KR20130100815A - Apparatus of controlling animal biometric information - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 동물 생체정보 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동물의 혈당, 칼로리 소비량, 및 항문근육 근전도 파형을 측정을 통해 상기 동물의 식욕상태, 배변욕상태, 건강상태를 판단하여 그에 대응하는 이벤트를 수행하는 동물 생체정보 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for controlling animal bioinformation, and more particularly, by determining an animal's appetite state, bowel movement state, and health state by measuring blood sugar, calorie consumption, and muscle muscle electromyography waveform of an animal. The present invention relates to an animal biological information control apparatus for performing an event.
유비쿼터스 관련 기술은 인간 생활의 모든 분야에 적용될 수 있는데, 특히 근래에는 웰빙(Well-Being) 현상으로 인해 유비쿼터스 헬스 케어(U-HealthCare)가 주목할 만한 기술 분야로 각광 받고 있다. 유비쿼터스 헬스 케어란 인간의 생활 공간 곳곳에 의료 서비스와 관련관 칩이나 센서를 설치함으로써, 모든 사람이 언제 어디서나 자연스럽게 의료 서비스를 제공 받을 수 있도록 하는 유비쿼터스 기술을 의미한다. 이러한 유비쿼터스 헬스 케어에 따르면, 각종 건강 진단이나 질병 관리, 응급 관리, 의사와의 만남 등 병원에서만 이루어지던 의료 행위들을 병원에 가지 않고도 처리할 수 있게 된다.Ubiquitous technology can be applied to all areas of human life. In particular, because of the well-being phenomenon, ubiquitous health care (U-HealthCare) has been in the spotlight as a noteworthy technology field. Ubiquitous healthcare refers to ubiquitous technology that enables people to receive medical care anytime, anywhere by installing medical services and related tube chips or sensors throughout the human living space. According to the ubiquitous health care, it is possible to process medical activities that were performed only in the hospital, such as various medical examinations, disease management, emergency management, and meeting with doctors, without going to the hospital.
예를 들어, 당뇨 환자의 경우 혈당 관리 프로그램이 탑재된 혈당 관리용 허리띠를 착용할 수 있다. 상기 허리띠에 부착된 혈당 센서는 수시로 상기 당뇨 환자의 혈당을 체크하고 그에 적합한 인슐린 양을 산출할 수 있다. 만일 상기 당뇨 환자의 혈당이 급격하게 낮아지거나 높아질 경우, 그 혈당 정보를 주치의에게 무선 통신망을 통해 제공할 수 있고, 상기 혈당 정보를 제공 받은 주치의는 상기 응급 상황에 따른 최적의 처방이나 조치를 취할 수 있다.For example, a diabetic patient may wear a blood sugar management belt equipped with a blood sugar management program. The blood glucose sensor attached to the belt may check the blood sugar of the diabetic patient from time to time and calculate an appropriate amount of insulin. If the blood sugar level of the diabetic patient is rapidly lowered or increased, the blood sugar information may be provided to the attending physician through a wireless communication network, and the attending physician who receives the blood sugar information may take the optimal prescription or measure according to the emergency. have.
이러한 유비쿼터스 헬스 케어에 대한 일례로 광센서를 통해 사용자의 생체 신호를 측정하는 휴대형 생체 신호 측정 장치가 상용화되어 널리 사용되고 있다. 이러한 휴대형 생체 신호 측정 장치는 사용자가 항상 휴대하고 다니며 각종 생체 신호를 측정하여 응급 상황에 사전 대비할 수 있어 유비쿼터스 헬스 케어의 장점을 가장 부각시킬 수 있는 기기라 할 수 있다.As an example of such ubiquitous health care, a portable biosignal measuring apparatus for measuring a biosignal of a user through an optical sensor is commercially used and widely used. Such a portable biosignal measuring apparatus can be said to be a device which can highlight the advantages of ubiquitous health care as a user can always carry it and measure various biosignals in advance to prepare for an emergency situation.
이와 같이, 유비쿼터스 헬스 케어 산업은 인간의 생활을 중심으로 나날이 발전하고 상용화되고 있다. 그러나 이는 단지 인간을 대상으로만 할 뿐, 강아지 등 애완동물에게는 적용되고 있지 않다. 근래에는 유헬스케어의 일환으로 동물의 소리를 통해 동물의 정서상태를 판단하고 그에 따라 동물에게 먹이를 제공하거나 산책을 시켜주는 등의 기술이 개발되고 있다. 그러나, 이는 단지 동물의 소리만으로 동물의 정서나 욕구를 판단할 뿐이어서 동물에 대한 정확한 정보를 검출하기가 사실상 어렵다는 단점이 있다. As such, the ubiquitous healthcare industry has been developed and commercialized day by day based on human life. However, this is only intended for humans, it does not apply to pets such as dogs. Recently, as part of u-healthcare, technologies such as judging the emotional state of an animal through the sound of an animal and feeding or walking the animal accordingly are being developed. However, this is only the sound of the animal to determine the emotion or desire of the animal has the disadvantage that it is virtually difficult to detect the exact information about the animal.
