KR20150059195A - 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치 및 그 방법 - Google Patents

피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 피실험자에게 소정의 행동을 요구하는 행동 자극원들이 저장된 데이터베이스, 상기 데이터베이스에 저장된 행동 자극원 중 적어도 하나의 행동 자극원을 피실험자에게 제공하는 행동 자극원 제공부, 제공된 행동 자극원에 대한 피실험자의 행동반응을 센싱하는 센서부, 센싱된 피실험자의 행동반응을 분석하여 기준 반응특징정보를 생성하는 반응특징정보 생성부 및 생성된 기준 반응특징정보를 기초로, 하나 이상의 행동 자극원이 소정의 순서로 구성된 제1훈련 시나리오를 생성하는 훈련 시나리오 생성부를 포함하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치가 설명된다.

Description

피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치 및 그 방법{APPARATUS PROVIDING TRAINING SCENARIO GENERATED ON THE BASIS OF PARTICIPANT REACTION AND METHOD THEREOF}
본 발명은 피실험자에게 사회적 상호작용 기능향상을 위한 훈련 시나리오를 제공하는 장치에 관련된 것으로, 더욱 구체적으로는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치에 관련된다.
발달장애(자폐증)를 치료하기 위해서 눈맞춤, 호명반응등과 같은 다양한 행동 자극원을 환자에게 제공함으로써 환자가 타인과의 교감을 형성하는 것이 중요하다. 일반적으로 발달장애아를 치료하기 위해서는 치료사가 환자에게 다양한 행동 자극원을 제공하고, 그 결과를 분석하여 다른 행동 자극원 또는 다른 치료행위를 수행해 나간다. 그러나 이러한 방식은 치료사 개개인의 전문 능력의 차이가 있는 문제점이 있다.
또한 발달장애 환자에게 행동 자극원을 제공하는 장치가 개발되었다. 장치는 미리 정해진 순서로 행동 자극원을 제공하고, 각 행동 자극원에 대한 반응을 수치화한다. 그리고 치료사는 이 수치를 보고 발달장애 환자의 상태를 판단하고 적절한 치료를 수행하게 된다.
그러나 이러한 장치는 발달장애 환자의 성격이나 선호도, 호감도 등을 고려하지 않고, 일률적으로 행동 자극원이 제공되며, 결국에는 치료사의 임상적 판단을 요구하게 된다. 즉, 이러한 장치만으로 치료사를 대체할 수는 없는 문제점이 있다.
한국공개특허 10-2013-0058173
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 치료사의 임상적 판단 정보를 축적하여 이를 이용함과 아울러, 발달장애 환자의 개인적인 상태 및 자극원에 대한 반응을 고려하여 치료를 수행할 수 있는 장치가 요구된다.
일 실시예에 따른 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치는 피실험자에게 소정의 행동을 요구하는 행동 자극원들이 저장된 데이터베이스, 상기 데이터베이스에 저장된 행동 자극원 중 적어도 하나의 행동 자극원을 피실험자에게 제공하는 행동 자극원 제공부, 제공된 행동 자극원에 대한 피실험자의 행동반응을 센싱하는 센서부, 센싱된 피실험자의 행동반응을 분석하여 기준 반응특징정보를 생성하는 반응특징정보 생성부 및 생성된 기준 반응특징정보를 기초로, 하나 이상의 행동 자극원이 소정의 순서로 구성된 제1훈련 시나리오를 생성하는 훈련 시나리오 생성부를 포함한다.
