KR20170059665A

KR20170059665A - 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치, 그리고 이를 이용한 운동 학습 방법

Info

Publication number: KR20170059665A
Application number: KR1020150163887A
Authority: KR
Inventors: 이만홍
Original assignee: 주식회사 엠글리쉬
Priority date: 2015-11-23
Filing date: 2015-11-23
Publication date: 2017-05-31
Also published as: KR101881774B1

Abstract

본 발명은 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치, 그리고 이를 이용한 운동 학습 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 센서부(110)로부터 학습자의 음소 운동에 해당하는 자음, 모음 입 동작을 인식하여 분석하는 음소 인식 수단(131a); 음소 인식 수단(131a)에 의한 입 모양 및 혀 모양에 따른 음소 분석의 결과를 활용해, 학습자의 음절 운동에 대한 인식을 통해 분석을 수행하는 음절 인식 수단(131b); 및 음절 인식 수단(131b)에 의해 분석된 단어가 결합된 의사소통(communication)의 단위인 문장(sentences)을 이루는 적어도 하나 이상의 단어로 구분하여 분석하여 문장의 핵심요소인 명사, 본동사, 형용사, 부사를 추출하여 강조의 강음으로 설정하고, 기능적 요소에 대해서는 약음으로 설정하는 문장 인식 수단(131c); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치, 그리고 이를 이용한 운동 학습 방법{Movement type education apparatus based on sensor for detecting foreign language rhythmical action, and movement type education method using the same}

본 발명은 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치, 그리고 이를 이용한 운동 학습 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 외국어를 암기 학습인 서술기억(declarative memory)이 아닌 운동학습으로 절차기억(procedural memory)을 수행함으로써, 몸으로 즉각 반응할 수 있도록 외국어 음소, 음절, 리듬의 동작을 움직임 감지센서, 소리 감지센서, 진동 감시센서를 통해 측정 및 판단해 관리하도록 하기 위한 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치, 그리고 이를 이용한 운동 학습 방법에 관한 것이다.

외국어 습득은 장기간의 시간을 요한다. 언어학자에 의하면 듣기를 정복하는데 5,000시간의 노출이 필요하다고 하고 하루 1시간 매일 들어도 13년 이상이 소요된다. 특히, 외국어가 자국어와 다를 경우에는 지속적으로 하기도 불가능한 것이 현실이다. 특히, 독해, 단어, 문법은 학교 교육으로 어느 정도 향상이 가능하지만 듣기, 말하기는 각자의 노력에 의존하고 있다.

한편, 외국어를 듣고 말하기 위해서는 소뇌 피질에 운동정보로 변환할 수 있는 언어정보가 저장되어 있어야 가능하다. 소뇌의 운동능력은 초당 10Hz(1초에 10번의 진동)를 상한으로 작동하는데 영어 듣기와 말하기는 자전거 타기와 마찬가지로 운동학습에 해당하여 반복 운동을 통해 절차기억(procedural memory)에 저장되어 있어야 이른 시간에 즉각 반응하여 듣고 말할 수 있다.

운동학습은 한 번 기억되면 장기간 잊어버리지 않는 특징이 있지만 기억하기까지 시간이 오래 걸려 영어를 모국어로 사용하지 않는 학습자의 대부분이 절대 시간의 부족으로 운동 학습에 실패한다.

또한, 기존의 영어 학습은 사고 학습으로 문법이나, 독해 등을 통해 학습했기 때문에 반응속도가 느려 일상생활에 필요한 회화를 듣고 말하는데도 한계가 있었다. 이러한 기존의 문제점을 단기간에 극복하고 누구나 쉽게 영어를 체득할 수 있는 학습법의 필요성이 꾸준히 학습 현장에서 요구되어 왔다.

