KR102615622B1 - 스마트 웨어러블 양말을 이용한 개인 맞춤형 정보 제공 시스템 - Google Patents
스마트 웨어러블 양말을 이용한 개인 맞춤형 정보 제공 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102615622B1 KR102615622B1 KR1020230057369A KR20230057369A KR102615622B1 KR 102615622 B1 KR102615622 B1 KR 102615622B1 KR 1020230057369 A KR1020230057369 A KR 1020230057369A KR 20230057369 A KR20230057369 A KR 20230057369A KR 102615622 B1 KR102615622 B1 KR 102615622B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- data
- information
- user
- wearable device
- server
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 claims abstract description 44
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 24
- 230000005021 gait Effects 0.000 claims description 18
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 25
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 4
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 description 3
- 229920002334 Spandex Polymers 0.000 description 2
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 2
- 244000309466 calf Species 0.000 description 2
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 2
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 2
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 2
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 239000004759 spandex Substances 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 210000001105 femoral artery Anatomy 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000003862 health status Effects 0.000 description 1
- 238000009532 heart rate measurement Methods 0.000 description 1
- 210000000474 heel Anatomy 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 230000037230 mobility Effects 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 229920006264 polyurethane film Polymers 0.000 description 1
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000010454 slate Substances 0.000 description 1
- 210000003371 toe Anatomy 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
- G16H20/00—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A41—WEARING APPAREL
- A41B—SHIRTS; UNDERWEAR; BABY LINEN; HANDKERCHIEFS
- A41B11/00—Hosiery; Panti-hose
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
- A61B5/02438—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate with portable devices, e.g. worn by the patient
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/1036—Measuring load distribution, e.g. podologic studies
- A61B5/1038—Measuring plantar pressure during gait
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
- A61B5/6804—Garments; Clothes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
- A61B5/746—Alarms related to a physiological condition, e.g. details of setting alarm thresholds or avoiding false alarms
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
- A63B24/0075—Means for generating exercise programs or schemes, e.g. computerized virtual trainer, e.g. using expert databases
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
- G06N3/02—Neural networks
- G06N3/04—Architecture, e.g. interconnection topology
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
- G06N3/02—Neural networks
- G06N3/08—Learning methods
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
- G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Pathology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Physiology (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
Abstract
개시된 일 실시예에 따른 시스템은 섬유 센서 및 상기 섬유 센서가 수집한 제1데이터를 외부로 전송하는 통신부를 포함하는 양말, 상기 통신부가 전송하는 상기 제1데이터를 수신하고, 상기 제1데이터를 표시하거나 또는 상기 제1데이터를 서버로 전송하는 웨어러블 기기 및 운동량 데이터에 기초하여 개인 맞춤형 데이터를 제공하도록 학습된 뉴럴 네트워크를 저장하고, 상기 웨어러블 기기로부터 수신한 상기 제1데이터를 상기 뉴럴 네트워크에 입력한 후 추론된 결과 데이터를 생성하는 서버를 포함하고, 상기 서버는, 상기 양말의 상기 섬유 센서로부터 수집된 사용자의 심박 정보 및 위치 정보에 기초하여 상기 제1데이터를 분류하고, 상기 제1데이터를 날짜 또는 시간 별로 분류하며, 상기 분류된 제1데이터를 그래프로 변환하여 상기 웨어러블 기기로 전송하고, 상기 분류된 제1데이터로부터 추론되는 평균 범위를 벗어난 상기 웨어러블 기기로부터 수신된 제2데이터를 상기 제1데이터와 비교하고, 비교 결과가 미리 설정된 기준값 이상이면 상기 사용자가 위험 상황인 것으로 판단하고, 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터에 기초하여 상기 뉴럴 네트워크에서 추론된 상기 결과 데이터를 상기 웨어러블 기기로 전송하고, 사용자의 위치 정보에 기초한 이동 경로 정보를 미리 저장된 비상 연락처로 제공하여 사용자의 위험 상황을 알린다.
Description
본 발명은 스마트 웨어러블 양말을 이용한 개인 맞춤형 정보 제공 시스템에 관한 발명으로서, 보다 상세하게는 스마트 양말에 부착된 센서가 수집하는 데이터를 클라우드 서버로 전송한 후, 클라우드 서버에서 처리한 다양한 서비스를 사용자에게 제공하는 스마트 웨어러블 양말 및 이를 포함하는 시스템에 관한 발명이다.
일반적으로, 양말은 사람의 발과 다리의 아래 부분을 감싸 보호하기 위해 착용하는 의복(衣服)으로서, 발을 외부 온도로부터 단열하고, 습기와 땀을 흡수하는 한편 발과 신발 사이의 마찰을 완화하는 기능을 한다.
양말은 면사, 혼방사, 나일론사, 스판사 등의 섬유를 편직기로 직조하여 제조되며, 발가락과 발꿈치 및 발목 부분까지 단일 공간으로 직조되고, 발목 부분의 상측에 양말 착용시 종아리나 발목으로부터 흘러내림을 방지하기 위하여 고무사 또는 스판사 등의 탄성 밴드가 직조된다.
이러한 양말은 통풍성과 땀의 흡수률이 비교적 낮아서 보행이나 또는 운동시 발목과 발바닥 부위에 땀이 배고, 종아리와 발목 부위에서 탄성 밴드의 강한 압박으로 인해 혈액순환을 방해하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 선행기술문헌 1은 땀의 흡수율 및 미끄러짐을 방지하는 기능성 양말을 개시하고 있으며, 선행기술문헌 2는 착용자의 혈액순환을 방해하지 않고, 양말의 뒤틀림을 방지하는 기능성 양말을 개시하기도 하였다.
한편, 최근에는 섬유만으로 패턴화된 전도성 원단을 구성하여, 섬유 기반의 전자회로를 개발하는 기술이 발전하고 있으며, 실로 짜인 신축성 있는 직물에 설치될 수 있는 센서가 개발 중에 있다.
개시된 일 실시예는 스마트 양말이 수집하는 다양한 데이터에 기초하여, 개인 맞춤형 서비스를 제공하는 스마트 양말 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 수집되는 데이터를 미리 설정된 주기마다 모니터링한 후, 기준값 이상의 데이터가 수집되면, 미리 학습된 뉴럴 네트워크로부터 개인 맞춤형 데이터를 추론하여 제공하는 서비스에 관한 것이다.