또한, 상기 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치에서, 상기 소정의 행동은, 인사하기, 눈맞춤, 호명반응, 터치게임, 특정지점 응시하기, 특정 자세 취하기를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치에서, 상기 행동 자극원 제공부는, 디스플레이, 스피커, 관절을 가진 암(arm) 또는 다리 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치에서, 상기 센서부는, 카메라, 마이크로폰, 모션인식 센서, 터치감지 센서 중 적어도 하나를 포함하는 비부착식 센서부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치에서, 상기 센서부는, EEG(Electroencephalogram) 센서, EDA(Electro dermal activity) 센서, HRV(Heart rate variability) 센서 중 적어도 하나를 포함하는 부착식 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치에서, 상기 행동 자극원 제공부는, 생성된 제1훈련 시나리오를 기초로 상기 제1훈련 시나리오에 포함되는 행동 자극원을 피실험자에게 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치에서, 상기 반응특징정보 생성부는, 상기 제1훈련 시나리오를 기초로 제공된 행동 자극원 각각에 대한 피실험자의 행동반응을 분석하여 제1 반응특징정보를 생성하고, 상기 훈련 시나리오 생성부는,
생성된 제1 반응특징정보를 기초로 제2훈련 시나리오를 생성하되, 상기 제2 훈련 시나리오는 하나 이상의 행동 자극원이 소정의 순서로 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치에서, 상기 반응특징정보 생성부는, 피실험자의 반응 개시시간, 반응 빈도수, 반응 지속시간, 반응 강도, 반응 정확도 중 적어도 하나를 이용하여 상기 기준 반응특징정보 또는 제1 반응특징정보를 생성하는 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치에서, 상기 기준 반응특징정보 및 제1 반응특징정보는, 피실험자의 감정상태, 행동 자극원에 대한 친밀도 및 선호도 중 적어도 하나에 관련된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치에서, 상기 데이터베이스는, 상기 제1훈련 시나리오를 기초로 제공된 행동 자극원 각각에 대한 피실험자의 행동반응에 대한 보상 행동 자극원을 더 포함하되, 상기 보상 행동 자극원은, 피실험자, 피실험자와 관련된 구성원 또는 캐릭터에 대한 영상, 과장된 칭찬 음성, 멜로디, 특정 모션 정보 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 행동 자극원 제공부는 상기 보상 행동 자극원을 피실험자에게 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치에서, 상기 행동 자극원 제공부는, 상기 제1훈련 시나리오를 기초로 제공된 행동 자극원 각각에 대한 피실험자의 행동반응의 크기 및 종류에 따라서 보상 행동 자극원의 크기 및 종류를 변화시켜 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치에서, 상기 데이터베이스는, 상기 기준 반응특징정보 및 제1 반응특징정보를 저장하고, 상기 훈련 시나리오 생성부는, 상기 데이터베이스에 저장된 상기 기준 반응특징정보 및 제1 반응특징정보를 기초로 상기 제2훈련 시나리오를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치에서, 상기 훈련 시나리오 생성부는, 소정 횟수 반복되는 행동 자극원을 상기 제1훈련 시나리오 또는 제2훈련 시나리오에 포함시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치에서, 실험자 입력을 수신하는 실험자 입력부를 더 포함하고, 상기 제1훈련 시나리오 또는 제2훈련 시나리오에 포함되는 행동 자극원 및 순서는 실험자 입력에 의해 변경 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치에서, 피실험자의 상태에 대한 실험자 입력을 수신하는 실험자 입력부를 더 포함하고, 상기 훈련 시나리오 생성부는, 상기 실험자 입력, 기준 반응특징정보 및 제1 반응특징정보를 기초로 제2훈련 시나리오를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치에서, 상기 장치가 이동하기 위한 이동수단을 더 포함하고, 상기 센서부는, 피실험자 식별을 위한 카메라부를 더 포함하되, 상기 장치는 식별된 피실험자에게 이동하여 상기 행동 자극원을 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 방법은 피실험자에게 소정의 행동을 요구하는 행동 자극원을 피실험자에게 제공하는 단계, 제공된 행동 자극원에 대한 피실험자의 행동반응을 센싱하는 단계, 센싱된 피실험자의 행동반응을 분석하여 기준 반응특징정보를 생성하는 단계 및 생성된 기준 반응특징정보를 기초로, 하나 이상의 행동 자극원이 소정의 순서로 구성된 제1훈련 시나리오를 생성하는 단계를 포함한다.
또한 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 방법에서, 상기 소정의 행동은, 인사하기, 눈맞춤, 호명반응, 터치게임, 특정지점 응시하기, 특정 자세 취하기를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 방법은 상기 제1훈련 시나리오를 기초로 제공된 행동 자극원 각각에 대한 피실험자의 행동반응을 분석하여 제1 반응특징정보를 생성하는 단계 및 제1 반응특징정보를 기초로, 제2 훈련 시나리오는 하나 이상의 행동 자극원이 소정의 순서로 구성된 제2훈련 시나리오를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 방법은 상기 제2훈련 시나리오를 피실험자에게 제공하고 피실험자의 행동반응을 센싱하는 단계 및 상기 행동 반응을 기초로, 피실험자와 관련된 구성원 또는 캐릭터에 대한 영상, 과장된 칭찬 음성, 멜로디, 특정 모션 정보 중 적어도 하나를 포함하는 보상 행동 자극원을 피실험자에게 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 피실험자의 개인적인 상태 및 행동 자극원에 대한 반응을 고려하여 피실험자의 치료에 적절한 훈련 시나리오를 제공할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피실험자의 행동반응을 기초로 구성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치에 대한 블록도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피실험자의 행동반응을 기초로 구성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치의 일 예를 나타내는 개략도이다.
도3은 기준 피실험자의 성격을 구분하기 위한 기준을 제공하는 그래프이다.