[관련기술문헌]

1. 원격제어 운동체를 이용한 학습 시스템(STUDY SYSTEM USING REMOTE CONTROL MOBILE)(특허출원번호 제10-2000-0073692호)

2. 어학학습장치(A LANGUAGE STUDYING DEVICE)(특허출원번호 제10-2008-0088696호)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 운동을 통해 쉽고, 신나고, 재미있게 몸으로 배워 반응하는 외국어 습득원리와 움직임 감지센서나 소리 감지센서, 진동 감지센서를 통해 측정 및 판단하도록 하기 위한 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치, 그리고 이를 이용한 운동 학습 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 외국어에 대한 발음과 동시에 운동을 감지함으로써, 운동 기관인 소뇌를 자극하여 기억을 담당하는 신경전달 물질이 지속적으로 분비되어 장기 기억되도록 하기 위한 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치, 그리고 이를 이용한 운동 학습 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 학습자에 대해서 동기부여의 지속, 경쟁심 유발에 관여하는 인간 본연의 승리욕과 외국어 학습을 접목하도록 하기 위한 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치, 그리고 이를 이용한 운동 학습 방법을 제공하기 위한 것이다.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치는, 외국어 리듬을 표현하는 일체의 음성 및 동작을 감지하기 위한 센서부(110);

상기 센서부(110)로부터 감지되고 제어부에 의해 분석된 동작 인식에 대한 점수 정보를 센싱 정보 연동으로 클라우드 서버, 그 밖의 유무선 PC 및 시스템과의 데이터 송수신을 수행하는 송수신부(120);

상기 센서부(110)로 하여금 외국어 리듬을 표현하는 일체의 음성 및 동작을 감지하도록 제어하고, 상기 센서부(110)로부터 감지된 일체의 음성 및 동작을 분석하고 점수화하도록 제어하며, 음성 인식 모듈(131), 동작 인식 모듈(132) 및 점수화 활용 모듈(133)를 포함하는 제어부(130); 및

음소, 음절, 문장에 대한 분석 및 동작 감지를 위한 설정정보 및 강세, 강음과 약음에 대한 정보를 저장하는 저장부(140);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치에서, 상기 음성 인식 모듈(131)은,

상기 센서부(110)로부터 학습자의 음소 운동에 해당하는 자음, 모음 입 동작을 인식하여 분석하는 음소 인식 수단(131a);

상기 음소 인식 수단(131a)에 의한 입 모양 및 혀 모양에 따른 음소 분석의 결과를 활용해, 학습자의 음절 운동에 대한 인식을 통해 분석을 수행하는 음절 인식 수단(131b); 및

상기 음절 인식 수단(131b)에 의해 분석된 단어가 결합된 의사소통(communication)의 단위인 문장(sentences)을 이루는 적어도 하나 이상의 단어로 구분하여 분석하여 문장의 핵심요소인 명사, 본동사, 형용사, 부사를 추출하여 강조의 강음으로 설정하고, 기능적 요소에 대해서는 약음으로 설정하는 문장 인식 수단(131c); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치에서, 상기 음소 인식 수단(131a)은,

입 모양 타입에 해당하는 8개의 M1 내지 M8와, 혀 위치 타입에 해당하는 8개의 T1 내지 T8을 분석하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치에서, 상기 입 모양 타입에 해당하는 8개의 M1 내지 M8는,

발음 'a'에 해당하는 M1(Mouth 1)와; 'i', 'e'에 해당하는 M2(Mouth 2)와; 'I', '

', '

'해당하는 M3(Mouth 3)와; 'u'에 해당하는 M4(Mouth 4)와; 'o', '

'에 해당하는 M5(Mouth 5)와; 발음 'b', 'p', 'm'에 해당하는 M6(Mouth 6)와; 'f', 'v'에 해당하는 M7(Mouth 7)와; 's', 'z'에 해당하는 M8(Mouth 8); 인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치에서, 상기 혀 위치 타입에 해당하는 8개의 T1 내지 T8은,

발음 'a', 'o', 'u', '

', 'I'에 대한 기본 위치인 하단(Below) T1(Tongue 1); 's', 'z'에 대한 하단(Below) 아랫니 뒷부분인 T2(Tongue 2); 'r'에 대해서 입 상단(Upper) 윗 어금니 끝인 T3(Tongue 3); 'i', 'e', '