개시된 일 실시예에 따른 시스템은 섬유 센서 및 상기 섬유 센서가 수집한 제1데이터를 외부로 전송하는 통신부를 포함하는 양말, 상기 통신부가 전송하는 상기 제1데이터를 수신하고, 상기 제1데이터를 표시하거나 또는 상기 제1데이터를 서버로 전송하는 웨어러블 기기 및 운동량 데이터에 기초하여 개인 맞춤형 데이터를 제공하도록 학습된 뉴럴 네트워크를 저장하고, 상기 웨어러블 기기로부터 수신한 상기 제1데이터를 상기 뉴럴 네트워크에 입력한 후 추론된 결과 데이터를 생성하는 서버를 포함하고, 상기 서버는, 상기 양말의 상기 섬유 센서로부터 수집된 사용자의 심박 정보 및 위치 정보에 기초하여 상기 제1데이터를 분류하고, 상기 제1데이터를 날짜 또는 시간 별로 분류하며, 상기 분류된 제1데이터를 그래프로 변환하여 상기 웨어러블 기기로 전송하고, 상기 분류된 제1데이터로부터 추론되는 평균 범위를 벗어난 상기 웨어러블 기기로부터 수신된 제2데이터를 상기 제1데이터와 비교하고, 비교 결과가 미리 설정된 기준값 이상이면 상기 사용자가 위험 상황인 것으로 판단하고, 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터에 기초하여 상기 뉴럴 네트워크에서 추론된 상기 결과 데이터를 상기 웨어러블 기기로 전송하고, 사용자의 위치 정보에 기초한 이동 경로 정보를 미리 저장된 비상 연락처로 제공하여 사용자의 위험 상황을 알릴 수 있다.
또한, 상기 서버는 상기 사용자의 상기 위치 정보에 추가로, 상기 제2데이터 및 상기 결과 데이터를 상기 비상 연락처로 송부할 수 있다.
또한, 상기 서버는, 상기 양말의 상기 섬유 센서로부터 수집된 상기 사용자의 발이 지면에 닿는 압력 크기 정보 및 걸음걸이의 속도 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제1데이터를 분류하고, 상기 제1데이터를 날짜 또는 시간 별로 분류하며, 상기 분류된 제1데이터를 그래프로 변환하여 상기 웨어러블 기기로 전송하고, 상기 분류된 제1데이터로부터 추론되는 평균 범위를 벗어난 상기 웨어러블 기기로부터 수신된 제2데이터를 상기 제1데이터와 비교하고, 맞춤형 교정 정보를 생성하여 상기 사용자의 상기 웨어러블 기기로 전송할 수 있다.
또한, 상기 맞춤형 교정 정보는 사용자의 자세를 교정하기 위한 스트레칭 영상 또는 자세 교정에 필요한 가이드를 제공하는 강좌 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 서버는 상기 웨어러블 기기가 측정한 상기 사용자의 온도 정보 및 움직임 정보를 날짜 및 시간별로 저장할 수 있다.
개시된 일 실시예에 따른 스마트 양말 및 이를 포함하는 시스템은, 스마트 양말이 수집하는 데이터를 미리 설정된 주기마다 모니터링한 후, 기준값 이상의 데이터가 수집되면, 미리 학습된 뉴럴 네트워크로부터 개인 맞춤형 데이터를 추론하여 제공함으로써, 심박수 측정, 지면에 닿는 발 부위와 걸음걸이, 사용자의 이동 속도 등 운동량을 어플리케이션(이하 APP, 앱)으로 제공하여 사용자의 건강 관리가 가능하도록 한다.
또한, 다른 실시예에 따라, 환자 또는 노약자가 일정한 생활 패턴을 벗어나면 위험 상황으로 인식하여 자동으로 가족 또는 지정된 곳으로 위급 알림 서비스 제공할 수 있다.
또 다른 실시예에 따라, 걸음걸이, 속도, 압력 패턴에 기초하여 사용자의 보행 자세를 분석하고 올바른 개인에게 맞춤형 교정 정보를 제공할 수 있다.
다른 실시예에 따라, 개시된 스마트 양말 및 시스템은, 일상 생활을 하면서 스마트 양말 센서로 수집된 데이터와 관련된 DB 정보를 클라우드로 업로드하고, 빅데이터 및 AI 기술을 활용해 개인에게 최적화된 운동, 식단, 자세 교정 프로그램 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 웨어러블 양말을 포함하는 시스템이 관한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 웨어러블 양말을 포함하는 시스템의 제어 블록도이다.
도 3은 개시된 일 실시예에 따른 서버의 동작을 설명하기 위한 제어 블록도이다.
도 4는 수집된 센서의 데이터에서 인공 신경망을 통해 추론하는 결과 데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 웨어러블 양말을 포함하는 시스템이 제공하는 다양한 서비스에 대한 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 웨어러블 양말을 포함하는 시스템의 제어 블록도이다.
도 3은 개시된 일 실시예에 따른 서버의 동작을 설명하기 위한 제어 블록도이다.
도 4는 수집된 센서의 데이터에서 인공 신경망을 통해 추론하는 결과 데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 웨어러블 양말을 포함하는 시스템이 제공하는 다양한 서비스에 대한 순서도이다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 실시 예들을 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함하며, 본 명세서에서 사용한 "제 1", "제 2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 웨어러블 양말을 포함하는 시스템에 관한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 시스템(1)은 섬유 센서(12)가 부착된 스마트 양말(10)과 스마트 양말(10)이 근거리 통신을 통해 전송하는 데이터를 수신하고, 수신된 데이터를 서버(100)로 전송하는 웨어러블 기기(50) 및 수신된 데이터에 기초하여 결과 데이터를 생성하여 웨어러블 기기(50)로 다시 전송하는 서버(100)를 포함한다.
구체적으로 스마트 양말(10)은 섬유 센서(2)를 포함할 수 있다. 섬유 센서(2)는 사용자의 심박수를 측정할 수 있는 심박 센서(예; HRM sensor, EKG sensor, pulse sensor 등), 사용자의 피부 및/또는 모세혈관 등에 포함된 산소포화도 센서, 사용자의 움직임을 나타낼 수 있는 가속도 센서, 습도를 나타내는 습도 센서, 충격을 감지하는 충격 센서, 압력을 감지하는 압력 센서(예; 공진형,압전형, 스트레인 게이지형, 정전용량형 등)를 포함할 수 있다.
만약 섬유 센서가 심박 센서를 포함하는 경우, 섬유 센서는 사용자의 맥박을 수집하기 위한 목적으로, 사용자의 맥박을 측정할 수 있는 부위(예를 들어, 대퇴 동맥(femoral artery)에 닿는 위치에 마련될 수 있다.
만약 섬유 센서가 사용자의 발의 온도 또는 발이 지면에 닿는 압력의 크기를 측정하는 경우, 섬유 센서는 도 1과 달리, 사용자의 발 바닥에 마련되어, 걸음걸이에 따라 일어나는 마찰열을 측정할 수도 있다.