도4는 본 발 명의 일 실시예에 따른 피실험자의 행동반응을 기초로 구성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치의 동작 메커니즘을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설치된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
본 명세서에 기술된 실시예는 전적으로 하드웨어이거나, 부분적으로 하드웨어이고 부분적으로 소프트웨어이거나, 또는 전적으로 소프트웨어인 측면을 가질 수 있다. 본 명세서에서 "부(unit)", "모듈(module)", "장치" 또는 "시스템" 등은 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 또는 소프트웨어 등 컴퓨터 관련 엔티티(entity)를 지칭한다. 예를 들어, 본 명세서에서 부, 모듈, 장치 또는 시스템 등은 실행중인 프로세스, 프로세서, 객체(object), 실행 파일(executable), 실행 스레드(thread of execution), 프로그램(program), 및/또는 컴퓨터(computer)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨터에서 실행중인 애플리케이션(application) 및 컴퓨터의 양쪽이 모두 본 명세서의 부, 모듈, 장치 또는 시스템 등에 해당할 수 있다.
실시예들이 도면에 제시된 순서도를 참조로 하여 설명되었다. 간단히 설명하기 위하여 상기 방법은 일련의 블록들로 도시되고 설명되었으나, 본 발명은 상기 블록들의 순서에 한정되지 않고, 몇몇 블록들은 다른 블록들과 본 명세서에서 도시되고 기술된 것과 상이한 순서로 또는 동시에 일어날 수도 있으며, 동일한 또는 유사한 결과를 달성하는 다양한 다른 분기, 흐름 경로, 및 블록의 순서들이 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 방법의 구현을 위하여 도시된 모든 블록들이 요구되지 않을 수도 있다. 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 일련의 과정들을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수도 있으며, 상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수도 있다.
또한 본 설명에 있어서, 피실험자는 발달장애 아동일 수 있고, 실험자는 의사 등 치료사일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피실험자의 행동반응을 기초로 구성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치에 대한 블록도이고, 도2는 피실험자의 행동반응을 기초로 구성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치의 일 예를 나타내는 개략도이다.
도1을 참조하면, 일 실시예에서 피실험자의 행동반응을 기초로 구성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치(1000)는 데이터베이스(DB; 100), 행동 자극원 제공부(200), 센서부(300), 반응특징정보 생성부(400) 및 훈련 시나리오 생성부(500)를 포함한다.
데이터베이스(100)는 일시적 또는 비 일시적 기록매체일 수 있다. 데이터베이스(100)는 피실험자에게 소정의 행동을 요구하는 행동 자극원들을 저장할 수 있다. 상기 소정의 행동은 인사하기, 눈맞춤, 호명반응, 터치게임, 특정지점 응시하기, 특정자세 취하기 등을 포함할 수 있다. 즉, 행동 자극원은 피실험자의 심리적 상태 및 개인별 행동 특성을 분석하기 위한 다양한 행동 자극원이다.
일 실시예에서 행동 자극원 제공부(200)는 데이터베이스(100)에 저장된 행동 자극원 중에서 적어도 하나의 행동 자극원을 피실험자에게 제공할 수 있다.
도2를 참조하면, 일 실시예에서, 행동 자극원 제공부(200)는 시각정보를 전달하기 위한 디스플레이(210), 청각정보를 전달하기 위한 스피커(220) 또는 관절을 가진 암(arm; 230) 또는 다리(미도시)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 디스플레이(210)는 복수의 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 복수의 디스플레이 장치는 장치의 다양한 부분에 배치되어 서로 다른 영상을 제공할 수도 있다. 예컨대, 복수의 디스플레이 장치 각각에서 서로 다른 신체부위 또는 과일을 표현할 수 있다.
일 실시예에서, 행동 자극원 제공부(200)는 디스플레이를 통해 "안녕"이라는 문자를 표시하거나, 이 문자와 함께 "안녕"이라는 소리를 출력할 수도 있다. 또 다른 예로서 장치(1000)가 관절을 가진 암을 흔들면서 인사하는 제스쳐를 취하게 할 수도 있다. 즉, 행동 자극원 제공부(200)는 디스플레이, 스피커, 및 장치 자체적인 모션 중 적어도 하나를 통해 피실험자에게 행동 자극원을 전달할 수 있다.
피실험자는 행동 자극원 제공부(200)로부터 제공받은 행동 자극원을 기초로 특정 반응을 한다. 예컨대, 행동 자극원 제공부(200)가 인사하기 및 터치게임을 순차적으로 제공하면, 피실험자는 장치(1000)에게 인사하고, 장치(1000)가 제공하는 터치게임을 수행한다.
이때, 센서부(300)는 제공된 행동 자극원에 대한 피실험자의 행동반응을 센싱할 수 있다. 일 실시예에서 센서부(1000)는 피실험자의 신체에 부착되지 않는 센서로서, 카메라, 마이크로폰, 모션인식 센서, 터치감지 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 카메라는 적외선 카메라, 단안 카메라 또는 이안 카메라(310)일 수 있으며, 모션인식 센서는 카메라로부터 획득한 영상을 처리하여 피실험자의 모션정보를 얻을 수 있다.
