대상의 몸의 여러 영역들을 자극함으로써 분산된 촉진 신호를 적용하기 위한 복수의 소스들을 포함할 수 있다.
시스템(100)의 제어기는 도 16 및 도 17의 시퀀스의 모든 동작들을 수행하거나 그 수행을 제어할 수 있으며, 이 동작들은, 제한 없이, 1(one)분과 2(two) 분 간의 범위의 지속기간에 걸쳐 각각의 생리적 측정 취득을 수행하는 것을 포함하고, 제한 없이, 그의 취득 지속기간에 걸쳐 각각의 생리적 응답 측정의 적분의 계산, 각각의 생리적 응답의 구배(여기서 구배는 그 자신의 크기에 의해 정규화됨)의 계산, 각각의 생리적 응답에 대해, 적분과 그의 구배의 곱의 계산 및 최고의 양의 결과물의 선택에 의해 그의 취득 지속기간에 걸쳐 증가하는 최대 생리적 응답을 제공하는 촉진 신호의 레벨을 선택하는 것을 또한 포함한다.
시스템(100)은 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하기 위한 자극 신호의 소스 및 그 유사물을 포함할 수 있으며, 이 경우에, 제어기는, 촉진 신호의 레벨을 조정하기 이전에, 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 서브임계치 레벨로 자극 신호의 레벨을 조정하도록 구성된다. 제어기는 또한, 자극 신호가 대상에 의해 더는 검출 가능하지 않을 때까지 자극 신호의 레벨을 감소시킴으로써 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 서브-임계치로 자극 신호의 레벨을 조정하도록 구성될 수 있다. 서브-임계치 레벨에 있으면, 머신 인터페이스는 촉진 신호를 자동으로 증가시키거나 대상이 수동으로 증가시킨다. 촉진 신호 진폭이 증가함에 따라, 자극 신호 감응은, 감응이 최대치인 지점 즉, 최대 감응점까지 상응하게 증가한다. 촉진 신호가 더욱 증가하는 경우, 자극 신호 감응이 재차 희미해질 때까지 자극 신호 감응은 감소하기 시작한다. 이 지점은 노이즈 임계치 레벨이고, 이는 새로운 기준일 것이다. 촉진 신호는 다음 노이즈 레벨로의 스위칭 이전 적어도 1분 동안 적용될 필요가 있다. 최대 감응 지점은 이 지점의 5 데시벨 아래일 것이다. 인터페이스는 전자 감쇄기를 포함함으로써 자동으로 5dB를 감쇄할 수 있다. 자극 신호의 소스는, 시각 자극 디바이스, 진동 자극 디바이스, 전자기 자극 디바이스, 열 자극 디바이스, 촉각 자극 디바이스, 음향 자극 디바이스, 대상의 단거리 내에 배치되는 냄새(예를 들어, 향기)의 소스, 또는 대상이 맛을 보기 위한 미각 샘플을 제공하는 디바이스를 포함할 수 있다. 자극 신호의 소스에 연결되는 자극기는 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘에 자극 신호를 적용할 수 있는 반면에, 촉진 신호의 소스에 연결되는 다른 자극기는 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘에 촉진 신호를 적용할 수 있다.
시스템(100)은 또한 자극 프로세스에 관한 정보를 컴퓨터에 전달하기 위해 컴퓨터에 시스템(100)을 연결하기 위한 인터페이스를 포함할 수 있다.
위에서 설명된 시스템(100) 및 방법의 실제적인 실현이 구현되었고 아래에서 설명된다. 도 18은 일 실시예에 따라 뉴로튜너의 실현의 사시도이다. 시스템(200)은, 일반적으로 도 2의 시스템(100)의 대부분의 엘리먼트들을 포함하는 메인 제어 유닛(210)을 포함한다. 메인 제어 유닛(210)은 별개의 신호 제어들(212 및 214)을 갖는 촉진 신호의 소스 및 자극 신호의 소스를 포함한다. 시스템(200)은 또한 오디오 헤드셋(218)에 연결되는 촉진 신호 인터페이스(216) 및 촉각 신호 액티베이터(222)에 연결되는 자극 신호 인터페이스(220)를 포함한다. 촉각 신호 액티베이터(222)는 또한 온도 센서로서 기능할 수 있거나, 또는 온도는 생리적 응답 인터페이스(226)를 통해 메인 제어 유닛(210)에 연결되는 온도 센서(224)를 이용하여 독립적으로 측정될 수 있다. 마지막으로, 시스템(200)은 메인 제어 유닛(210)을 자동으로 제어하기 위해 운용자 인터페이스(228)를 포함한다.