'에 대한 상단(Upper) 윗니 중간인 T4(Tongue 4); 'θ', 'ð'에 대한 전방(Front) 윗니 앞부분인 T5(Tongue 5); 'l'에 대한 상단(Upper) 윗니 뒷부분인 T6(Tongue 6); 'd', 't', 'n'에 대한 상단(Upper) 경구개(Hard Palete) 앞인 T7(Tongue 7); ‘k’, ‘g’, ‘ŋ’에 대한 상단(Upper) 연구개(Soft Palete) 뒤인 T8(Tongue 8); 인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치에서, 상기 음절 인식 수단(131b)은,

단어 중 음절을 미리 설정된 주파수 이상의 강세로 강하게 발음하는 '제 1 강세', 제 1 강세보다 약하게 발음하는 '제 2 강세', '강약이 없는 음절', 소리가 없는 '묵음'으로 구분한 뒤, '제 1 강세'에 제 1 강세 동작과, '제 2 강세'에 제 2 강세 동작을 설정하여, 입 모양, 혀 위치 인식과 함께 제 1 및 제 2 강세 동작에 의한 운동이 수행되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치에서, 상기 동작 인식 모듈(132)은,

상기 문장 인식 수단(131c)에 의해 설정된 강음에 미리 설정된 데시벨(dB) 또는 X,Y,Z축상에 표시된 표준값 이상의 강한 손뼉, 두발 딛기와 같은 강음 동작이 센서부(110)에 의해 인식되도록 설정하며, 약음에 대해서는 미리 설정된 데시벨(dB) 미만의 약한 손뼉, 한발 딛기와 같은 약음 동작이 상기 센서부(110)에 의해 인식되도록 설정하는 것을 특징으로 한다.

상기 음소 인식 수단(131a)에 의해 분석된 입 모양과 혀 모양과 함께 저장부(140)에 저장된 강음 동작 및 약음 동작에 의해 소뇌를 자극하도록 하여 기억을 담당하는 신경전달 물질이 지속적으로 분비되어 장기 기억되도록 하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치에서, 상기 점수화 활용 모듈(133)은,

상기 음절 인식 수단(131b)에 의해 설정된 제 1 강세 동작 및 제 2 강세 동작, 그리고 상기 문장 인식 수단(131c)에 의해 설정된 강음 동작 및 약음 동작을 상기 센서부(110)를 이용해 외국어 리듬 동작으로 감지하여 활용하는 것을 특징으로 한다.

상기 음소 인식 수단(131a)에 의해 설정되고 인식되는 음소를 조합한 단어의 제 1 강세 및 제 2 강세와 각기 매칭되는 제 1 및 제 2 강세 동작, 단어를 조합한 문장에서 핵심어와 기능어와 각기 매칭되는 강음 동작 및 약음 동작에 대해 상기 센서부(110)를 통한 인식이 수행되는 지를 분석하여 점수화하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치에서, 상기 센서부(110)는,

외국어 리듬을 표현하는 일체의 동작을 감지하기 위한 '움직임 감지 센서', '소리 감지센서', '진동 감지센서', 기타 감지 가능한 일체의 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치는, 외국어 리듬을 표현하는 일체의 음성 및 동작을 감지하기 위한 센서부; 및 상기 센서부로 하여금 외국어 리듬을 표현하는 일체의 음성 및 동작을 감지하도록 제어하고, 상기 센서부로부터 감지된 일체의 음성 및 동작을 분석하고 제어하며, 음성 인식 모듈과 동작 인식 모듈을 포함하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치에서, 상기 음성 인식 모듈은

상기 센서부로부터 학습자의 음소 운동에 해당하는 자음, 모음 입 동작을 인식하여 분석하는 음소 인식 수단;

상기 음소 인식 수단에 의한 입 모양 및 혀 모양에 따름 음소 분석의 결과를 활용해, 학습자의 음절 운동에 대한 인식을 통해 분석을 수행하는 음절 인식 수단; 및

상기 음절 인식 수단에 의해 분석된 단어가 결합된 의사소통의 단위인 문장을 이루는 적어도 하나 이상의 단어로 구분하여 분석하여 문장의 핵심요소인 명사, 본동사, 형용사, 부사를 추출하여 강조의 강음으로 설정하고, 기능적 요소에 대해서는 약음으로 설정하는 문장 인식 수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치에서, 상기 동작 인식 모듈은,