만약 섬유 센서가 움직임 센서를 포함하는 경우, 섬유 센서는 사용자가 걷고 있는지 또는 뛰고 있는지 여부를 측정할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 걷고 있는 경우라면, 사용자의 다리의 움직임의 변화(즉, 속도 또는 가속도의 변화 등)의 주기가 길다.
반대로, 사용자가 뛰고 있는 경우(예를 들어, 운동 중)라면, 사용자의 다리의 움직임의 변화(즉, 속도 또는 가속도의 변화 등)의 주기가 짧을 수 있다. 따라서, 사용자가 걷고 있는지 또는 뛰고 있는지 여부를 측정하기 위한 움직임 센서는, 도 1의 위치가 아닌 발목이 위치하는 곳에 마련될 수도 있다.
스마트 양말(10)은 섬유 센서로부터 수집된 데이터를 수집한 후, 통신 모듈을 통해 데이터를 웨어러블 기기(50)로 전송한다.
웨어러블 기기(50)는 사용자에게 시스템(1)이 제공하는 다양한 개인 맞춤형 서비스를 제공하기 위한 통로이며, 스마트 양말(10)이 수집한 데이터를 서버(100)에게 제공하는 역할을 수행한다.
구체적으로 웨어러블 기기(50)는 개인 맞춤형 서비스를 사용자에게 제공하기 위해 서버(100)로부터 특정 서비스를 위한 요청(Request) 정보를 전송할 수 있다.
예를 들어, 웨어러블 기기(50)는 사용자에게 생활 패턴 분석 서비스를 제공하기 위해, 사용자가 착용한 스마트 양말(10)로부터 수신한 데이터를 서버(100)에 제공하면서, 동시에 사용자의 개인 맞춤형 교정 정보 서비스를 요청할 수 있다.
또한, 웨어러블 기기(50)는 계속적으로 스마트 양말(10)로부터 수집되는 데이터(이하 제1 데이터)를 서버(100)로 제공하다가, 분석된 평균 범위를 벗어나는 데이터(이하 제2 데이터)를 수집할 수 있다. 웨어러블 기기(50)는 제2 데이터를 서버(100)로 제공하면서, 동시에 긴급 상황에 따른 긴급 상황 알림 서비스를 서버(100)에 요청할 수도 있다.
웨어러블 기기(50)는 계속적으로 수집된 데이터를 누적하여 모니터링을 수행하는 도중, 누적된 데이터에 기초하여 양말의 누적 사용에 대한 정보를 서버(100)로 제공할 수 있다. 서버(100)는 이러한 데이터를 바탕으로, 사용자에게 양말의 교체 시기 및 배송 관련 정보를 생성하여 웨어러블 기기(50)로 전송하는 서비스를 수행할 수도 있다.
개시된 시스템(1)이 전술한 다양한 서비스를 수행하는 구체적인 방법은 이하의 다른 도면을 통해 후술한다.
한편, 웨어러블 기기(50)는 도 1에 도시된 스마트 폰이외에도 네트워크를 통해 서버(100)에 접속할 수 있는 컴퓨터나 휴대용 단말기로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(desktop), 랩톱(laptop), 태블릿 PC, 슬레이트 PC 등을 포함하고, 휴대용 단말기는 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), WiBro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트 폰(Smart Phone) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치와 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD) 등과 같은 웨어러블 장치를 포함할 수 있다.
서버(100)는 웨어러블 기기(50)가 전송하는 다양한 데이터를 처리하는 클라우드 서버이다. 즉, 서버(100)는 대용량의 메모리 및 복수 개의 프로세서로 구성된 집합체로써, 다양하게 수집되는 센서 데이터 및 운동량 데이터를 처리할 수 있다.
특히, 개시된 서버(100)는 운동량 데이터에 기초하여 개인 맞춤형 데이터를 제공하도록 학습된 뉴럴 네트워크(Neural Network)를 저장하고 있으며, 스마트 양말(10)로부터 수집되는 제1 데이터를 날짜 및 시간별로 미리 분류하고 저장하다가, 기준값을 벗어나는 제2 데이터를 수신하게 되면, 개인 맞춤형 데이터, 예를 들어 교정 정보, 긴급 상황 알림 정보 및 양말의 교체 시기 및 배송 관련 정보를 미리 학습된 뉴럴 네트워크로부터 추론하여 결과 데이터를 생성한다.
서버(100)는 생성된 결과 데이터를 웨어러블 기기(50)로 전송하고, 웨어러블 기기(50)가 생성된 결과 데이터를 사용자에게 제공하여 개시된 서비스를 실행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 웨어러블 양말을 포함하는 시스템의 제어 블록도이다.
도 2를 참조하면, 스마트 양말(10)은 제1 통신부(11) 및 센서(12)를 포함한다.
제1 통신부(11)는 웨어러블 기기(50)로 센서(12)가 수집하는 데이터를 전송하는 역할을 수행한다. 제1 통신부(11)는 근거리 통신을 수행하며, 블루투스 모듈, 적외선 통신 모듈, RFID(Radio Frequency Identification) 통신 모듈, WLAN(Wireless Local Access Network) 통신 모듈, NFC 통신 모듈, 직비(Zigbee) 통신 모듈 등 근거리에서 무선 통신망을 이용하여 신호를 송수신하는 다양한 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다.
센서(12)는 섬유 센서로 구성될 수 있다. 구체적으로 개시된 일 예에 따른 섬유 센서는 섬유 기반의 전자 소자 전극과 회로기판을 연결하는 전자 회로를 포함하고, 전도성 원단은 편직 또는 프린팅 공정을 통해 전도성 영역과 비 전도성 영역이 패턴화되어 제작된 섬유 원단일 수 있다.
또한, 섬유 센서는 열에 의한 수축 작용이 발생하는 단점을 상쇄시키기 위해서 용액 공정을 거쳐서 제작될 수 있다. 그리고 섬유 센서는 TPU 필름(Thermal Polyurethane film)을 라미네이팅(Lamination coating)하여 전도성 원단의 각 개별적인 전극들을 절연시키는 동시에 도전성 잉크의 프린팅 과정이 포함되어 제작될 수도 있다.
다만, 개시된 센서가 반드시 섬유 센서로 마련될 필요는 없으며, 수집하기 위한 다양한 데이터, 예를 들어 심박수, 발이 지면에 닿는 압력, 사용자의 이동거리 또는 사용 주기를 수집하기에 적당한 센서로 구성될 수 있다.