시스템(200)은, 트랜스듀서 루프(140), 특정한 예에서 자극 신호를 나타내는 대상의 주변 온도의 방출을 측정하는 채널 루프(142)를 포함하는 컴퓨터 인터페이스를 이용한다. 이 컴퓨터 인터페이스는, 대상의 사지들(extremities)에서 측정된 대상의 몸의 주변 온도가 피부를 관류하는 혈액의 양에 따라 변동된다는 사실에 기초한다. 이는 결국, 동정적 각성(sympathetic arousal)의 클라이언트의 상태에 의존한다. 사람이 스트레스를 받으면, 그의 손가락은 더 차가워지는 경향이 있다. 이 현상들은 이완 트레이닝의 분야에서 잘 알려져 있으며, 여기서 대상들은 손가락 온도의 자발적인 증가를 학습한다. 여기서, 서브-임계치 레벨은 스트레스 상태를 나타낸다.
유사한 실습이 6(six)명의 대상들에게 수행되었다. 대상들은 그의 손가락 온도가 자발적으로 증가한다는 것을 학습하도록 요청받지 않았다. 대신, 손가락 온도 증가들은 유효한 청각 랜덤 결정 신호를 이용함으로써 촉진되었다. 대상들은 2(two) 분 동안 촉진 신호 없는 컨디션으로 실험들을 시작하였고, 그 후 저, 중 및 고 진폭의 범위에 있는 3개의 랜덤으로 결정된 신호 레벨들이 각각 2(two)분의 기간 동안 오디오 헤드셋들(218)에 적용되었다. 마지막으로, 도움 없는 컨디션이 다른 2(two) 분의 기간 동안 재차 적용되었다. 촉각 신호 액티베이터(222)는 그의 손가락 온도의 판독을 획득하기 위해 짧은 밸크로 스트립(short strip of Velcro)을 이용하여 집게 손가락의 손바닥측에 묶여졌다. 도 19 내지 도 24는 도 18의 뉴로튜너를 이용하여 획득되는 실험 결과들을 제공한다. 이 도면들은 S1 내지 S6으로서 표현되는 여섯(6)의 대상들로부터 획득된다. 도 19 내지 도 24 각각에서, 상위 부분은 시간에 따른 집게 손가락 손바닥측 온도의 그래프를 도시하고, 그래프는 다음의 다섯(5)개의 연속적인 컨디션들: (a) 촉진 신호 없음, (b) 랜덤으로 결정된 저 레벨, (c) 랜덤으로 결정된 중 레벨, (d) 랜덤으로 결정된 고레벨, 및 (e) 촉진 신호 없음 으로 분할된다. 도면들의 하위 부분은 랜덤으로 결정된 촉진 신호의 청각적 컨디션들(a-e)에 관하여 아래에서 설명되는 최적의 인덱스의 히스토그램을 도시한다.
다음은 관찰들은 실험 결과들로부터 이루어질 수 있다:
1) 대상들(S1, S2, S3, S4, S5)에서, 온도는 최초의 촉진 신호 없음 컨디션에서 평균적으로 감소된다.
2) 일반적으로 랜덤으로 결정된 레벨들 중 하나는 모든 참가자들의 온도를 증가하는데 보다 효과적이었다.
3) 대상들(S1, S3, S4, S5)에서, 온도는 마지막의 촉진 신호 없음 컨디션에서 평균적으로 감소된다.
4) 단지 대상들(S2 및 S5)에서, 온도는 촉진 신호 없음 컨디션에서 평균적으로 증가한다.
5) 전반적으로, 청각적 랜덤으로 결정된 신호는 온도를 증가시키는데 효과적이었다.