인간과 마찬가지로 동물의 정서상태는 이들의 자율신경계(교감신경과 부교감신경으로 구성)에 영향을 줄 수 있다. 이에 동물의 각종 생체신호를 검출하여 이를 통해 동물의 정서나 욕구를 보다 정확하게 판단하여 그에 따른 이벤트를 제공해 줄 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.Like humans, the emotional state of animals can affect their autonomic nervous system (consisting of sympathetic and parasympathetic). Accordingly, there is a demand for the development of a technology that can detect various bio-signals of animals and thereby more accurately determine the emotions or desires of animals and provide events accordingly.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 동물의 혈당, 칼로리 소비량, 및 항문근육 근전도 파형을 측정을 통해 상기 동물의 식욕상태, 배변욕상태, 건강상태를 판단하여 그에 대응하는 이벤트를 수행하는 동물 생체정보 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to improve the prior art as described above, by measuring the blood sugar, calorie consumption, and muscle muscle electromyography waveform of the animal to determine the appetite state, bowel movement state, health state corresponding to An object of the present invention is to provide an animal bioinformation control device that performs an event.
상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 동물 생체정보 제어장치는, 동물의 혈당을 측정하는 혈당 측정수단; 상기 동물의 칼로리 소비량을 측정하는 칼로리 측정수단; 및 상기 측정한 상기 혈당 및 상기 칼로리 소비량 중 어느 하나 이상을 통해 상기 동물의 생체정보를 판단하는 생체정보 판단수단을 포함한다.In order to achieve the above object and solve the problems of the prior art, the animal biological information control apparatus according to an embodiment of the present invention, blood sugar measuring means for measuring the blood sugar of the animal; Calorie measuring means for measuring calorie consumption of the animal; And biometric information determination means for determining biometric information of the animal through at least one of the measured blood sugar and calorie consumption.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 동물 생체정보 제어장치의 상기 혈당 측정수단은, 상기 동물의 다리에 부착되는 띠 형상의 스트랩(strap); 상기 스트랩의 제1 내면에 설치되고, 상기 동물의 다리에 적외선을 조사하는 광 조사부; 상기 스트랩이 상기 동물의 다리에 부착된 경우 상기 제1 내면과 마주하는 제2 내면에 설치되고, 상기 적외선 조사부로부터 조사되어 상기 동물의 다리를 투과한 광을 수광하는 수광부; 및 상기 수광된 광량을 통해 상기 동물 다리 내의 혈액 중 글루코오스 농도를 산출하는 혈당 산출부을 포함한다.In addition, the blood sugar measuring means of the animal biological information control apparatus according to an embodiment of the present invention, a strap-shaped strap (strap) attached to the leg of the animal; A light irradiation unit installed on a first inner surface of the strap and irradiating infrared rays to the legs of the animal; A light receiver configured to be installed on a second inner surface facing the first inner surface when the strap is attached to the leg of the animal, and to receive light transmitted from the infrared irradiation unit and transmitted through the leg of the animal; And a blood sugar calculating unit calculating a glucose concentration in the blood in the animal leg through the received amount of light.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 동물 생체정보 제어장치의 상기 칼로리 측정수단은, 상기 동물에 부착되어 상기 동물의 움직임에 따른 가속도 신호를 출력하는 가속도 센서부; 상기 가속도 신호를 통해 상기 동물의 활동패턴에 대응하는 기울기 값을 설정하는 기울기 설정부; 상기 동물에 부착되어 상기 동물의 심박수를 측정하는 심박 센서부; 및 상기 측정된 심박수에서 상기 동물의 평상시 심박수를 차감한 값에 상기 설정된 기울기 값을 곱한 후, 상기 동물의 평상시 칼로리 소비량을 더하여 상기 동물의 칼로리 소비량을 산출하는 칼로리 소비량 산출부을 포함한다.In addition, the calorie measuring means of the animal biological information control apparatus according to an embodiment of the present invention, the acceleration sensor unit is attached to the animal and outputs an acceleration signal according to the movement of the animal; A slope setting unit configured to set a slope value corresponding to the activity pattern of the animal through the acceleration signal; A heart rate sensor unit attached to the animal and measuring a heart rate of the animal; And a calorie consumption calculator configured to calculate the calorie consumption of the animal by multiplying the set slope value by a value obtained by subtracting the animal's normal heart rate from the measured heart rate, and then adding the animal's usual calorie consumption.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 동물 생체정보 제어장치의 상기 생체정보 판단수단은 상기 동물에 대하여 측정한 혈당값이 정상상태의 최저 혈당값을 기준으로 선정된 임계범위에 속하는 경우, 상기 동물의 식욕상태가 배고픔을 느끼는 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the animal information determining means of the animal biometric information control apparatus according to an embodiment of the present invention, if the blood sugar value measured for the animal falls within a threshold range selected based on the lowest blood sugar value in a steady state, the animal The appetite of the state is characterized by judging the feeling of hunger.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 동물 생체정보 제어장치의 상기 생체정보 판단수단은 상기 동물에게 먹이를 공급한 제1 시점 이후 지속하여 측정된 칼로리 누적 소비량이 선정된 값 이상인 경우, 상기 동물의 식욕상태가 배고픔을 느끼는 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the biometric information determining means of the animal biometric information control device according to an embodiment of the present invention, if the accumulated calorie consumption continuously measured after the first time the food is supplied to the animal is more than a predetermined value, Appetite is characterized in that it is determined to be a state of hunger.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 동물 생체정보 제어장치의 상기 생체정보 판단수단은 상기 동물에 대하여 측정한 혈당값이 정상상태의 최저 혈당값을 기준으로 선정된 임계범위에 속하고, 상기 동물에게 먹이를 공급한 제1 시점 이후 지속하여 측정된 칼로리 누적 소비량이 선정된 값 이상인 경우, 상기 동물의 식욕상태가 배고픔을 느끼는 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the biometric information determining means of the animal biometric information control apparatus according to an embodiment of the present invention belongs to a threshold range in which the blood sugar value measured for the animal is selected based on the lowest blood sugar value in a steady state, and the animal If the cumulative calorie consumption continuously measured after the first time the food is supplied to the predetermined value or more, it is characterized in that the appetite state of the animal is determined to be hungry.