웨어러블 기기(50)는 스마트 양말(10)의 제1 통신부(11)가 송신하는 데이터를 수신하고, 서버(100)와 연결하기 위한 제2 통신부(51), 사용자의 입력 명령을 수신하는 제2 입력부(52), 센서(12)가 수집하는 데이터를 분류한(그래프 및 도면 중 적어도 하나) 및 서버(100)가 생성한 개인 맞춤형 데이터를 제공하기 위한 제2 출력부(54), 웨어러블 기기(50)의 각 구성에 전력을 공급하기 위한 배터리(55) 및 웨어러블 기기(50)를 전반적으로 제공하는 제2 제어부(53)을 포함한다.
구체적으로 제2 통신부(51)는 제1 통신부(11)와 통신할 수 있는 근거리 통신 모듈을 포함하나, 서버(100)와 통신할 수 있는 유무선 통신 모듈을 포함한다.
무선 통신 모듈은 와이파이(Wifi) 모듈, 와이브로(Wireless broadband) 모듈 외에도, GSM(global System for Mobile Communication), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), UMTS(universal mobile telecommunications system), TDMA(Time Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution) 등 다양한 무선 통신 방식을 지원하는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 유선 통신 모듈은 지역 통신(Local Area Network; LAN) 모듈, 광역 통신(Wide Area Network; WAN) 모듈 또는 부가가치 통신(Value Added Network; VAN) 모듈 등 다양한 유선 통신 모듈뿐만 아니라, USB(Universal Serial Bus), HDMI(High Definition Multimedia Interface), DVI(Digital Visual Interface), RS-232(recommended standard232), 전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service) 등 다양한 케이블 통신 모듈을 포함할 수 있다. 그리고 무선 통신 모듈을 포함한 웨어러블 기기(50)는 무선 통신 모듈은 스마트 양말(10) 또는 기지국 또는 와이파이 단말이 전송하는 신호를 수신하는 안테나 및 수신기(Receiver)를 포함하는 무선 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 모듈은 무선 통신 인터페이스를 통하여 수신한 아날로그 형태의 무선 신호를 디지털 제어 신호로 복조하기 위한 신호 변환 모듈을 더 포함할 수 있다..
제2 입력부(52)는 사용자의 입력 명령을 수신하는 하드웨어적 장치 및 이를 처리하는 소프트웨어적 장치를 모두 포함하고, 사용자가 앱을 통해 스마트 양말(10)의 센서(12)를 동작시키는 입력 명령, 센서(12)가 전송하는 데이터를 실시간으로 확인하기 위한 입력 명령 및 사용자로부터 긴급 상황시 알림을 제공할 다른 사용자의 연락처 등을 수신할 수 있다.
제2 입력부(52)는 사용자의 입력을 위해 각종 버튼이나 스위치, 페달(pedal), 키보드, 마우스, 트랙볼(track-ball), 각종 레버(lever), 핸들(handle)이나 스틱(stick) 등과 같은 하드웨어적인 장치를 포함할 수 있다.
제2 출력부(54)는 센서(12)가 수집한 데이터를 표시하거나 서버(100)가 제공하는 각종 서비스를 표시하는 유저 인터페이스를 표시하는 역할을 한다. 제2 출력부(54)는 디지털 광원 처리(Digital Light Processing: DLP) 패널, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Penal), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 패널, 전기 발광(Electro Luminescence: EL) 패널, 전기영동 디스플레이(Electrophoretic Display: EPD) 패널, 전기변색 디스플레이(Electrochromic Display: ECD) 패널, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 패널 등으로 마련될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
한편, 입력부(52)는 사용자 입력을 위해 터치 패드(touch pad) 등과 같은 GUI(Graphical User interface), 즉 소프트웨어인 장치를 포함할 수도 있다. 터치 패드는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel: TSP)로 구현되어 제2 출력부(54)와 상호 레이어 구조를 이룰 수 있다. 터치 패드와 상호 레이어 구조를 이루는 터치 스크린 패널(TSP)로 구성되는 경우, 디스플레이부는 입력부로도 사용될 수 있다.
배터리(55)는 웨어러블 기기(50)의 각 구성에 전력을 공급하는 역할을 수행하며, 도 2에서는 도시되지 않았지만, 배터리(55)를 충전하기 위한 충전 모듈을 더 포함할 수 있다.
제2 제어부(53)는 웨어러블 기기(50)의 전반을 제어하는 프로세서(Processor)로써, 전술한 각 구성의 동작을 제어하기 위한 알고리즘 또는 알고리즘을 재현한 프로그램에 대한 데이터를 저장하는 메모리(미도시), 및 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 전술한 동작을 수행하는 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다. 이때, 메모리와 프로세서는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또는, 메모리와 프로세서는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
서버(100)는 웨어러블 기기(50)와 통신하기 위한 제3 통신부(101), 개시된 개인 맞춤형 서비스를 제공하기 위한 데이터 처리를 수행하는 제3 제어부(102) 및 센서(12)가 수집하는 데이터를 저장, 분류된 데이터 및 학습된 뉴런 네트워크를 저장하기 위한 저장부(103)를 포함할 수 있다. 이중 제3 통신부(101) 및 제3 제어부(102)의 하드웨어적 설명에 대한 설명은 웨어러블 기기(50)의 사항과 중복되는 바 생략한다.
저장부(103)는 캐쉬, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
서버(100)는 대용량의 데이터를 처리하기 위해서 다수의 저장부(103) 및 제3 제어부(102)를 포함할 수 있다.
한편, 스마트 양말(10), 웨어러블 기기(50) 및 서버(100)는 도 2에서 도시되지 않은 다양한 구성을 더 포함하며, 각 구성의 위치 및 역할이 서로 변경되거나 결합될 수도 있다.
도 3은 개시된 일 실시예에 따른 서버(100)의 동작을 설명하기 위한 제어 블록도이다.
도 3을 참조하면, 서버(100)는 소프트웨어적으로 센서 데이터를 처리하기 위한 센서 데이터 처리부(110), 뉴럴 네트워크(이하 인공 신경망)을 통해서 다양한 서비스를 제공하는 데이터 처리부(120) 및 데이터 처리부(120)가 생성한 데이터에 기초하여 개인 맞춤형 서비스를 제공하는 서비스 제공부(130)를 더 포함할 수 있다.
센서 데이터 처리부(110)는 센서(12)로부터 수신한 다양한 데이터를 분류한다. 구체적으로 센서 데이터 처리부(110)는 심박 정보(111), 위치 정보(112), 입력 정보(113) 및 걸음걸이 속도 정보(114)로 센서 데이터를 분류할 수 있다.
심박 정보(111)는 섬유 센서로부터 수집되는 심박동수를 의미하며, 센서 데이터 처리부(110)는 날짜 및 시간별로 심박 정보(111)를 분류하고 기록한다. 이렇게 생성된 제1 데이터는 날짜 및 시간별로 기록되며, 평균값과 근사치에 대한 범위가 생성되어 기록된다. 심박 정보는 운동량 데이터로 분류되며, 추후 사용자의 건강상태를 체크하거나, 자세 교정 데이터를 생성하기 위한 기초 데이터로 활용된다.