최대 감응점은 다음과 같이 측정되었다: 실험들은 2(two) 분 동안 도움 없는 컨디션으로 시작한다. 인터페이스는 온도 변화들의 측정들을 취득한다. 청각적 랜덤으로 결정된 신호의 적용이 낮은 진폭 레벨에서 수동으로 개시된다. 온도가 증가하는지 여부에 관한 관찰이 이루어지며, 이 경우에, 레벨은 온도가 감소하기 시작할 때까지 유지되었다. 촉진 신호의 레벨은 중간 진폭 레벨로 재차 상승되었다. 프로세스는, 랜덤으로 결정된 신호 진폭 레벨이 높을 때(이는 실험에 대한 미리 결정된 최대치임), 반복되었다. 대부분의 대상들에서, 온도는, 이 높은 진폭의 랜덤으로 결정된 신호가 존재하는 동안 감소할 것이다. 운용자 인터페이스(228)는 그 후, 도 19 내지 도 24의 상단의 곡선들 하의 표면을 제공하는 적분을 계산한다. 운용자 인터페이스(228)는 또한 그 자신의 크기에 의해 정규화되는 평균 구배를 계산한다. 물론, 이는 곡선들의 양의 또는 음의 슬로프에 의존하여 양 또는 음인 단일 값(unitary value)을 일관되게 제공한다. 곡선 아래의 영역과 양 또는 음의 유닛의 곱은 여기서 최적의 인덱스로서 또한 지칭되는 최적의 촉진 신호 레벨을 지정한다. 최적의 도움 레벨은 이에 따라 최고의 양의 최적의 인덱스를 갖는 것이었다. 운용자 인터페이스(228)는 어느 도움 레벨이 최적의 인덱스를 제공하는지를 자동으로 결정할 수 있지만, 이 결정은 물론, 실험 결과들에 기초하여 수동으로 내려질 수 있다.
변형에 있어서, 적응형 루프가 구현될 수 있으며; 운용자 인터페이스(228)는 또한 최적의 인덱스를 발견하도록 요구된 청각 촉진 신호를 자동으로 적용할 수 있다. 운용자 인터페이스(228)는 실시간으로 온도 구배를 계산할 수 있다. 구배가 양 또는 0인 경우, 청각 도움 진폭은 변하지 않는다. 그렇지 않으면, 청각 촉진 신호는 구배가 재차 0 또는 양이 될 때까지 증분된다. 운용자 인터페이스(228)가 청각 도움 레벨을 증가하기 이전 2(two)분의 대기 시간이 충분하다는 것이 관찰되었다. 구배가 2개의 노이즈 레벨 증분 이후 음으로 유지되는 경우, 운용자 인터페이스(228)는 프로세스를 중단하고 위의 단락에서와 같이 최적의 인덱스를 자동으로 결정하도록 구성될 수 있다.
본 개시는 예로서 제공되는 비-제한적 예시적 실시예들에 의해 위의 명세서에서 설명되었다. 이들 예시적인 실시예들은 마음대로 수정될 수 있다. 청구항들의 범위는 예들에서 기술된 실시예들에 의해 제한되어선 안 되고, 오히려 전체적으로 설명에 부합하는 최광의의 해석으로 주어져야 한다.

Claims (39)

  1. 대상의 자극 감도(stimulus sensitivity)를 평가하기 위한 시스템으로서,
    상기 대상에 제 1 타입의 자극을 제공하도록 구성된 제 1 액션 채널;
    상기 대상으로부터 응답을 수신하도록 구성된 반응 채널;
    상기 제 1 액션 채널 및 상기 반응 채널에 연결되는 신호 통로; 및
    제어기를 포함하고, 상기 제어기는,
    상기 제 1 액션 채널을 포함하고 상기 신호 통로에서 종결하는 경로를 형성하는 제 1 트랜스덕션 루프(first transduction loop) 및
    제 1 기준 유닛에서 종결하고 상기 신호 통로를 통하는 경로를 형성하는 제 1 액션 채널을 포함하는 제 1 채널 루프 중
    적어도 하나를 설정하는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 통로는 구성 가능한 신호 통로인,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 제 1 액션 채널, 상기 반응 채널 및 상기 제 1 기준 유닛을 포함하는 인터페이스 루프 ― 상기 제 1 기준 유닛은 제 1 초기 파라미터 값을 가짐 ― ; 및
    상기 제 1 액션 채널, 상기 반응 채널, 및 상기 제 1 기준 유닛을 포함하는 적응형 루프를 추가로 설정하고,
    상기 제 1 기준 유닛은 상기 대상으로부터의 응답에 기초하여 상기 제 1 초기 파라미터 값으로부터 제 1 적응된 파라미터 값으로 조정되는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    복수의 액션 채널들을 포함하는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    복수의 반응 채널을 포함하는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 신호 통로는 메인 제어 유닛을 상기 제 1 액션 채널 및 상기 반응 채널에 연결하도록, 상기 제어기를 포함하는 메인 제어 유닛으로부터 연장되는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 시스템.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 대상에 제 2 타입의 자극을 제공하도록 구성되고 상기 신호 통로에 연결되는 제 2 액션 채널을 포함하는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어기는 추가로,