터치감지 센서는 터치스크린(330) 또는 장치(1000)의 표면 일부분에 부착된 터치감지 영역(320)일 수 있다. 따라서 피실험자가 터치스크린으로 구성된 디스플레이를 터치하거나 장치(1000)의 터치감지 영역을 터치하는 동작을 감지할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 센서부(1000)는 피실험자의 신체에 부착되는 센서로서 EEG(Electroencephalogram) 센서, EDA(Electro dermal activity) 센서, HRV(Heart rate variability) 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 즉, 피실험자의 머리에 씌우거나, 흉부에 센서를 부착하여, 심전도, 뇌파등을 센싱함으로써 행동 자극원에 응답하는 피실험자의 상태를 더욱 구체적으로 분석할 수 있다.
일 실시예에서, 반응특징정보 생성부(400)는 센싱된 피실험자의 행동반응을 분석하여 기준 반응특징정보를 생성한다. 상기 기준 반응특징정보는 피실험자의 감정상태, 행동 자극원에 대한 친밀도 및 선호도, 적응도를 포함할 수 있다. 상기 감정상태는 피실험자의 즐거움, 놀람, 화가남에 관련되고, 친밀도는 행동 자극원에 대하여 호의적인지 비 호의적인지에 관련된다. 또한 행동 자극원에 대한 선호도는 행동 자극원에 대한 행동반응이 적극적인지 아니면 소극적인지에 관련되고, 적응도는 행동 자극원에 대응이 적절한지 여부에 관련된다. 적응도는 터치게임에서 특히 적용될 수 있다.
도3은 기준 피실험자의 성격을 구분하기 위한 기준을 제공하는 그래프이다. 또 다른 실시예에서 도3을 참조하면, 기준 반응특징정보는 피실험자의 성격을 외향적/내향적, 감정적 안정/불안정을 기준으로 피실험자가 신경질적인지, 우울한지, 침착한지, 낙관적인지 4분류로 구분할 수도 있다.
일 실시예에서, 훈련 시나리오 생성부(500)는 반응특징정보 생성부(400)에서 생성된 기준 반응특징정보를 기초로, 하나 이상의 행동 자극원이 소정의 순서로 구성된 제1훈련 시나리오를 생성할 수 있다. 본 명세서에서 훈련 시나리오는 복수의 행동 자극원이 소정의 순서로 배열된 행동 자극원 세트이다.
훈련 시나리오 생성부(500)는 기준 반응특징정보를 기초로 제1훈련 시나리오에 구성된 행동 자극원을 데이터베이스로부터 선택하고, 이를 배열할 수 있다. 예컨대 기준 반응특징정보에서 피실험자가 신경질적인 성격으로 결정된 경우, 신경질적인 성격의 치료에 적합한 행동 자극원들을 선별하고, 배열한다. 또한, 피실험자가 신경질적이면서 특정 행동 자극원에 대한 적응도가 현저히 떨어지는 경우 해당 행동 자극원을 우선적으로 배치하거나 반복하여 배치할 수도 있다. 따라서 기준 반응특징정보를 기초로 생성된 제1훈련 시나리오는 피실험자의 치료에 더욱 필요한 행동 자극원들로 구성될 수 있다. 즉, 훈련 시나리오 생성부(500)는 피실험자가 치료에 적극적인지 소극적인지를 구분하여 서로 다른 치료방법(행동 자극원 제공)을 수행하게 된다.
또 다른 예를 들면, 같은 그림 맞추기 터치게임이 행동 자극원으로서 제공되고, 사용자가 같은 그림을 거의 맞추지 못한 경우, 기준 반응특징정보는 피실험자가 그림 맞추기 터치게임에 대한 적응도가 낮음을 나타낸다. 훈련 시나리오 생성부(500)는 같은 그림 맞추기 터치게임에 대한 낮은 적응도를 참조하여 제1훈련 시나리오는 같은 그림 맞추기 터치게임을 초기에 배치하거나 반복 배치할 수 있다. 또한, 소극적이거나 적극적인 피실험자의 행동 반응 상태에 따라 훈련 시나리오의 배치를 달리할 수 있다.
상술한 설명에 따르면, 일 실시예에 따른 피실험자의 행동반응을 기초로 구성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치(1000)는 피실험자에게 소정의 행동 자극원을 제공하고, 행동 자극원에 대한 행동반응을 분석하여 피실험자의 성격 및 인지능력을 평가한다. 평가된 피실험자의 성격 및 인지능력은 반응특징정보라고 언급되며, 이 반응특징정보를 기초로 피실험자에게 제공할 행동 자극원들을 선택하고 배열한다. 즉, 최초 제공된 행동 자극원에 대한 응답을 기초로 피실험자의 상태를 판단하고, 피실험자에게 필요한 행동 자극원으로 구성된 훈련 시나리오를 생성한다.