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 동물 생체정보 제어장치의 상기 생체정보 판단수단은 상기 동물에 대하여 측정한 혈당값이 정상상태의 최저 혈당값 미만이거나 정상상태의 최대 혈당값을 초과하고, 상기 동물에게 먹이를 공급한 제1 시점 이후 지속하여 측정된 칼로리 누적 소비량이 선정된 임계값 미만인 경우, 상기 동물의 혈당계통이 비정상 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the biological information determining means of the animal bio information control device according to an embodiment of the present invention, the blood sugar value measured for the animal is less than the minimum blood sugar value of the normal state or exceeds the maximum blood sugar value of the normal state, When the cumulative calorie consumption continuously measured after the first time point to feed the animal is less than the selected threshold value, characterized in that it is determined that the blood glucose system of the animal is in an abnormal state.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 동물 생체정보 제어장치는, 상기 생체정보 판단수단이 상기 동물이 배고픔을 느끼는 상태인 것으로 판단하는 경우, 상기 동물에 대한 먹이의 공급을 제어하는 먹이공급 제어수단을 더 포함한다.In addition, the animal biometric information control device according to an embodiment of the present invention, when the biological information determining means determines that the animal feels hungry, food supply control means for controlling the supply of food to the animal It includes more.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 동물 생체정보 제어장치는, 상기 동물의 항문근처 근육의 근전도 파형을 측정하여 상기 생체정보 판단수단으로 전송하는 근전도 측정수단; 및 상기 생체정보 판단수단이 상기 근전도 파형 분석을 통해 상기 동물이 배변욕을 느끼는 상태인 것으로 판단하는 경우, 상기 동물에 대한 배변환경의 조성을 제어하는 배변환경 제어수단을 더 포함한다.In addition, the animal biometric information control apparatus according to an embodiment of the present invention, EMG measuring means for measuring the EMG waveform of the muscles near the anus of the animal and transmits to the biometric information determination means; And when the bio-information determining means determines that the animal is in a state of feeling the bowel movement through the EMG waveform analysis, and further comprising a control means for controlling the conversion of the composition of the transformation mirror for the animal.
본 발명의 동물 생체정보 제어장치에 따르면, 동물의 혈당이나 칼로리 소비량 등의 생체신호분석을 통해 보다 정확하게 동물의 식욕상태를 검출함으로써, 동물에 대한 먹이 공급을 보다 합리적이고 효율적으로 구현할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.According to the animal bioinformation control device of the present invention, by detecting the animal's appetite state more accurately through biosignal analysis such as blood sugar or calorie consumption of the animal, it is possible to efficiently and efficiently supply food to the animal. You can get it.
또한, 본 발명의 동물 생체정보 제어장치에 따르면, 동물의 항문근육의 근전도 파형 등의 생체신호분석을 통해 동물의 배변욕 상태를 보다 정확하게 검출하여 배변환경을 조성해 줄 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the animal bioinformation control apparatus of the present invention, it is possible to obtain an effect that can more accurately detect the bowel movement state of the animal through the biosignal analysis, such as the EMG waveform of the anal muscle of the animal to form a transforming mirror.
또한, 본 발명의 동물 생체정보 제어장치에 따르면, 동물의 생체신호에 기반하여 동물에 대한 먹이공급과 배변환경조성을 자동으로 제어함으로써, 인간이 동물을 직접 보살피지 않더라도 동물에게 최적의 생활환경을 조성해 줄 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the animal bioinformation control device of the present invention, by automatically controlling the food supply and embryo transformation and consistency for the animal based on the animal's biological signal, even if humans do not care directly for the animal to create an optimal living environment for the animal The effect can be obtained.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 동물 생체정보 제어장치를 포함하는 애완견 하우스의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 동물 생체정보 제어장치의 혈당 측정수단을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 칼로리 측정수단의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 칼로리 소비량과 심박수 간의 상관관계를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 동물 항문근육의 근전도 파형을 도시한 그래프이다.1 is a view showing an example of a dog house including an animal bio information control device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing blood sugar measuring means of the animal bio information control device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a calorie measuring means according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing a correlation between calorie consumption and heart rate according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the EMG waveform of the animal anal muscle according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 동물 생체정보 제어장치는 크게 동물의 생체정보를 획득하는 생체정보 획득수단, 상기 획득한 생체정보를 통해 동물의 정서상태나 욕구상태를 판단하는 동물상태 판단수단, 및 상기 판단한 동물상태에 대응하여 미리 설정된 이벤트의 수행을 제어하는 이벤트 제어수단을 포함하도록 구현될 수 있다. 이러한 동물 생체정보 제어장치는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 생체정보 획득수단, 상기 동물상태 판단수단, 및 상기 이벤트 제어수단이 동물이 거주하는 하우스의 일부 구성으로 각각 구현될 수 있다. 또한, 상기 생체정보 획득수단은 동물이 착용하는 의복 형태로 구현되고 상기 동물상태 판단수단과 상기 이벤트 제어수단은 동물 관리자의 PC, 노트북, 스마트폰 등 관리자 단말기 형태로 구현될 수도 있다. The apparatus for controlling animal bioinformation according to the present invention includes biological information obtaining means for acquiring biometric information of an animal, animal state determining means for determining an emotional state or a desire state of the animal based on the obtained biometric information, and the determined animal state. It may be implemented to include an event control means for controlling the performance of a predetermined event corresponding to the. The animal bio information control device may be implemented in various forms. For example, the biometric information acquiring means, the animal state determining means, and the event control means may be embodied as some components of the house where the animal resides. In addition, the biometric information acquisition means may be implemented in the form of clothing worn by the animal, the animal state determination means and the event control means may be implemented in the form of a manager terminal, such as a PC, laptop, smartphone of the animal manager.