상기 문장 인식 수단에 의해 설정된 강음에 미리 설정된 데시벨(dB) 또는 X,Y,Z축상에 표시된 표준값 이상의 강한 손뼉, 두발 딛기와 같은 강음 동작이 상기 센서부에 의해 인식되도록 설정하며, 약음에 대해서는 미리 설정된 데시벨(dB) 미만의 약한 손뼉, 한발 딛기와 같은 약음 동작이 상기 센서부에 의해 인식되도록 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치는,

센서부(110)로부터 학습자의 음소 운동에 해당하는 자음, 모음 입 동작을 인식하여 분석하는 음소 인식 수단(131a);

상기 음절 인식 수단(131b)에 의해 분석된 단어가 결합된 의사소통(communication)의 단위인 문장(sentences)을 이루는 적어도 하나 이상의 단어로 구분하여 분석하여 문장의 핵심요소인 명사, 본동사, 형용사, 부사를 추출하여 강조의 강음으로 설정하고, 기능적 요소에 대해서는 약음으로 설정하는 문장 인식 수단(131c); 을 포함하여 구성되는 음성 인식 모듈(131)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치는, 상기 문장 인식 수단(131c)에 의해 설정된 강음에 미리 설정된 데시벨(dB) 이상의 강한 손뼉, 두발 딛기와 같은 강음 동작이 센서부(110)에 의해 인식되도록 설정하며, 약음에 대해서는 미리 설정된 데시벨(dB) 미만의 약한 손뼉, 한발 딛기와 같은 약음 동작이 센서부(110)에 의해 인식되도록 설정하는 동작 인식 모듈(132); 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치는, 상기 음절 인식 수단(131b)에 의해 설정된 제 1 강세 동작 및 제 2 강세 동작, 그리고 상기 문장 인식 수단(131c)에 의해 설정된 강음 동작 및 약음 동작을 센서부(110)를 이용해 외국어 리듬 동작으로 감지하는 점수화 활용 모듈(133); 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치를 이용한 운동 학습 방법은,

외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)가 센서부(110) 동작을 수행함으로써, 학습자로부터 적어도 하나 이상의 문장과 동작을 인식하는 제 1 단계; 및

외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)가 센서부(110)로부터 학습자의 음소 운동에 해당하는 자음, 모음 입 동작을 인식하여 분석하며, 입 모양 타입에 해당하는 8개의 M1 내지 M8와, 혀 위치 타입에 해당하는 8개의 T1 내지 T8을 분석하는 제 2 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치를 이용한 운동 학습 방법에서, 상기 제 2 단계 이후,

외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)가 입 모양 및 혀 모양에 따른 음소 분석의 결과를 활용해, 학습자의 음절 운동에 대한 인식을 통해 분석을 수행하기 위해 인식된 단어에 대해서 각 음절로 분리한 뒤, 미리 설정된 주파수 이상의 강세로 강하게 발음하는 '제 1 강세', 제 1 강세보다 약하게 발음하는 '제 2 강세', '강약이 없는 음절', 소리가 없는 '묵음'으로 구분하는 제 3 단계; 및

외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)가 '제 1 강세'에 제 1 강세 동작과, '제 2 강세'에 제 2 강세 동작이 센서부(110)로부터 입력되는 단어(words)에 포함된 적어도 하나 이상의 음절에서의 제 1 강세 및 제 2 강세와 매칭되는지 여부를 분석하는 제 4 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치를 이용한 운동 학습 방법에서, 상기 제 4 단계 이후,

외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)가 분석된 단어가 결합된 의사소통(communication)의 단위인 문장(sentences)으로 구분한 뒤, 적어도 하나 이상의 단어로 이루어진 각 문장을 분석하여 문장의 핵심요소인 명사, 본동사, 형용사, 부사를 추출하여 강조의 강음으로 인식하고, 기능적 요소에 대해서는 약음으로 인식하는 제 5 단계; 및

외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)가 인식된 강음에 대해서는 강음에 대한 인식과 동시에 강음 동작이 센서부(110)에 의해 인식되는지 여부를 판단하고, 인식된 약음에 대해서는 약음 동작이 센서부(110)에 의해 인식되는지 여부를 판단하는 제 6 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치를 이용한 운동 학습 방법에서, 제 6 단계 이후,

외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)가 동작 인식을 점수화하여 센싱 정보 연동으로 클라우드 서버와, 그 밖의 유무선 PC 및 시스템과의 데이터 송수신을 수행하는 제 7 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치를 이용한 운동 학습 방법에서, 제 1 단계는,

외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)가 수준별, 상황별, 국가별로 적용되는 음소 규칙, 음절 규칙, 리듬 규칙이 다르도록 설정된 상태로 문장과 동작을 인식하는 것을 특징으로 한다.