위치 정보(112)는 센서(12)로부터 수집된 GPS 정보이며, 섬유 센서로부터 수집되기 어려운 정보이므로, 웨어러블 기기(50)의 가공에 의해서 생성된 정보일 수 있다. 즉 섬유 센서는 위성 통신을 수행하기엔 크기 및 부피와 전력에 의해서 한계가 있을 수 있다. 다만, 섬유 센서는 동작에 대한 신호를 웨어러블 기기(50)로 전송하고, 웨어러블 기기(50)는 부착된 위치 센서(예를 들어, GPS 센서 등)를 통해 스마트 양말(10)의 위치 정보를 생성하여 서버(100)로 전송할 수 있다.
이와 유사하게 센서 데이터 처리부(110)는 웨어러블 기기(50)가 측정한 사용자의 체온(및/또는 사용자가 위치하는 장소의 온도)을 측정할 수 있는 온도 정보, 사용자의 움직임을 감지하는 움직임 정보를 추가적으로 저장하여 날짜 및 시간 별로 기록할 수 있다.
입력 정보는 사용자가 웨어러블 기기(50)로부터 수집한 긴급 상황 시 연락할 연락처 정보를 포함할 수 있다. 센서 데이터 처리부(110)는 센서(12) 또는 웨어러블 기기(50)로부터 수집된 제1 데이터를 분류하여 생성한 기준값 범위를 벗어난 제2 데이터가 수집되면, 사용자가 위함한 것으로 판단하고, 이를 알려줄 연락망에 대한 정보를 미리 입력받아 저장할 수 있다.
걸음걸이 속도 정보(114)는 센서(12)가 수집한 지면과의 압력 데이터 및 웨어러블 기기(50)가 전송하는 위치 정보를 결합하여 생성하는 것으로, 걸음걸이 속도 뿐만 아니라, 발이 지면에 닿는 위치를 통해 걸음걸이의 모양에 대한 정보 또한 포함한다. 걸음걸이 속도 정보(114)는 사용자의 건강 상태를 체크하는데 활용되며, 교정 정보를 생성하기 위한 운동량 데이터에 포함된다.
데이터 처리부(120)는 전처리부(121), 학습부(122), 인공 신경망(123), 데이터 분류부(124) 및 데이터 처리부(125)를 포함한다.
구체적으로 전처리부(121)는 센서 데이터 처리부(110)가 수집하고 분류한 데이터의 전처리를 수행한다. 전처리는 평균값 및 기준값을 설정하는 것과 이전 데이터를 업데이트하는 작업 뿐만 아니라, 인공 신경망(123)에 학습데이터로 입력될 데이터의 라벨링(Labelling) 작업을 포함할 수 있다.
학습부(122)는 인공 신경망(123)이 미리 학습할 학습 데이터를 사전에 수집하는 것으로, 인터넷 및 클라우드 상에 포함된 다양한 데이터와 학습 데이터로부터 추론된 결과 데이터를 포함할 수 있다. 여기서 결과 데이터는 서버(100)가 제공할 개인 교정 정보, 알림 서비스 및 스마트 양말의 교체 시기와 배송 정보 등 다양한 데이터를 포함할 수 있다.
인공 신경망(123)은 딥 러닝(Deep learning)을 수행할 수 있는 신경 구조를 형상화한 기계 학습을 지칭하므로, 신경망의 구성에 해당하는 가중치 및 바이어스가 계속적으로 변화하면서 학습의 신뢰도를 향상시킨다. 서버(100)는 제3 통신부(101)를 통해 외부로부터 데이터를 제공받아, 인공 신경망을 업데이트할 수 있다.
개시된 인공 신경망(123)은 개인 교정 정보, 예를 들어 걸음걸이를 수정하는 영상 데이터를 제공하기 위해서 CNN(Convolution Neural Network)을 포함할 수 있다. 여기서 CNN은 이미지(또는 영상의 이미지 프레임)를 입력값으로 입력하고, 입력된 이미지를 특징 맵(feature map)을 생성하는 특징 러닝(feature learning)과 생성된 특징 맵(feature map)을 입력 데이터로 활용할 수 있다. 또한, 인공 신경망(123)은 양말의 교체 주기 및 배송 정보를 생성하기 위해서 입력과 출력을 시퀀스 단위로 처리하는 시퀀스(Sequence) 모델, 즉 RNN(Recurrent Neural Network)을 포함할 수도 있다.
한편, 인공 신경망(123)은 전술한 CNN 또는 RNN에 국한되지 않으며, 사용자에게 개인 맞춤형 데이터를 제공할 수 있는 결과 데이터를 생성하기 위한 뉴럴 네트워크를 더 포함할 수 있다.
데이터 분류부(124)는 인공 신경망(123)으로부터 분류된 다양한 개인 맞춤형 데이터를 각 서비스 별로 분류한다. 예를 들어, 데이터 분류부는 인공 신경망이 추론한 결과 데이터가 개인 교정 정보인 경우와 양말의 교체 시기에 대한 정보인지를 판단하여, 센서 데이터 처리부(110)가 분류한 제1 데이터와 함께 분류한다. 즉, 서버(100)는 센서 데이터 처리부(110)가 수집하고 분류한 센서(12)의 데이터와 인공 신경망(123)이 추론한 데이터를 함께 웨어러블 기기(50)로 전송하기 위해서 데이터를 분류한다.
데이터 처리부(125)는 데이터 분류부(124)가 분류한 개인 맞춤형 데이터를 기초로 서비스를 제공하기 위해 데이터 처리를 수행한다. 예를 들어, 데이터 처리부(125)는 센서 데이터 처리부(110)가 수집하고 분류한 센서(12)의 데이터와 인공 신경망(123)이 추론한 데이터를 유저 인터페이스에 맞도록 도식화 또는 그래프화하거나, 긴급 상황 알림을 위해서 사용자의 위험 신호에 포함된 데이터 및 긴급 시 타 사용자의 연락처를 맵핑하여 처리하여, 서비스가 제공될 수 있도록 처리한다.
데이터 처리부(125)가 처리한 데이터는 서비스 제공부(130)를 통해서 처리된다. 서비스 제공부(130)는 알림 서비스(131), 교정 정보 서비스(132) 및 양말 교체 및 배송 서비스(133)를 처리한다.
구체적으로 알림 서비스(131)는 데이터 처리부(125)에서 분류한 개인의 비상 연락망을 통해 긴급 상황을 알리는 연락을 수행하고, 만약 비상 연락망이 병원과 관련된 정보라면 수집된 센서(12)의 데이터도 함께 송부하여 의료진이 이를 파악할 수 있도록 한다.