이와 같이, 본 발명에 따른 동물 생체정보 제어장치의 각 구성은 당업자의 판단에 따라 각 구성요소가 다양한 형태로 구현될 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 동물 생체정보 제어장치가 애완견 하우스의 일부 구성으로 구현되고 애완견의 생체정보를 통해 그에 따른 이벤트의 수행을 제어하는 경우를 예로 들어 설명하나, 본 발명의 구성이 이러한 예에 국한되지 않음은 당업자에게 있어 자명하다.As described above, each component of the apparatus for controlling animal biological information according to the present invention may be implemented in various forms according to the judgment of those skilled in the art. However, in the present specification, for convenience of description, as shown in FIG. 1, the animal biometric information control apparatus is implemented as a part of a pet dog house, and the example will be described to control the performance of the event according to the biometric information of the pet dog. However, it will be apparent to those skilled in the art that the configuration of the present invention is not limited to these examples.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 동물 생체정보 제어장치를 포함하는 애완견 하우스의 일례를 도시한 도면이다.1 is a view showing an example of a dog house including an animal bio information control device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 동물 생체정보 제어장치는, 혈당 측정수단(110), 칼로리 측정수단(120), 생체정보 판단수단(130), 먹이공급 제어수단(140), 먹이공급통(141), 근전도 측정수단(150), 배변환경 제어수단(160), 배변대(161), 및 하우스(101)를 포함한다. 혈당 측정수단(110)은 동물의 혈당을 측정한다. 본 발명의 일실시예에 따른 혈당 측정수단(110)은 비침습 방식을 통해 동물의 혈당을 측정할 수 있다. 이는 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.Animal biological information control apparatus according to an embodiment of the present invention, blood sugar measuring means 110, calorie measuring means 120, biometric information determining means 130, food supply control means 140, food supply container 141 ), The EMG measuring means 150, the displacement mirror control means 160, the
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 동물 생체정보 제어장치의 혈당 측정수단을 도시한 도면이다.2 is a view showing blood sugar measuring means of the animal bio information control device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 혈당 측정수단(110)은 비침습 방식으로 구현될 수 있다. 혈당 측정수단(110)은 스트랩(210), 광 조사부(220), 수광부(230), 및 혈당 산출부(240)를 포함한다. Blood sugar measuring means 110 according to an embodiment of the present invention may be implemented in a non-invasive manner. The blood
스트랩은(210)은 밴드형태로 구현되어 동물의 다리에 착용될 수 있다. 스트랩(210)의 제1 내면에는 광 조사부(220)가 설치될 수 있다. 광 조사부(220)는 상기 동물의 다리에 적외선을 조사한다. 광 조사부(220)는 레이저 다이오드로부터 방출되는 파장범위 0.8-2.5㎛의 근적외광을 연속적으로 미세 분할한 광을 조사할 수 있다.
음향광학 가변진동 필터의 매질은 복굴절 결정 분광재료로 이루어진다. 음향광학 가변진동 필터에서는 음향진동이 복굴절 결정에 가해지면, 주기적인 밀도 변화가 발생하며, 밀도 변화에 따른 굴절율의 변화가 음향 진동 방향으로 파상적으로 전파된다. 따라서, 그곳에 광이 입사되면 각 파면의 굴절율에 따른 일부의 광선이 반사된다. 각각의 행정 길이의차가 발생하며, 근적외광이 출력되도록 설계된다. 복굴절 결정 분광재료로서는 특별히 한정되지 않으며 임의로 선택할 수 있는데, 혈중 글루코오스의 측정에는 파장범위 0.8∼2.5㎛의 미세분할된 조사광을 출력할 수 있는 복굴절 결정 분광재료를 선택하면 좋다. 예를 들면, 이산화텔루르(TeO2), 니오븀산리튬(LiNbO 3), 탈륨산리튬(LiTaO3), 인화갈륨(GaP), 몰리브덴산납(PbMoO 4), 게르마늄(Ge), 인화인듐(InP), 셀렌화비소탈륨(Ti3 AsSe3 ), 석영유리(SiO 2 ), 방해석(CaCO3 ), 물(H2 O) 등을 들 수 있는데, 근적외광의 파장을 미세분할한 광이 얻어지도록 재료의 종류, 조성 등을 제어한 것이 바람직하며, 특히 이산화텔루르가 바람직하다.The medium of the acoustooptic variable vibration filter consists of birefringent crystal spectroscopy. In the acoustooptic variable vibration filter, when the acoustic vibration is applied to the birefringent crystal, a periodic density change occurs, and a change in the refractive index according to the density change propagates wavewise in the acoustic vibration direction. Therefore, when light is incident thereon, some rays are reflected according to the refractive index of each wavefront. Differences in the length of each stroke occur and are designed to output near infrared light. The birefringent crystal spectral material is not particularly limited and can be selected arbitrarily. For the measurement of blood glucose, a birefringent crystal spectral material capable of outputting finely divided irradiation light having a wavelength range of 0.8 to 2.5 μm may be selected. For example, tellurium dioxide (TeO 2), lithium niobate (LiNbO 3), lithium thalliumate (LiTaO 3), gallium phosphide (GaP), lead molybdate (PbMoO 4), germanium (Ge), indium phosphide (InP), selenium Arsenic thallium (Ti3 AsSe3), quartz glass (SiO 2), calcite (CaCO 3), water (H 2 O), and the like, and the like. It is preferable to control, and tellurium dioxide is especially preferable.