영어를 모국어로 사용하는 국가의 언어 또는 제2 외국어로 영어를 사용하는 국가의 언어를 모두 포함하는 적어도 하나 이상의 문장이 인식되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치를 이용한 운동 학습 방법의 각 단계를 수행하기 위한 명령어를 포함하는 컴퓨터 판독매체인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치를 이용한 운동 학습 방법의 각 단계가 수록된 전자매체인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치를 이용한 운동 학습 방법의 각 단계가 시각적으로 수록된 학습교재인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치, 그리고 이를 이용한 운동 학습 방법은, 외국어에 대한 발음과 동시에 운동을 감지함으로써, 운동 기관인 소뇌를 자극하여 기억을 담당하는 신경전달 물질이 지속적으로 분비되어 장기 기억되도록 하는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치, 그리고 이를 이용한 운동 학습 방법은, 운동을 통해 쉽고, 신나고, 재미있게 몸으로 배워 반응하는 외국어 습득원리와 움직임 감지센서나 소리 감지센서, 진동 감지센서를 통해 측정 및 판단할 수 있는 효과를 제공한다.

뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치, 그리고 이를 이용한 운동 학습 방법은, 학습자에 대해서 동기부여의 지속, 경쟁심 유발에 관여하는 인간 본연의 승리욕과 외국어 학습을 접목할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)에서 운동 학습 변환 원리를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)에서 외국어 리듬 동작 감지에 의해 점수화된 정보를 활용한 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 7은 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)에서의 음소, 음절, 문장에 대한 분석 및 감지를 위한 설정 정보를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치를 이용한 운동 학습 방법을 나타내는 흐름도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)에서 운동 학습 변환 원리를 나타내는 개략도이다. 도 1을 참조하여, 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)에서 활용되는 운동 학습 변환 원리에 대해서 살펴보도록 한다.

외국어 듣기 말하기를 구성하는 소리의 최소 단위를 음소(phonemes)라 하고, 음소가 모여 음절이 된다. 음절은 자음과 모음의 결합 혹은 모음 자체로 소리 난다. 음절이 모여 단어가 되고 단어가 모여 문장이 된다. 외국어에는 자국어와 다른 고유의 강세, 연음, 인터네이션(intonation)이 존재한다. 이러한 소리의 덩어리(tone units)를 잘 구분하여 리드미컬하게 듣고 말할 수 있어야 자연스러운 대화가 가능해 진다.

음소(p1)의 구성 요소인 모음은 입 모양의 변화로 나는 소리이고, 자음은 혀의 조음점을 변화하면서 내는 소리이다. 따라서, 모음에 적용되는 입 동작 5개와 자음 중 입술의 움직임으로 내는 소리 3개를 합쳐 입 동작 8개와, 혀의 위치로 내는 8개의 소리를 합쳐 입과 혀로 자음과 모음을 표현할 수 있다(p2).

음소가 결합된 음절이 하나 이상 모여 의미의 최소 단위인 단어(words)를 이룬다(p3). 단어는 음절을 강하게 발음하는 제 1 강세와 약하게 발음하는 제 2 강세, 강약이 없는 음절, 소리가 없는 묵음으로 나뉘어 있다(p4). 따라서, 제 1 강세에 강한 손뼉, 두발 딛기 등과 같은 동작과 제 2 강세에 약한 손뼉, 한발 딛기 등과 같은 동작과 동시에 입 동작, 혀 위치를 사용한 운동으로 소뇌를 자극하면 기억을 담당하는 신경전달 물질이 지속적으로 분비되어 장기 기억될 수 있다.