교정 정보 서비스(132)는 센서(12)의 데이터를 제공함과 동시에 인공 신경망으로부터 추론된 자세 교정 이미지를 함께 웨어러블 기기(50)로 제공하면서, 데이터 처리부(125)가 생성한 교정 정보를 유도하고, 학습할 수 있는 음성 정보도 함께 웨어러블 기기(50)로 제공한다.
양말 교체 및 배송 서비스(133)는 사용자의 양말 사용 시기를 날짜별로 기록하다가, 제품 별로 교체가 자주 일어나는 주기를 인공 신경망(123)으로부터 추론한 뒤, 마지막 사용 시기 및 추론한 날짜를 대비하여 교체 시기를 결정한 후, 웨어러블 기기(50)로 교체 시기를 제공할 수 있다. 또한, 양말 교체 및 배송 서비스(133)는 교체 시기를 알리면서, 재고량 및 사용자의 입력된 주소에 맞게 배송시기에 대한 알림을 제공할 수도 있다.
한편, 도 3에서 도시된 서비스 이외에 서버(100)는 데이터를 통해 추론될 수 있는 다양한 개인 맞춤형 서비스를 제공할 수 있으며, 반드시 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 수집된 센서의 데이터에서 인공 신경망을 통해 추론하는 결과 데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 센서(12)가 데이터를 수집하고, 웨어러블 기기(50)로 데이터를 전송한다(200).
센서(12)가 데이터를 수집하는 것은, 섬유 센서의 종류에 따라 다양할 수 있으며, 근거리 통신을 통해서 웨어러블 기기(50)로 센서(12)의 데이터를 전송한다.
웨어러블 기기(50)는 데이터를 서버(100)로 전송한다(210).
웨어러블 기기(50)는 센서(12)가 수집한 데이터를 수집된 날짜 및 시간을 결합하거나, 위치 정보를 부가한 후, 서버(100)로 전송할 수 있다.
서버(100)는 뉴럴 네트워크 학습 및 학습된 뉴럴 네트워크 저장한다(220).
뉴럴 네트워크는 웨어러블 기기(50)가 센서(12)의 데이터를 전송하기 이전에 미리 학습부(122)를 통해 학습될 수도 있다.
서버(100)는 제1 데이터를 분류 및 그래프 변환한다(221).
여기서 제1 데이터는 웨어러블 기기(50)가 전송한 데이터로써, 날짜 및 시간에 따라 분류된다.
서버(100)에서 분류된 제1 데이터는 다시 웨어러블 기기(50)로 전송되며(222), 웨어러블 기기(50)는 앱을 통해 현재 수집된 데이터를 표시(211)함으로써, 사용자가 데이터를 확인할 수 있도록 한다.
웨어러블 기기(50)는 제2 데이터를 서버(100)로 전송한다(212).
여기서 제2 데이터는 분류된 제1 데이터로부터 추론되는 평균 범위를 벗어난 데이터로써, 개인 맞춤형 정보를 생성하는 트리거가 되는 센서(12)의 데이터를 의미한다.
서버(100)는 제1 데이터 및 제2 데이터를 비교한다(223).
구체적으로 서버(100)는 그동안 수집된 제1 데이터 전체를 제2 데이터와 비교할 수도 있지만, 도 4에서 예시한 기준값(또는 평균값)을 비교할 수 있다.
만약 제2 데이터가 기준값 이상이 아니라면(224의 No), 서버(100)는 위험 상황이나 또는 개인 맞춤형 정보를 제공하지 않고, 분류된 제1 데이터를 업데이트한 후, 웨어러블 기기(50)로 현재 수집된 상황만을 제공할 수 있다.
만약 제2 데이터가 기준값 이상이라면(224의 Yes), 서버(100)는 인공 신경망(123)에 제1 데이터 및 제2 데이터 입력한다(225).
제1 데이터 및 제2 데이터 입력되면, 학습된 인공 신경망(123)은 추론된 결과를 출력하고, 출력된 데이터는 분류된 데이터에 맞게 다양한 서비스 제공에 필요한 데이터일 수 있다.
서버(100)는 추론된 결과 데이터를 웨어러블 기기로 전송하고(226), 웨어러블 기기(50)는 결과 데이터를 표시한다(213).
예를 들어, 개시된 시스템(1)은 제2 데이터가 기준치 이상의 걸음걸이 속도 정보를 포함하는 경우, 걸음걸이를 교정하기 위한 결과 데이터를 생성하고, 웨어러블 기기(50)로 전송함으로써, 사용자가 걸음걸이를 교정할 수 있도록 서비스를 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 웨어러블 양말을 포함하는 시스템이 제공하는 다양한 서비스에 대한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 서버(100)는 심박수 및 이동 경로에 기초하여 제1 데이터를 분류한다(310).
심박수 및 이동 경로는 웨어러블 기기(50)로부터 가공된 센서(12)의 데이터에 기초하며, 누적된 데이터이다.
서버(100)는 제2 데이터에 기초하여 긴급 상황 알림 서비스를 수행한다(311).
구체적으로 제2 데이터는 도 4에서 설명한 기준치가 되는 사용자의 일상의 심박수보다 높은 심박수를 포함할 수 있다. 서버(100)는 사용자가 위험 상황이라고 판단한 후, 이동 경로에 대한 정보에 기초하여 현재 사용자가 위치한 위치 정보를 포함한 긴급 상황 알림 서비스를 생성하여, 미리 저장된 비상 연락처를 통해 사용자의 위험 상황을 제공할 수 있다.
다른 실시예에 따른 서버(100)는 발이 지면에 닿는 압력의 크기 및 걸음걸이의 속도에 기초하여 제1 데이터를 분류한다(320).
서버(100)는 웨어러블 기기(50)를 통해 수집되는 전술한 제1 데이터에 기초하여 맞춤형 교정 정보를 생성한다(321).
맞춤형 개인 정보는 인공 신경망(123)을 통해 추론되는 결과 데이터이며, 웨어러블 기기(50)를 통해 맞춤형 교정 정보를 제공한다(323).
일 예로 서버(100)가 생성한 교정 정보는 사용자의 자세를 교정하기 위한 스트레칭 영상 또는 자세 교정에 필요한 가이드를 제공하는 강좌 정보를 포함할 수 있다.
서버(100)는 웨어러블 기기(50)를 통해 수집되는 발이 지면에 닿는 압력의 크기 및 걸음걸이의 속도에 기초하여 양말의 교체 주기를 생성한다(322).