    상기 제 2 액션 채널을 포함하고 상기 신호 통로에서 종결하는 경로를 형성하는 제 2 트랜스덕션 루프(second transduction loop), 제 2 기준 유닛에서 종결하고 상기 신호 통로를 통하는 경로를 형성하는 제 2 액션 채널을 포함하는 제 2 채널 루프, 및 상기 제 1 액션 채널, 상기 제 2 액션 채널, 상기 제 1 기준 유닛 및 상기 제 2 기준 유닛을 포함하는 혼합된 루프를 설정하고,
    상기 인터페이스 루프는 상기 제 2 액션 채널 및 상기 제 2 기준 유닛을 더 포함하고, 상기 제 2 기준 유닛은 제 2 초기 파라미터 값을 갖고; 그리고
    상기 적응형 루프는 상기 제 2 액션 채널 및 상기 제 2 기준 유닛을 더 포함하고, 상기 제 2 기준 유닛은 상기 대상으로부터의 응답에 기초하여 상기 제 2 초기 파라미터 값으로부터 제 2 적응된 파라미터 값으로 조정되는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 시스템.
  9. 제 8 항의 시스템을 이용하여 대상의 자극 감도를 평가하기 위한 방법으로서,
    상기 대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하기 위한 자극 신호의 소스로서 상기 제 1 액션 채널을 이용하는 단계;
    상기 대상의 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하기 위한 촉진 신호(facilitation signal)의 소스로서 상기 제 2 액션 채널을 이용하는 단계; 및
    상기 반응 채널을 이용하여, 상기 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 생리적 응답을 측정하는 단계를 포함하는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 측정된 생리적 응답에 기초하여 상기 촉진 신호의 레벨을 조정하는 단계를 포함하고,
    상기 촉진 신호의 레벨을 조정함으로써, 펄크럼 원리 상호작용들(Fulcrum Principle interactions)에 기인한 상기 대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도 개선이 이루어지는
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 촉진 신호는 결정론적(deterministic) 또는 랜덤으로 결정된 신호인,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하는 단계는, 상기 대상의 적어도 하나의 귀에 청각 신호를 적용하는 단계, 상기 대상의 적어도 하나의 눈에 시각 신호를 적용하는 단계, 상기 대상의 몸의 적어도 한 부분에 촉각 신호를 적용하는 단계, 상기 대상의 몸의 적어도 한 영역에 전자기 신호를 적용하는 단계, 상기 대상의 몸의 적어도 한 영역에 열 신호를 적용하는 단계, 상기 대상의 몸의 적어도 한 영역에 진동 신호를 적용하는 단계, 검출할 대상에 냄새를 제공하는 단계, 또는 맛을 볼 대상에게 미각 샘플을 제공하는 단계로 구성된 그룹으로부터 선택되는 엘리먼트를 포함하는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 대상의 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하는 단계는, 상기 대상의 몸의 특정 영역에 상기 촉진 신호를 직접 적용하는 단계를 포함하는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 대상의 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하는 단계는, 2개의 상이한 영역들 간의 대상의 몸의 부위를 자극하기 위해 상기 대상의 몸의 2개의 상이한 영역들을 자극함으로써 상기 촉진 신호를 차동식으로(differentially) 적용하는 단계를 포함하는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 대상의 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하는 단계는 여러 영역들에 의해 커버되는 대상의 몸의 부위를 자극하기 위해 상기 대상의 몸의 여러 영역들을 자극함으로써 상기 촉진 신호를 분산하는 단계를 포함하는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 방법.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 대상의 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하는 단계는 복수의 상이한 촉진 신호들을 적용하는 단계를 포함하는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 방법.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 생리적 응답은 상기 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘에서 측정된 온도를 포함하는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 방법.