이와 같은 복굴절 결정 분광재료를 사용함으로써 얻어지는 근적외광의 인체 조사에 의해 글루코오스의 농도 산출에 유효한 흡광도 스펙트럼을 형성시킬 수 있다. 본 발명의 혈당치 측정에 사용되는 바람직한 음향광학 가변파장필터는 예를 들어, 미국 특허 제 5,120,961 호 및 일본특허공보 10-512678호에 기재되어 있는 초음파 광학 튜너블 필터(AOTF) 등으로 구현될 수 있다. By absorbing near-infrared light obtained by using such a birefringent crystal spectroscopic material, an absorbance spectrum effective for calculating the concentration of glucose can be formed. The preferred acoustooptic variable wavelength filter used to measure the blood glucose level of the present invention may be implemented, for example, by an ultrasonic optical tunable filter (AOTF) described in US Pat. No. 5,120,961 and Japanese Patent Publication No. 10-512678. .
피측정 대상물에 조사되는 파장범위 0.8∼2.5㎛의 근적외광 파장을 연속적으로 미세분할한 광은 분해능이 0.001㎛ 이하인 미세한 분광이며, 파장분해로서는 1nm 이하의 것으로 구현될 수 있다. 이와 같이 미세하게 분할한 광을 조사광으로 함으로써 다점계측이 가능하며, 단백과 글루코오스의 결합 형태에 의해 몇 개의 변성체로서 존재하며, 각각 다른 파장에 의한 흡광을 일으키는 다양한 혈중 글루코오스를 포착할 수 있다.The light obtained by continuously dividing the near infrared light wavelength in the wavelength range of 0.8 to 2.5 μm irradiated to the object to be measured is a fine spectral having a resolution of 0.001 μm or less, and may be implemented to have a wavelength resolution of 1 nm or less. By using the finely divided light as the irradiation light, multi-point measurement is possible, and it is possible to capture various blood glucoses, which exist as several modified bodies due to the binding form of protein and glucose, and each of which causes absorption by different wavelengths. .
수광부(230)는 상기 제1 내면과 마주하는 제2 내면에 설치된다. 수광부(230)는 광 조사부(220)로부터 조사되어 상기 동물의 다리를 투과한 광을 수광한다. 수광부(230)는 광전변환공정에 의하여 흡광도 스펙트럼을 가진 검출신호를 출력한다. 수광부(230)는, 예를 들면 세라믹 기판상에 다결정막으로서 제작되는 것이 사용될 수 있다. 수광재료로서는 상기 투과광을 효율적으로 집광할 수 있는 재질의 것을 채용하는 것이 바람직하며, 예를 들면 Pbs, In-Ga-As 등을 사용할 수 있다.The
혈당 산출부(240)는 상기 수광된 광량을 통해 상기 동물 다리 내의 혈액 중 글루코오스 농도를 산출한다. 혈당 산출부(240)는 흡광도 스펙트럼을 해석 연산하여 글루코오스 농도로 환산할 수 있는데, 연산전자회로 및 해석전자회로로 구성될 수 있다. 혈당산출부(240)는 선정된 혈액 스펙트럼 데이터를 통해, 그에 포함된 혈중 글루코오스 농도에 따른 스펙트럼 데이터와 대조·대비함으로써, 해당하는 것으로부터 혈중 글루코오스 농도의 측정 결과를 얻을 수 있다.The
또한, 혈당 산출부(240)는 유무선 통신모듈을 포함할 수 있는데, 이를 통해 측정한 동물의 혈당정보를 생체정보 판단수단으로 전송할 수 있다.In addition, the blood
다시 도 1을 참조하면, 칼로리 측정수단(120)은 상기 동물의 칼로리 소비량을 측정한다. 칼로리 측정수단(120)은 동물의 심박수를 측정하여 칼로리 소비량을 산출할 수 있는데, 이는 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.Referring back to FIG. 1, the
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 칼로리 측정수단의 구성을 도시한 블록도이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 칼로리 소비량과 심박수 간의 상관관계를 도시한 그래프이다.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a calorie measuring means according to an embodiment of the present invention. 4 is a graph showing a correlation between calorie consumption and heart rate according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 칼로리 측정수단(300)은 가속도 센서부(310), 심박 센서부(320), 기울기 설정부(330), 칼로리 소비량 산출부(340), 및 통신모듈(350)을 포함한다.Calorie measuring means 300 according to an embodiment of the present invention is the
가속도 센서부(310)는 상기 동물에 부착되어 상기 동물의 움직임에 따른 가속도 신호를 출력한다. 가속도 센서부(310)는 가속도계, 플럭스게이트(Fluxgate) 센서, 및 자이로스코프(Gyroscope)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 가속도계는 사용자의 움직임에 따른 3축(X, Y, Z) 방향의 진동에 대한 가속도 신호를 생성할 수 있다. 또한, 가속도 센서부(310)는 중력 등의 외부 가속도 신호를 더 생성할 수도 있다.The
심박 센서부(320)는 상기 동물에 부착되어 상기 동물의 심박수를 측정한다. 상기 심박수 측정을 위하여, 심박 센서부(320)는 심박수 측정 분야에서 일반적으로 사용될 수 있는 압전센서 또는 광전센서 등을 하나 이상 포함할 수 있다.Heart
기울기 설정부(330)는 상기 가속도 신호를 통해 상기 동물의 활동패턴에 대응하는 기울기 값을 설정한다. 상기 기울기 값의 설정에 대한 설명을 위해서는 우선 심박수와 칼로리 소비량의 관계에 따른 칼로리 소비량 계산 방법의 원리에 대한 이해가 선행되어야 할 것이다. The