하기에서는 생성된 훈련 시나리오를 더 이용하여 더욱 피실험자에게 최적화된 다른 훈련 시나리오를 생성하는 기능에 대하여 설명한다.
다른 일 실시예에서 반응특징정보 생성부(400)는 제1훈련 시나리오를 기초로 제공된 행동 자극원 각각에 대한 피실험자의 행동반응을 분석하여 제1 반응특징정보를 생성한다. 제1 반응특징정보도 기준 반응특징정보와 유사하게 피실험자의 감정상태, 행동 자극원에 대한 친밀도 및 선호도, 적응도를 포함할 수 있다. 또한 반응특징정보 생성부(400)는 제1훈련 시나리오에 따라 제공된 행동 자극원에 대한 피실험자의 반응 개시시간, 반응 빈도수, 반응 지속시간, 반응 강도, 반응 정확도 중 적어도 하나를 이용하여 제1 반응특징정보를 생성할 수 있다. 또는 피실험자의 성격을 외향적/내향적, 감정적 안정/불안을 기준으로 신경질적인지, 우울한지, 침착한지, 낙관적인지 4분류로 구분할 수도 있다.
최초 행동 자극원이 제공된 경우와 마찬가지로 피실험자는 제1훈련 시나리오에 따라 제공되는 행동 자극원들에 대하여 행동반응을 보이고, 센서부(300)는 피실험자의 행동반응을 센싱하고, 센싱값을 반응특징정보 생성부(400)에 제공할 수 있다.
반응특징정보 생성부(400)는 제1훈련 시나리오를 기초로 제공된 행동 자극원 각각에 대한 피실험자의 행동반응을 분석하여 제1반응특징정보를 생성할 수 있다. 즉, 제1반응 정보는 제1훈련 시나리오에 포함되는 행동 자극원에 대한 피실험자의 행동반응에 대한 분석결과이다.
훈련 시나리오 생성부(500)는 위와 같이 생성된 제1반응특징정보를 기초로 제2훈련 시나리오를 생성할 수 있다. 제2훈련 시나리오는 제1훈련 시나리오와 유사하게 복수의 행동 자극원이 소정의 순서로 배열된 행동 자극원의 세트이다.
즉, 제1훈련 시나리오는 각각의 훈련 시나리오에 포함되는 행동 자극원을 선택함에 있어서 피실험자의 반응에 무관한 행동 자극원에 대한 기준 반응특징정보를 기초로 하지만, 제2훈련 시나리오는 피실험자의 반응결과를 기초로 생성된 행동 자극원에 대한 제1반응특징정보를 기초로 생성되므로, 더욱 피실험자에게 최적화될 수 있다.
다른 일 실시예에서, 데이터베이스(100)는 제1훈련 시나리오를 기초로 제공된 행동 자극원 각각에 대한 피실험자의 행동반응에 대한 보상 행동 자극원을 더 포함할 수 있다. 상기 보상 행동 자극원은, 피실험자, 피실험자와 관련된 구성원 또는 행동 반응을 가질만한 캐릭터에 대한 영상, 과장된 칭찬 음성, 멜로디, 특정 모션 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
행동 자극원 제공부(200)는 디스플레이, 마이크, 발광부, 관절을 가진 암(arm)을 이용하여 보상 행동 자극원을 피실험자에게 제공할 수 있다.
상기 보상 행동 자극원은 피실험자가 좋아하거나 흥미를 가질만한 컨텐츠를 제공하여 피실험자의 적극성을 유도할 수 있다. 또한 보상 행동 자극원으로서, 과장된 칭찬과 멜로디는 피실험자의 행동반응의 동기부여 및 적극성을 향상시키는 효과가 있다.
일 실시예에서 행동 자극원 제공부(200)는 제1훈련 시나리오를 기초로 제공된 행동 자극원 각각에 대한 피실험자의 행동반응의 크기 및 종류에 따라서 보상 자극의 크기 및 종류를 변화시켜 제공할 수도 있다. 예컨대, 인사하기, 눈맞추기, 호명하기 등 행동 자극원에 대한 피실험자의 반응이 연속적으로 높게(정상인에 가깝게) 나타난다면, 그에 대한 보상의 강도를 점진적으로 높이도록 멜로디의 크기를 크게 하거나 종류를 달리하여 피실험자의 의욕을 고취시킬 수 있다.
다른 일 실시예에서, 데이터베이스(100)는 기준 반응특징정보 및 제1 반응특징정보를 저장하고, 훈련 시나리오 생성부(500)는 데이터베이스(100)에 저장된 기준 반응특징정보 및 제1 반응특징정보를 기초로 상기 제2훈련 시나리오를 생성할 수도 있다. 즉, 기준 반응특징정보를 데이터베이스에 저장하여 두었다가, 제1반응특징정보와 함께 기준 반응특징정보를 고려하여 제2훈련 시나리오를 생성할 수도 있다. 이 경우, 피실험자에 대한 반응결과 데이터량이 증가하므로, 피실험자에게 조금 더 최적화된 훈련 시나리오가 생성될 수 있다.