  18. 제 9 항에 있어서,
    a) 먼저 어떠한 촉진 신호도 적용하지 않는 단계;
    b) 어떠한 촉진 신호도 존재하지 않는 동안 제 1 생리적 응답 측정을 취득하는 단계;
    c) 상기 촉진 신호의 레벨을 증가시키는 단계;
    d) 다음 생리적 응답 측정을 취득하는 단계;
    e) 상기 다음 생리적 응답 측정의 변곡점(inflexion point)을 검출하는 단계; 및
    f) 상기 변곡점의 검출에 이어, 상기 촉진 신호의 미리 결정된 최대 레벨이 도달될 때까지 동작들 c), d) 및 e)를 반복하는 단계를 포함하고,
    상기 측정된 생리적 응답에 기초하여 상기 촉진 신호의 레벨을 조정하는 단계는, 취득 지속 기간에 걸쳐 증가하는 최대 생리적 응답을 제공하는 촉진 신호의 레벨을 선택하는 단계를 포함하는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    각각의 생리적 측정 취득은 실시간으로 수행되는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 취득 지속기간에 걸쳐 증가하는 최대 생리적 응답을 제공하는 촉진 신호의 레벨을 선택하는 단계는,
    상기 취득 지속기간에 걸쳐 각각의 생리적 응답 측정의 적분을 계산하는 단계;
    각각의 생리적 응답의 구배를 계산하는 단계 ― 상기 구배는 생리적 응답의 크기에 의해 정규화(normalize)됨 ― ;
    각각의 생리적 응답에 대해, 상기 적분과 생리적 응답의 구배의 곱을 계산하는 단계; 및
    최고의 양의 결과물을 선택하는 단계를 포함하는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 방법.
  21. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하기 위한 자극 신호의 소스를 이용하는 단계; 및
    상기 촉진 신호의 레벨을 조정하기 이전에, 상기 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 최소 검출의 임계치로 상기 자극 신호의 레벨을 조정하는 단계를 포함하는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 최소 검출의 임계치로 상기 자극 신호의 레벨을 조정하는 단계는, 상기 자극 신호가 상기 대상에 의해 더는 검출 가능하지 않을 때까지 상기 자극 신호의 레벨을 감소시키는 단계를 포함하는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 자극 신호가 상기 대상에 의해 더는 검출 가능하지 않을 때까지 상기 자극 신호의 레벨을 감소시키는 단계 이후, 자극 신호 감응이 노이즈 임계치 레벨에 도달할 때까지 상기 촉진 신호를 증가시키는 단계를 포함하는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 방법.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하는 단계는, 상기 대상의 적어도 하나의 귀에 청각 신호를 적용하는 단계, 상기 대상의 적어도 하나의 눈에 시각 신호를 적용하는 단계, 상기 대상의 몸의 적어도 한 부분에 촉각 신호를 적용하는 단계, 상기 대상의 몸의 적어도 한 영역에 전자기 신호를 적용하는 단계, 상기 대상의 몸의 적어도 한 영역에 열 신호를 적용하는 단계, 상기 대상의 몸의 적어도 한 영역에 진동 신호를 적용하는 단계, 검출할 대상에 냄새를 제공하는 단계, 또는 맛을 볼 대상에게 미각 샘플을 제공하는 단계로 구성된 그룹으로부터 선택되는 엘리먼트를 포함하는,
    대상의 자극 감도를 평가하기 위한 방법.
  25. 대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 시스템으로서,
    상기 대상의 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하기 위한 촉진 신호의 소스;
    상기 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 생리적 응답을 측정하기 위한 센서; 및
    상기 측정된 생리적 응답에 기초하여 상기 촉진 신호의 레벨을 조정하기 위한 제어기를 포함하고,
    상기 촉진 신호의 레벨을 조정함으로써, 펄크럼 원리 상호작용들(Fulcrum Principle interactions)에 기인한 상기 대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도 개선이 이루어지는,
    대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 촉진 신호의 소스는, 시각 자극 디바이스, 진동 자극 디바이스, 전자기 자극 디바이스, 열 자극 디바이스, 촉각 자극 디바이스, 음향 자극 디바이스, 대상의 단거리 내에 배치되는 냄새의 소스, 및 상기 대상이 맛을 보기 위한 미각 샘플을 제공하는 디바이스로 구성된 그룹으로부터 선택되는,
    대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 시스템.