양말의 교체주기는 단순히 날짜 및 시간의 경과로만 결정되는 것은 아니며, 인공 신경망(123)을 통해 추론되는 각 개인별 걸음걸이에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어 발이 지면에 닿는 걸음걸이의 압력이 큰 사용자는 양말의 교체 주기가 짧을 수 있다.
서버(100)는 추론된 교체주기에 맞춰 배송 정보를 제공한다(323).
구체적으로 웨어러블 기기(50)는 현재 사용자가 사용하는 스마트 양말(10)의 종류에 기초하여 최근 출시된 새로운 스마트 양말 정보와 함께 이전에 구입한 스마트 양말의 수량 및 등록된 주소지가 포함된 배송 정보를 생성할 수 있다.
이를 통해서 개시된 스마트 양말 및 이를 포함하는 시스템(1)은, 스마트 양말이 수집하는 데이터를 미리 설정된 주기마다 모니터링한 후, 기준값 이상의 데이터가 수집되면, 미리 학습된 뉴럴 네트워크로부터 개인 맞춤형 데이터를 추론하여 제공함으로써, 심박수 측정, 지면에 닿는 발 부위와 걸음걸이, 사용자의 이동 속도 등 운동량을 앱으로 제공하여 사용자의 건강 관리가 가능하도록 한다.
또한, 환자 또는 노약자가 일정한 생활 패턴을 벗어나면 위험 상황으로 인식하여 자동으로 가족 또는 지정된 곳으로 위급 알림 서비스 제공할 수 있다. 그리고 걸음걸이, 속도, 압력 패턴에 기초하여 사용자의 보행 자세를 분석하고 올바른 개인에게 맞춤형 교정 정보를 제공할 수 있다.
개시된 스마트 양말 및 시스템(1)은, 일상 생활을 하면서 스마트 양말 센서로 수집된 데이터와 관련된 DB 정보를 클라우드로 업로드하고, 빅데이터 및 AI 기술을 활용해 개인에게 최적화된 운동, 식단, 자세 교정 프로그램 서비스를 제공할 수 있다.
1: 시스템
10: 스마트 양말
50: 웨어러블 기기
100: 서버
10: 스마트 양말
50: 웨어러블 기기
100: 서버
Claims (5)
- 섬유 센서 및 상기 섬유 센서가 수집한 제1데이터를 외부로 전송하는 통신부를 포함하는 양말;
상기 통신부가 전송하는 상기 제1데이터를 수신하고, 상기 제1데이터를 표시하거나 또는 상기 제1데이터를 서버로 전송하는 웨어러블 기기; 및
운동량 데이터에 기초하여 개인 맞춤형 데이터를 제공하도록 학습된 뉴럴 네트워크를 저장하고, 상기 웨어러블 기기로부터 수신한 상기 제1데이터를 상기 뉴럴 네트워크에 입력한 후 추론된 결과 데이터를 생성하는 서버;를 포함하고,
상기 서버는,
상기 양말의 상기 섬유 센서로부터 수집된 사용자의 심박 정보 및 위치 정보에 기초하여 상기 제1데이터를 분류하고, 상기 제1데이터를 날짜 또는 시간 별로 분류하며, 상기 분류된 제1데이터를 그래프로 변환하여 상기 웨어러블 기기로 전송하고,
상기 분류된 제1데이터로부터 추론되는 평균 범위를 벗어난 상기 웨어러블 기기로부터 수신된 제2데이터를 상기 제1데이터와 비교하고,
비교 결과가 미리 설정된 기준값 이상이면 상기 사용자가 위험 상황인 것으로 판단하고, 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터에 기초하여 상기 뉴럴 네트워크에서 추론된 상기 결과 데이터를 상기 웨어러블 기기로 전송하고,
사용자의 위치 정보에 기초한 이동 경로 정보를 미리 저장된 비상 연락처로 제공하여 사용자의 위험 상황을 알리고,
상기 양말의 상기 섬유 센서를 통해 사용자의 발이 지면에 닿는 압력 크기 정보 및 걸음걸이의 속도 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제1 데이터를 분류하고,
상기 분류된 제1 데이터를 통해 상기 뉴럴 네트워크로부터 추론된 상기 양말의 교체 시점 정보를 생성하고, 상기 교체 시점 정보와 상기 사용자가 상기 양말을 마지막으로 사용한 시점 정보를 대비하여 상기 양말의 교체 여부 정보를 생성하고,
생성된 상기 양말의 교체 여부 정보 및 배송 관련 정보를 상기 웨어러블 기기로 전송하는,
스마트 웨어러블 양말을 이용한 개인 맞춤형 정보 제공 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 서버는,
상기 사용자의 상기 위치 정보에 추가로, 상기 제2데이터 및 상기 결과 데이터를 상기 비상 연락처로 송부하는,
스마트 웨어러블 양말을 이용한 개인 맞춤형 정보 제공 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 서버는,
상기 양말의 상기 섬유 센서로부터 수집된 상기 사용자의 발이 지면에 닿는 압력 크기 정보 및 걸음걸이의 속도 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제1데이터를 분류하고, 상기 제1데이터를 날짜 또는 시간 별로 분류하며, 상기 분류된 제1데이터를 그래프로 변환하여 상기 웨어러블 기기로 전송하고,
상기 분류된 제1데이터로부터 추론되는 평균 범위를 벗어난 상기 웨어러블 기기로부터 수신된 제2데이터를 상기 제1데이터와 비교하고,
맞춤형 교정 정보를 생성하여 상기 사용자의 상기 웨어러블 기기로 전송하는,
스마트 웨어러블 양말을 이용한 개인 맞춤형 정보 제공 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 맞춤형 교정 정보는 사용자의 자세를 교정하기 위한 스트레칭 영상 또는 자세 교정에 필요한 가이드를 제공하는 강좌 정보를 포함하는,
스마트 웨어러블 양말을 이용한 개인 맞춤형 정보 제공 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 서버는
상기 웨어러블 기기가 측정한 상기 사용자의 온도 정보 및 움직임 정보를 날짜 및 시간별로 저장하는,
스마트 웨어러블 양말을 이용한 개인 맞춤형 정보 제공 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230057369A KR102615622B1 (ko) | 2022-09-02 | 2023-05-02 | 스마트 웨어러블 양말을 이용한 개인 맞춤형 정보 제공 시스템 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220111394A KR102542289B1 (ko) | 2022-09-02 | 2022-09-02 | 스마트 웨어러블 양말 및 이를 포함하는 시스템 |
| KR1020230057369A KR102615622B1 (ko) | 2022-09-02 | 2023-05-02 | 스마트 웨어러블 양말을 이용한 개인 맞춤형 정보 제공 시스템 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220111394A Division KR102542289B1 (ko) | 2022-09-02 | 2022-09-02 | 스마트 웨어러블 양말 및 이를 포함하는 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102615622B1 true KR102615622B1 (ko) | 2023-12-20 |
Family
ID=86762741
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220111394A KR102542289B1 (ko) | 2022-09-02 | 2022-09-02 | 스마트 웨어러블 양말 및 이를 포함하는 시스템 |
| KR1020230057369A KR102615622B1 (ko) | 2022-09-02 | 2023-05-02 | 스마트 웨어러블 양말을 이용한 개인 맞춤형 정보 제공 시스템 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220111394A KR102542289B1 (ko) | 2022-09-02 | 2022-09-02 | 스마트 웨어러블 양말 및 이를 포함하는 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (2) | KR102542289B1 (ko) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101152634B1 (ko) | 2010-03-23 | 2012-06-04 | 이백용 | 기능성 양말 |