또한 제2훈련 시나리오도 제1훈련 시나리오와 마찬가지로 소정횟수 반복되는 행동 자극원을 포함하여, 피실험자에게 필요한 행동 자극원을 충분히 제공하며 부족한 부분을 집중적으로 치료할 수 있도록 할 수 있다.
다른 일 실시예에서 훈련 시나리오는 반응특징정보 외에 실험자의 입력을 더 이용하여 생성될 수 있다. 즉, 실험자는 훈련 시나리오 생성부가 생성한 훈련 시나리오를 검토하고, 훈련 시나리오에 특정 행동 자극원을 더하거나 뺄 수 있으며, 그 순서를 변경할 수 있다. 즉, 제1훈련 시나리오 또는 제2훈련 시나리오에 포함되는 행동 자극원 및 그 순서는 실험자 입력에 의해 변경될 수 있다.
이와 같은 사용자 입력을 위해, 장치(1000)는 실험자 입력을 수신하는 실험자 입력부를 더 포함할 수 있다. 이러한 실험자 입력부는 장치(1000)에 부탁된 터치 스크린(330)에 통합되거나, 장치(1000)과 무선 통신할 수 있는 임의의 외부장치(미도시)일 수 있다. 장치(1000)는 외부장치와의 무선통신을 위해 통신모듈을 더 포함할 수 있다.
또 다른 일 실시예에서, 피실험자의 행동반응을 기초로 구성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치(1000)는 이동하기 위한 이동수단(600)을 더 포함할 수 있다. 초기에 피실험자의 관심을 끌기 위해서 장치(1000)는 자동으로 피실험자에게 다가와서 행동 자극원을 제공할 수 있다.
이를 위해서, 장치(1000)의 센서부(300)는 피실험자를 식별하기 위한 카메라부를 더 포함할 수 있으며, 센서부(300)는 촬영된 영상에서 피실험자를 식별하고 식별된 피실험자에게 이동할 수 있다.
도4는 본 발 명의 일 실시예에 따른 피실험자의 행동반응을 기초로 구성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치의 동작 메커니즘을 설명하기 위한 흐름도이다.
도4를 참조하면, 단계(S1)에서, 장치(1000)는 피실험자에게 소정의 행동을 요구하는 행동 자극원a 와 행동 자극원b를 순차적으로 제공한다. 상기 행동 자극원a 와 행동 자극원b는 데이터베이스(1000)에 저장되어 있는 복수의 행동 자극원 중에서 피실험자의 행동반응 특징 또는 성격을 기초로 선택될 수 있다. 또는 실험자의 입력에 의해 선택될 수 있다.
단계(S1)에서 행동 자극원a가 제공되면 피실험자는 행동 자극원a에 대한 행동반응a를 보인다. 그 후 행동 자극원b가 제공되고 피실험자는 행동반응b를 보인다. 센서부(300)는 다양한 센서를 이용하여 이러한 행동반응a 및 행동반응b를 센싱한다.
단계(S2)에서, 반응특징정보 생성부(400)는 행동반응a 및 행동반응b를 분석하여 기준 반응특징정보를 생성한다. 도4를 참조하면, 반응특징정보 생성부(400)는 행동반응a에 대한 분석결과 A10과 행동반응b에 대한 분석결과 B3을 산출할 수 있다. 도4의 예에서 기준 반응특징정보는 분석결과 A10과 B3을 포함하게 된다. 상기 A10 또는 B3은 설명의 단순화를 위해 3또는 10과 같은 하나의 숫자로(일차원적으로) 표현한 것이고 행동반응에 대한 분석결과는 더욱 복수의 요소로 표현(고차원 결과)을 가질 수도 있다.
단계(S3)에서, 훈련 시나리오 생성부(500)는 기준 반응특징정보(예컨대 A10, B3)를 기초로 하나 이상의 행동 자극원이 소정의 순서로 구성된 제1훈련 시나리오를 생성할 수 있다. 도4를 참조하면, 훈련 시나리오 생성부(500)는 행동 자극원들(b-b-c-a)로 구성된 제1훈련 시나리오를 생성할 수 있다. 상기 제1훈련 시나리오는 피실험자의 기준 반응특징정보에서 행동 자극원b에 대한 피실험자의 기능을 향상시키기 위해 행동 자극원b를 훈련 초기에 반복하여 배치한 것이다. 이러한 순서 및 반복횟수는 훈련 시나리오를 생성하는 알고리즘에 따라서 상이할 수 있다.