동물의 심박수와 칼로리 소비량은 서로 비례관계에 있다. 운동의 강도가 높아질수록 심박수가 증가하고, 그에 따라 소비되는 칼로리가 증가함은 자명할 것이다. 따라서, 상기 심박수 및 칼로리 소비량은 그래프상에 선형적(Linear) 관계를 갖도록 표시될 수 있다. 다만, 이는 동물이 운동을 수행할 경우에만 해당될 수 있고, 사용자가 운동을 수행하지 않는 평상시에는 각 사용자의 신체적 특성에 따라 심박수와 칼로리 소비량과의 관계가 정의될 수 있다. Animal heart rate and calorie consumption are proportional to each other. As the intensity of the exercise increases, the heart rate increases and thus the calories consumed increases. Therefore, the heart rate and calorie consumption can be displayed to have a linear relationship on the graph. However, this may be applicable only when the animal performs the exercise, and in normal times when the user does not exercise, the relationship between the heart rate and calorie consumption may be defined according to the physical characteristics of each user.
또한, 운동 종류에 따라 심박수의 증가 속도가 달라지므로, 운동 종류는 상기 칼로리 소비량 계산에 있어 하나의 변수가 될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 동일한 평상시 심박수를 갖는 경우라도 동물이 수행하는 운동이 달리기인 경우가 걷기의 경우보다 칼로리 소비량이 많음은 자명한 일이다. 이는 하나의 변수로 작용할 수 있다. In addition, since the rate of increase in heart rate varies according to the type of exercise, the type of exercise may be one variable in the calorie consumption calculation. As shown in Figure 4, even if they have the same normal heart rate, it is obvious that the exercise performed by the animal is higher in calorie consumption than in the case of walking. This can act as a variable.
이러한 원리에 따라, 칼로리 소비량 산출부(340)는 상기 측정된 심박수에서 상기 동물의 평상시 심박수를 차감한 값에 상기 설정된 기울기 값을 곱한 후, 상기 동물의 평상시 칼로리 소비량을 더하여 상기 동물의 칼로리 소비량을 산출할 수 있다. 즉, 평상시 심박수 및 평상시 칼로리 소비량을 우선 측정하고, 칼로리 소비량을 측정하고자 하는 시점에서의 상기 동물의 심박수를 측정하며, 동물의 운동상태에 따른 기울기 값을 설정하여 칼로리 소비량을 산출할 수 있다. 칼로리 소비량 산출부(340)가 측정한 칼로리 소비량은 통신모듈(350)을 통해 생체정보 판단수단(130)으로 전송될 수 있다. According to this principle, the
다시 도 1을 참조하면, 생체정보 판단수단(130)은 상기 측정한 상기 혈당 및 상기 칼로리 소비량 중 어느 하나 이상을 통해 상기 동물의 생체정보를 판단한다. 생체정보 판단수단(130)은 상기 동물에 대하여 측정한 혈당값이 정상상태의 최저 혈당값을 기준으로 선정된 임계범위에 속하는 경우, 상기 동물의 식욕상태가 배고픔을 느끼는 상태인 것으로 판단할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the biometric
또한, 생체정보 판단수단(130)은 상기 동물에게 먹이를 공급한 제1 시점 이후 지속하여 측정된 칼로리 누적 소비량이 선정된 값 이상인 경우, 상기 동물의 식욕상태가 배고픔을 느끼는 상태인 것으로 판단할 수 있다. 또한, 생체정보 판단수단(130)은 상기 동물에 대하여 측정한 혈당값이 정상상태의 최저 혈당값을 기준으로 선정된 임계범위에 속하고, 상기 동물에게 먹이를 공급한 제1 시점 이후 지속하여 측정된 칼로리 누적 소비량이 선정된 값 이상인 경우, 상기 동물의 식욕상태가 배고픔을 느끼는 상태인 것으로 판단할 수 있다.In addition, the biometric
또한, 생체정보 판단수단(130)은 상기 동물에 대하여 측정한 혈당값이 정상상태의 최저 혈당값 미만이거나 정상상태의 최대 혈당값을 초과하고, 상기 동물에게 먹이를 공급한 제1 시점 이후 지속하여 측정된 칼로리 누적 소비량이 선정된 임계값 미만인 경우, 상기 동물의 혈당계통이 비정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.In addition, the biological
먹이공급 제어수단(140)은 생체정보 판단수단(130)이 상기 동물이 배고픔을 느끼는 상태인 것으로 판단하는 경우, 상기 동물에 대한 먹이의 공급을 제어할 수 있다. 먹이공급 제어수단(140)은 생체정보 판단수단(130)이 판단한 동물의 배고픔 정도(예를 들어, 1단계 내지 5단계 등)에 대응하여 먹이의 양을 제어할 수 있다. 먹이공급 제어수단(140)은 먹이 공급통(141)의 이동을 제어하여 먹이공급을 제어할 수 있다.The food
근전도 측정수단(150)은 상기 동물의 항문근처 근육의 근전도 파형을 측정하여 상기 생체정보 판단수단으로 전송한다. 동물의 배변욕구를 파악하기 위하여 항문근처의 근육에 근전도 측정을 위한 전극을 부착하여 근전도의 크기정도를 평상시의 상태와 비교함으로써 배변을 참기 위해 근육을 긴장시키는지의 여부를 파악하여 이 애완동물이 배변을 참고 있는지를 감지할 수 있다. 수축기 후의 일정 시간 이상의 휴식기가 지나면 배변이 이루어지는 것으로 판단할 수 있으므로, 현재 동물의 배설기관 근방의 근육의 근전도의 파형을 통해 동물의 상태를 알 수 있다.The EMG measuring means 150 measures the EMG waveform of the muscles near the anus of the animal and transmits the EMG waveform to the biological information determining means. To determine the animal's need for bowel movements, an electrode for measuring electromyography is attached to the muscle near the anus, and the magnitude of the electromyography is compared with the usual state to determine whether the muscle is strained to resist defecation. You can detect if there is a reference. It can be determined that the bowel movement occurs after a certain period of rest after the systolic period, the current state of the animal can be known through the waveform of the EMG of the muscles near the excretory organ of the animal.