| KR20160030736A (ko) * | 2014-09-11 | 2016-03-21 | 삼성전자주식회사 | 위급 상황 알림 시스템 및 서버 |
| KR20160131823A (ko) * | 2015-05-07 | 2016-11-16 | 삼성전자주식회사 | 보행 자세에 따른 정보 제공 방법 및 이를 위한 전자 장치 |
| KR101770617B1 (ko) | 2015-11-13 | 2017-08-23 | 황인섭 | 뒤틀림 방지용 기능성 양말 |
| KR20170102706A (ko) * | 2016-03-02 | 2017-09-12 | 한국해양대학교 산학협력단 | 헬스 케어 및 스마트 라이프 로거를 위한 데이터 수집 및 분석 장치 그리고 이를 위한 방법 |
| JP2019197262A (ja) * | 2018-05-07 | 2019-11-14 | コニカミノルタ株式会社 | システムおよびシステムの制御方法 |
| KR20200111492A (ko) * | 2019-03-19 | 2020-09-29 | 삼성전자주식회사 | 전자 장치 및 전자 장치에서의 생체 정보 알림 방법 |
| KR20210091635A (ko) * | 2020-01-14 | 2021-07-22 | 김준범 | 걷기 균형감각 향상, 웨어러블 디바이스 코칭 시스템 및 방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101869870B1 (ko) * | 2016-04-27 | 2018-06-22 | (주)씨어스테크놀로지 | 무정지 보장형 스마트패치 |
| KR102550593B1 (ko) * | 2018-04-30 | 2023-07-04 | 삼성전자주식회사 | 생체 정보를 검출하는 전자 장치 |
-
2022
- 2022-09-02 KR KR1020220111394A patent/KR102542289B1/ko active IP Right Grant
-
2023
- 2023-05-02 KR KR1020230057369A patent/KR102615622B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101152634B1 (ko) | 2010-03-23 | 2012-06-04 | 이백용 | 기능성 양말 |
| KR20160030736A (ko) * | 2014-09-11 | 2016-03-21 | 삼성전자주식회사 | 위급 상황 알림 시스템 및 서버 |
| KR20160131823A (ko) * | 2015-05-07 | 2016-11-16 | 삼성전자주식회사 | 보행 자세에 따른 정보 제공 방법 및 이를 위한 전자 장치 |
| KR20170002346A (ko) * | 2015-05-07 | 2017-01-06 | 삼성전자주식회사 | 보행 자세에 따른 정보 제공 방법 및 이를 위한 전자 장치 |
| KR101770617B1 (ko) | 2015-11-13 | 2017-08-23 | 황인섭 | 뒤틀림 방지용 기능성 양말 |
| KR20170102706A (ko) * | 2016-03-02 | 2017-09-12 | 한국해양대학교 산학협력단 | 헬스 케어 및 스마트 라이프 로거를 위한 데이터 수집 및 분석 장치 그리고 이를 위한 방법 |
| JP2019197262A (ja) * | 2018-05-07 | 2019-11-14 | コニカミノルタ株式会社 | システムおよびシステムの制御方法 |
| KR20200111492A (ko) * | 2019-03-19 | 2020-09-29 | 삼성전자주식회사 | 전자 장치 및 전자 장치에서의 생체 정보 알림 방법 |
| KR20210091635A (ko) * | 2020-01-14 | 2021-07-22 | 김준범 | 걷기 균형감각 향상, 웨어러블 디바이스 코칭 시스템 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102542289B1 (ko) | 2023-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10269174B2 (en) | Manufacturing a customized sport apparel based on sensor data | |
| US10136842B2 (en) | Footwear apparatus with technique feedback | |
| US20190283247A1 (en) | Management of biomechanical achievements | |
| CN104146712B (zh) | 穿戴式足底压力检测设备及足底压力检测和姿态预测方法 | |
| CN108472533B (zh) | 电子设备以及为其提供个性化运动指导的方法 | |
| US9213803B2 (en) | System and method for collecting, analyzing and reporting fitness activity data | |
| US20180177436A1 (en) | System and method for remote monitoring for elderly fall prediction, detection, and prevention | |
| US11219389B2 (en) | Gait analysis and alerting system | |
| US10743592B2 (en) | Smart apparel | |
| US10660395B2 (en) | Smart terminal service system and smart terminal processing data | |
| CN106861166B (zh) | 一种运动智能鞋垫 | |
| KR20160063126A (ko) | 운동 정보 제공 방법과 이를 지원하는 전자 장치 | |
| CN108338447B (zh) | 一种带足部信息采集及压力测量系统运动鞋 | |
| JP2023145448A (ja) | マルチモーダルセンサフュージョンプラットフォーム | |
| KR102615622B1 (ko) | 스마트 웨어러블 양말을 이용한 개인 맞춤형 정보 제공 시스템 | |
| CN104519123B (zh) | 用于使活动跟踪设备与计算设备数据同步的方法、系统和设备 | |
| US20210068752A1 (en) | Tubular compression garment for monitoring the therapy and physiological activity of a person | |
| CN110337316A (zh) | 信息处理设备、信息处理方法、以及程序 | |
| WO2022090129A1 (en) | Non-obtrusive gait monitoring methods and systems for reducing risk of falling | |
| US20230263469A1 (en) | Shoe-based sensor system for detecting human motion and body balance | |
| KR101956708B1 (ko) | 웨어러블 장치를 이용한 테마파크의 운영 장치, 방법 및 시스템 | |
| Meena Kabilan et al. | Early detection of foot pressure monitoring for sports person using IoT | |
| KR102061982B1 (ko) | 스마트밴드를 이용한 휘트니스 케어 시스템 | |
| TWM560883U (zh) | 足態偵測之終端裝置、足態偵測系統及足態管理互動系統 | |
| CN111863190B (zh) | 定制化运动装备及运动方案生成系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GRNT | Written decision to grant |