단계(S4)에서 행동 자극원 제공부(200)는 제1훈련 시나리오를 기초로 행동 자극원(b-b-c-a)를 순차적으로 피실험자에게 제공할 수 있다. 이와 함께 센서부(300)행동 자극원(b-b-c-a) 각각에 대한 행동반응을 센싱한다.
단계(S5)에서 반응특징정보 생성부(400)는 행동반응b, 행동반응b', 행동반응c 및 행동반응a를 분석하여 기준 반응특징정보를 생성한다. 예컨대, 제1훈련 시나리오에 반응한 피실험자의 행동반응의 제1 반응특징정보는(B4, B6, C5, A15)일 수 있다.
단계(S6)에서 훈련 시나리오 생성부(500)은 상기 제1 반응특징정보를 기초로 제2훈련 시나리오를 생성할 수 있다. 도4의 예에서 생성된 제2훈련 시나리오는 행동 자극원(c-a-d-f)로 구성된다.
상술한 단계(S1) 내지 단계(S6)은 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 장치(1000)는 피실험자로부터 떨어진 원격지에서 피실험자를 식별하고, 피실험자에게 이동한 뒤 행동 자극원을 제공할 수 있다. 또는 상기 훈련 시나리오는 기준 반응특징정보 및 제1 반응특징정보 중 하나 또는 두 개 모두를 이용하여 생성할 수 있으며, 실험자 입력을 더 이용하여 생성할 수도 있다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 방법을 나타내는 순서도이다. 도5를 참조하면, 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 방법은, 피실험자에게 소정의 행동을 요구하는 행동 자극원을 피실험자에게 제공하는 단계(S10), 제공된 행동 자극원에 대한 피실험자의 행동반응을 센싱하는 단계(S20), 센싱된 피실험자의 행동반응을 분석하여 기준 반응특징정보를 생성하는 단계(S30) 및 생성된 기준 반응특징정보를 기초로, 하나 이상의 행동 자극원이 소정의 순서로 구성된 제1훈련 시나리오를 생성하는 단계(S40)를 포함한다. 여기서 상기 소정의 행동은, 인사하기, 눈맞춤, 호명반응, 터치게임, 특정지점 응시하기, 특정 자세 취하기를 포함할 수 있다.
도6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 방법을 나타내는 순서도이다. 도6을 참조하면, 다른 일 실시예에서 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 방법은 상기 단계(S10-S40)에 더하여, 상기 제1훈련 시나리오를 기초로 제공된 행동 자극원 각각에 대한 피실험자의 행동반응을 분석하여 제1 반응특징정보를 생성하는 단계(S50) 및 제1 반응특징정보를 기초로, 제2 훈련 시나리오는 하나 이상의 행동 자극원이 소정의 순서로 구성된 제2훈련 시나리오를 생성하는 단계(S60)을 더 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 방법은, 도6에 도시된 실시예에 더하여, 상기 제2훈련 시나리오를 피실험자에게 제공하고 피실험자의 행동반응을 센싱하는 단계 및 상기 행동 반응을 기초로, 피실험자와 관련된 구성원 또는 캐릭터에 대한 영상, 과장된 칭찬 음성, 멜로디, 특정 모션 정보 중 적어도 하나를 포함하는 보상 행동 자극원을 피실험자에게 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 도5 및 도6을 통하여 설명된 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 방법은 상기 도1의 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치의 적어도 일부를 이용하여 실행될 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 피실험자에게 소정의 행동을 요구하는 행동 자극원들이 저장된 데이터베이스;
    상기 데이터베이스에 저장된 행동 자극원 중 적어도 하나의 행동 자극원을 피실험자에게 제공하는 행동 자극원 제공부;
    제공된 행동 자극원에 대한 피실험자의 행동반응을 센싱하는 센서부;
    센싱된 피실험자의 행동반응을 분석하여 기준 반응특징정보를 생성하는 반응특징정보 생성부; 및
    생성된 기준 반응특징정보를 기초로, 하나 이상의 행동 자극원이 소정의 순서로 구성된 제1훈련 시나리오를 생성하는 훈련 시나리오 생성부를 포함하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 행동은,
    인사하기, 눈맞춤, 호명반응, 터치게임, 특정지점 응시하기, 특정 자세 취하기를 포함하는 것을 특징으로 하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 행동 자극원 제공부는,
    디스플레이, 스피커, 관절을 가진 암(arm) 또는 다리 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는,
    카메라, 마이크로폰, 모션인식 센서, 터치감지 센서 중 적어도 하나를 포함하는 비부착식 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센서부는,
    EEG(Electroencephalogram) 센서, EDA(Electro dermal activity) 센서, HRV(Heart rate variability) 센서 중 적어도 하나를 포함하는 부착식 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 행동 자극원 제공부는,
    생성된 제1훈련 시나리오를 기초로 상기 제1훈련 시나리오에 포함되는 행동 자극원을 피실험자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 반응특징정보 생성부는,