도 5에 도시된 바와 같이, 동물의 휴식시에는 기초 전기 활성이 보이고, 변을 참기 위해 항문괄약근을 수축시키면 전기적 활성이 증가한다. 배변을 할 때처럼 힘을 주면(배변 긴장) 항문괄약근은 이완되고 전기 활성이 감소된다. 근전도의 크기는 영클리핑(zero-clipping)과 평탄화(smoothing)과정으로 이루어지는 엔빌로프 디텍션(envelope detection)방법에 의하여 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 구해질 수 있다.As shown in FIG. 5, the basal electrical activity is seen at rest of the animal, and the electrical activity increases when the anal sphincter is contracted to withstand stools. As with bowel movements, applying force (fecal tension) relaxes the anal sphincter and reduces electrical activity. The magnitude of EMG can be easily obtained by one of ordinary skill in the art by an envelope detection method consisting of zero-clipping and smoothing processes.
배변환경 제어수단(160)은 배변통(161)의 이동제어를 통해 생체정보 판단수단(130)이 상기 근전도 파형 분석을 통해 상기 동물이 배변욕을 느끼는 상태인 것으로 판단하는 경우, 상기 동물에 대한 배변환경의 조성을 제어할 수 있다. When the bowel movement control means 160 determines that the animal feels a bowel movement through the analysis of the EMG waveform through the movement control of the
본 발명에 따른 동물 생체정보 제어장치의 동물 생체정보 제어방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The animal biometric information control method of the animal biometric information control apparatus according to the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. The medium may be a transmission medium such as an optical or metal line, a wave guide, or the like, including a carrier wave for transmitting a signal designating a program command, a data structure, or the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.
101: 하우스
110: 혈당 측정수단
120: 칼로리 측정수단
130: 생체정보 판단수단
140: 먹이공급 제어수단
141: 먹이공급통
150: 근전도 측정수단
160: 배변환경 제어수단
161: 배변통101: house
110: blood glucose measurement means
120: calorie measuring means
130: biological information determining means
140: food supply control means
141: feeding container
150: EMG measuring means
160: double conversion mirror control means
161: bowel pain
Claims (9)
상기 동물의 칼로리 소비량을 측정하는 칼로리 측정수단; 및
상기 측정한 상기 혈당 및 상기 칼로리 소비량 중 어느 하나 이상을 통해 상기 동물의 생체정보를 판단하는 생체정보 판단수단
를 포함하는 것을 특징으로 하는 동물 생체정보 제어장치.Blood sugar measuring means for measuring blood sugar of an animal;
Calorie measuring means for measuring calorie consumption of the animal; And
Biometric information determination means for determining biometric information of the animal through at least one of the measured blood sugar and calorie consumption
Animal bio information control device comprising a.
상기 혈당 측정수단은,
상기 동물의 다리에 부착되는 띠 형상의 스트랩(strap);
상기 스트랩의 제1 내면에 설치되고, 상기 동물의 다리에 적외선을 조사하는 광 조사부;
상기 스트랩이 상기 동물의 다리에 부착된 경우 상기 제1 내면과 마주하는 제2 내면에 설치되고, 상기 광 조사부로부터 조사되어 상기 동물의 다리를 투과한 광을 수광하는 수광부; 및
상기 수광된 광량을 통해 상기 동물 다리 내의 혈액 중 글루코오스 농도를 산출하는 혈당 산출부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 동물 생체정보 제어장치.The method of claim 1,
The blood sugar measuring means,
A strap shaped strap attached to the leg of the animal;
A light irradiation unit installed on a first inner surface of the strap and irradiating infrared rays to the legs of the animal;
A light receiver configured to be installed on a second inner surface facing the first inner surface when the strap is attached to the leg of the animal and to receive light transmitted from the light irradiating portion and transmitted through the leg of the animal; And
Blood sugar calculation unit for calculating the concentration of glucose in the blood in the animal leg through the received light amount
Animal bio information control device comprising a.