  27. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,
    상기 촉진 신호의 소스는 상기 대상의 몸의 특정 영역에 직접적인 자극을 적용하도록 구성되는,
    대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 시스템.
  28. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,
    2개의 상이한 영역들 간의 대상의 몸의 부위를 자극하기 위해 상기 대상의 몸의 2개의 상이한 영역들을 자극함으로써 차동 촉진 신호를 적용하기 위한 2개의 소스들을 포함하는,
    대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 시스템.
  29. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,
    여러 영역들에 의해 커버되는 대상의 몸의 부위를 자극하기 위해 상기 대상의 몸의 여러 영역들을 자극함으로써 분산된 촉진 신호를 적용하기 위한 복수의 소스들을 포함하는,
    대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 시스템.
  30. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,
    환자의 몸에 복수의 상이한 촉진 신호들을 적용하기 위한 상이한 타입들의 복수의 소스들을 포함하는,
    대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 시스템.
  31. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,
    자극 프로세스에 관한 정보를 컴퓨터에 전달하기 위해 상기 컴퓨터에 상기 시스템을 연결하기 위한 인터페이스를 더 포함하는,
    대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 시스템.
  32. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 온도를 측정하도록 구성되는,
    대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 시스템.
  33. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    a) 먼저 어떠한 촉진 신호도 적용하지 않도록;
    b) 어떠한 촉진 신호도 존재하지 않는 동안 제 1 생리적 응답 측정을 취득하도록;
    c) 상기 촉진 신호의 레벨을 증가시키도록;
    d) 다음 생리적 응답 측정을 취득하도록;
    e) 상기 다음 생리적 응답 측정의 변곡점을 검출하도록;
    f) 상기 변곡점의 검출에 이어, 상기 촉진 신호의 미리 결정된 최대 레벨이 도달될 때까지 프로세스들 c), d) 및 e)를 반복하도록; 그리고
    g) 취득 지속기간에 걸쳐 증가하는 최대 생리적 응답을 제공하는 촉진 신호의 레벨의 선택에 의해 상기 촉진 신호의 레벨을 조정하도록 구성되는,
    대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 시스템.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 제어기는 각각의 생리적 측정 취득을 실시간으로 수행하도록 구성되는,
    대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 시스템.
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 취득 지속기간에 걸쳐 증가하는 최대 생리적 응답을 제공하는 촉진 신호의 레벨의 선택은,
    취득 지속기간에 걸쳐 각각의 생리적 응답 측정의 적분의 계산;
    각각의 생리적 응답의 구배의 계산 ― 상기 구배는 생리적 응답의 크기에 의해 정규화됨 ― ;
    각각의 생리적 응답에 대해, 상기 적분과 생리적 응답의 구배의 곱을 계산; 및
    최고의 양의 결과물의 선택을 포함하는,
    대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 시스템.
  36. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘을 자극하기 위한 자극 신호의 소스를 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 촉진 신호의 레벨을 조정하기 이전에, 상기 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 서브-임계치 레벨(sub-threshold level)로 상기 자극 신호의 레벨을 조정하도록 구성되는,
    대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 시스템.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 자극 신호가 상기 대상에 의해 더는 검출 가능하지 않을 때까지 상기 자극 신호의 레벨을 감소시킴으로써 상기 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 서브-임계치 레벨로 상기 자극 신호의 레벨을 조정하도록 구성되는,
    대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 시스템.
  38. 제 36 항에 있어서,
    상기 자극 신호의 소스는, 시각 자극 디바이스, 진동 자극 디바이스, 전자기 자극 디바이스, 열 자극 디바이스, 촉각 자극 디바이스, 음향 자극 디바이스, 대상의 단거리 내에 배치되는 냄새의 소스, 및 상기 대상이 맛을 보기 위한 미각 샘플을 제공하는 디바이스로 구성된 그룹으로부터 선택되는,
    대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 시스템.
  39. 제 36 항에 있어서,
    상기 자극 신호를 상기 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘에 적용하기 위해 자극 신호의 소스에 연결되는 자극기(stimulator); 및
    상기 촉진 신호를 상기 제 2 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘에 적용하기 위해 상기 촉진 신호의 소스에 연결되는 다른 자극기를 포함하는,
    대상의 제 1 감각, 반사 및/또는 모터 매커니즘의 감도를 개선하기 위한 시스템.
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