    상기 제1훈련 시나리오를 기초로 제공된 행동 자극원 각각에 대한 피실험자의 행동반응을 분석하여 제1 반응특징정보를 생성하고,
    상기 훈련 시나리오 생성부는,
    생성된 제1 반응특징정보를 기초로 제2훈련 시나리오를 생성하되,
    상기 제2 훈련 시나리오는 하나 이상의 행동 자극원이 소정의 순서로 구성된 것을 특징으로 하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 반응특징정보 생성부는,
    피실험자의 반응 개시시간, 반응 빈도수, 반응 지속시간, 반응 강도, 반응 정확도 중 적어도 하나를 이용하여 상기 기준 반응특징정보 또는 제1 반응특징정보를 생성하는 특징으로 하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기준 반응특징정보 및 제1 반응특징정보는,
    피실험자의 감정상태, 행동 자극원에 대한 친밀도 및 선호도 중 적어도 하나에 관련된 것을 특징으로 하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 데이터베이스는,
    상기 제1훈련 시나리오를 기초로 제공된 행동 자극원 각각에 대한 피실험자의 행동반응에 대한 보상 행동 자극원을 더 포함하되,
    상기 보상 행동 자극원은, 피실험자, 피실험자와 관련된 구성원 또는 캐릭터에 대한 영상, 과장된 칭찬 음성, 멜로디, 특정 모션 정보 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 행동 자극원 제공부는 상기 보상 행동 자극원을 피실험자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 행동 자극원 제공부는,
    상기 제1훈련 시나리오를 기초로 제공된 행동 자극원 각각에 대한 피실험자의 행동반응의 크기 및 종류에 따라서 보상 행동 자극원의 크기 및 종류를 변화시켜 제공하는 것을 특징으로 하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 데이터베이스는,
    상기 기준 반응특징정보 및 제1 반응특징정보를 저장하고,
    상기 훈련 시나리오 생성부는,
    상기 데이터베이스에 저장된 상기 기준 반응특징정보 및 제1 반응특징정보를 기초로 상기 제2훈련 시나리오를 생성하는 것을 특징으로 하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 훈련 시나리오 생성부는,
    소정 횟수 반복되는 행동 자극원을 상기 제1훈련 시나리오 또는 제2훈련 시나리오에 포함시키는 것을 특징으로 하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치.
  14. 제7항에 있어서,
    실험자 입력을 수신하는 실험자 입력부를 더 포함하고,
    상기 제1훈련 시나리오 또는 제2훈련 시나리오에 포함되는 행동 자극원 및 순서는 실험자 입력에 의해 변경 가능한 것을 특징으로 하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치.
  15. 제7항에 있어서,
    피실험자의 상태에 대한 실험자 입력을 수신하는 실험자 입력부를 더 포함하고,
    상기 훈련 시나리오 생성부는,
    상기 실험자 입력, 기준 반응특징정보 및 제1 반응특징정보를 기초로 제2훈련 시나리오를 생성하는 것을 특징으로 하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 장치가 이동하기 위한 이동수단을 더 포함하고,
    상기 센서부는, 피실험자 식별을 위한 카메라부를 더 포함하되,
    상기 장치는 식별된 피실험자에게 이동하여 상기 행동 자극원을 제공하는 것을 특징으로 하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 장치.
  17. 피실험자에게 소정의 행동을 요구하는 행동 자극원을 피실험자에게 제공하는 단계;
    제공된 행동 자극원에 대한 피실험자의 행동반응을 센싱하는 단계;
    센싱된 피실험자의 행동반응을 분석하여 기준 반응특징정보를 생성하는 단계; 및
    생성된 기준 반응특징정보를 기초로, 하나 이상의 행동 자극원이 소정의 순서로 구성된 제1훈련 시나리오를 생성하는 단계를 포함하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 소정의 행동은,
    인사하기, 눈맞춤, 호명반응, 터치게임, 특정지점 응시하기, 특정 자세 취하기를 포함하는 것을 특징으로 하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1훈련 시나리오를 기초로 제공된 행동 자극원 각각에 대한 피실험자의 행동반응을 분석하여 제1 반응특징정보를 생성하는 단계; 및
    제1 반응특징정보를 기초로, 제2 훈련 시나리오는 하나 이상의 행동 자극원이 소정의 순서로 구성된 제2훈련 시나리오를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제2훈련 시나리오를 피실험자에게 제공하고 피실험자의 행동반응을 센싱하는 단계; 및
    상기 행동 반응을 기초로, 피실험자와 관련된 구성원 또는 캐릭터에 대한 영상, 과장된 칭찬 음성, 멜로디, 특정 모션 정보 중 적어도 하나를 포함하는 보상 행동 자극원을 피실험자에게 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피실험자의 반응을 기초로 생성된 훈련 시나리오를 제공하는 방법.
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