상기 칼로리 측정수단은,
상기 동물에 부착되어 상기 동물의 움직임에 따른 가속도 신호를 출력하는 가속도 센서부;
상기 가속도 신호를 통해 상기 동물의 활동패턴에 대응하는 기울기 값을 설정하는 기울기 설정부;
상기 동물에 부착되어 상기 동물의 심박수를 측정하는 심박 센서부; 및
상기 측정된 심박수에서 상기 동물의 평상시 심박수를 차감한 값에 상기 설정된 기울기 값을 곱한 후, 상기 동물의 평상시 칼로리 소비량을 더하여 상기 동물의 칼로리 소비량을 산출하는 칼로리 소비량 산출부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 동물 생체정보 제어장치.The method of claim 1,
The calorie measuring means,
An acceleration sensor unit attached to the animal and outputting an acceleration signal according to the movement of the animal;
A slope setting unit configured to set a slope value corresponding to the activity pattern of the animal through the acceleration signal;
A heart rate sensor unit attached to the animal and measuring a heart rate of the animal; And
A calorie consumption calculator for calculating the calorie consumption of the animal by multiplying the set slope value by the value obtained by subtracting the animal's normal heart rate from the measured heart rate, and then adding the animal's usual calorie consumption
Animal bio information control device comprising a.
상기 생체정보 판단수단은 상기 동물에 대하여 측정한 혈당값이 정상상태의 최저 혈당값을 기준으로 선정된 임계범위에 속하는 경우, 상기 동물의 식욕상태가 배고픔을 느끼는 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 동물 생체정보 제어장치.The method of claim 1,
The biological information determining means determines that the animal's appetite is hungry when the blood glucose value measured for the animal falls within a threshold range selected based on the lowest blood sugar value in a normal state. Animal biological information control device.
상기 생체정보 판단수단은 상기 동물에게 먹이를 공급한 제1 시점 이후 지속하여 측정된 칼로리 누적 소비량이 선정된 값 이상인 경우, 상기 동물의 식욕상태가 배고픔을 느끼는 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 동물 생체정보 제어장치.The method of claim 1,
The animal information determining means determines that the appetite state of the animal is a state of hunger if the cumulative calorie consumption continuously measured after the first time point of feeding the animal is equal to or greater than a predetermined value. Biological information control device.
상기 생체정보 판단수단은 상기 동물에 대하여 측정한 혈당값이 정상상태의 최저 혈당값을 기준으로 선정된 임계범위에 속하고, 상기 동물에게 먹이를 공급한 제1 시점 이후 지속하여 측정된 칼로리 누적 소비량이 선정된 값 이상인 경우, 상기 동물의 식욕상태가 배고픔을 느끼는 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 동물 생체정보 제어장치.The method of claim 1,
The bioinformation determining means includes a cumulative consumption amount of calories measured after the first time point at which the blood sugar value measured for the animal falls within a threshold range selected on the basis of the lowest blood sugar value in a normal state and is fed to the animal. When the animal is greater than or equal to the predetermined value, the animal bioinformation control device according to claim 1, wherein the animal's appetite state is determined to be hungry.
상기 생체정보 판단수단은 상기 동물에 대하여 측정한 혈당값이 정상상태의 최저 혈당값 미만이거나 정상상태의 최대 혈당값을 초과하고, 상기 동물에게 먹이를 공급한 제1 시점 이후 지속하여 측정된 칼로리 누적 소비량이 선정된 임계값 미만인 경우, 상기 동물의 혈당계통이 비정상 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 동물 생체정보 제어장치.The method of claim 1,
The bioinformation determining means accumulates calories measured continuously after the first time point at which the blood glucose value measured for the animal is less than the minimum blood sugar value in the normal state or exceeds the maximum blood sugar value in the normal state and the animal is fed food. And when the consumption amount is less than a predetermined threshold value, determining that the blood glucose system of the animal is in an abnormal state.
상기 생체정보 판단수단이 상기 동물이 배고픔을 느끼는 상태인 것으로 판단하는 경우, 상기 동물에 대한 먹이의 공급을 제어하는 먹이공급 제어수단
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동물 생체정보 제어장치.The method of claim 1,
Food supply control means for controlling the supply of food to the animal when the biological information determining means determines that the animal feels hungry
Animal bio information control device further comprising.
상기 동물의 항문근처 근육의 근전도 파형을 측정하여 상기 생체정보 판단수단으로 전송하는 근전도 측정수단; 및
상기 생체정보 판단수단이 상기 근전도 파형 분석을 통해 상기 동물이 배변욕을 느끼는 상태인 것으로 판단하는 경우, 상기 동물에 대한 배변환경의 조성을 제어하는 배변환경 제어수단
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동물 생체정보 제어장치.The method of claim 1,
EMG measuring means for measuring the EMG waveform of the muscles near the anal muscle of the animal and transmits to the biological information determination means; And
When the bio-information determining means determines that the animal is in a state of feeling the bowel movement through the analysis of the EMG waveform, the transformation pathoscope control means for controlling the composition of the transforming mirror for the animal
Animal bio information control device further comprising.
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---|---|---|---|
KR1020120010120A KR20130100815A (en) | 2012-02-01 | 2012-02-01 | Apparatus of controlling animal biometric information |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015178604A1 (en) * | 2014-05-21 | 2015-11-26 | Design Craft Co., Ltd. | Companion animal weight care system and service method with electronic chart |
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WO2023153664A1 (en) * | 2022-02-10 | 2023-08-17 | 김대성 | Animal control device and animal control system including same |
-
2012
- 2012-02-01 KR KR1020120010120A patent/KR20130100815A/en not_active Application Discontinuation
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