단어가 결합 된 의사소통(communication)의 단위인 문장(sentences)은 강조의 강음, 연음, 생략, 축약, 인터네이션(intonation)이 존재한다(p5). 기본적으로 문장의 핵심요소인 명사, 본동사, 형용사, 부사에 강조의 강음이 오고 기능적 요소에 약음이 온다. 강음에 강한 손뼉, 두발 딛기와 같은 동작과 약음에 약한 손뼉, 한발 딛기 등과 같은 동작과 동시에 입 동작, 혀 위치를 사용한 운동으로 소뇌를 자극하면(p6), 기억을 담당하는 신경전달 물질이 지속적으로 분비되어 장기 기억될 수 있다(p9).

한편, 과정(p6)과 과정(p9) 사이에는 핵심어(n, v, a, ad)에 대한 강한 동작과 기능어(prep, con, ...)에 대한 약한 동작에 대한 센서 감지에 의해 동작을 감지하여 점수화할 수 있으며(p7), 점수에 대한 관리 및 게임, 네트워크 연결을 수행할 수 있다(p8).

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 3은 도 2의 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)에서 외국어 리듬 동작 감지에 의해 점수화된 정보를 활용한 시스템을 나타내는 도면이다. 도 4 내지 도 7은 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)에서의 음소, 음절, 문장에 대한 분석 및 감지를 위한 설정 정보를 나타내는 도면이다.

먼저, 도 3을 참조하면, 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)는 네트워크(200)를 통해 관리 서버(300), 게임 서버(400) 및 클라우드 서버(500) 등과 데이터 송수신을 수행한다.

여기서 네트워크(200)는 대용량, 장거리 음성 및 데이터 서비스가 가능한 대형 통신망의 고속 기간 망인 통신망이며, 인터넷(Internet) 또는 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 차세대 유선 및 무선망일 수 있다. 네트워크(200)가 이동통신망일 경우 동기식 이동 통신망일 수도 있고, 비동기식 이동 통신망일 수도 있다. 비동기식 이동 통신망의 일 실시예로서, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식의 통신망을 들 수 있다. 이 경우 도면에 도시되진 않았지만, 이동통신망(700)은 RNC(Radio Network Controller)을 포함할 수 있다. 한편, WCDMA망을 일 예로 들었지만, 3G LTE망, 4G망 등 차세대 통신망, 그 밖의 IP를 기반으로 한 IP망일 수 있다. 네트워크(200)는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100), 관리 서버(300), 게임 서버(400) 및 클라우드 서버(500), 그 밖의 시스템 상호 간의 신호 및 데이터를 상호 전달하는 역할을 한다.

다음으로, 도 2를 참조하면, 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)는 센서부(110), 송수신부(120), 제어부(130) 및 저장부(140)를 포함한다.

센서부(110)는 외국어 리듬을 표현하는 일체의 음성이나 동작을 감지하기 위한 것으로, '움직임 감지 센서', '소리 감지센서', '진동 감지센서', 기타 감지 가능한 일체의 수단을 의미한다.

또한, 송수신부(120)는 센서부(110)로부터 감지되고 제어부에 의해 분석된 동작 인식에 대한 점수 정보를 센싱 정보 연동으로 클라우드 서버, 그 밖의 유무선 PC 및 시스템과의 데이터 송수신을 수행하는 것이다. 또한, 저장부(140)는 음소, 음절, 문장에 대한 분석 및 동작 감지를 위한 설정정보와 각 음소, 음절 및 문장에 대한 강세, 강음과 약음에 대한 정보를 저장한다.

그리고 제어부(130)는 센서부(110)로 하여금 외국어 리듬을 표현하는 일체의 음성 및 동작을 감지하도록 제어하고, 센서부(110)로부터 감지된 일체의 음성 및 동작을 분석하고 점수화하도록 제어하는 것으로, 음성 인식 모듈(131), 동작 인식 모듈(132) 및 점수화 활용 모듈(133)로 이루어질 수 있다.

이하에서는 제어부(130)의 구성을 중심으로 구체적으로 살펴보도록 한다.

그리고 본 명세서에서 모듈이라 함은, 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적, 구조적 결합을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 모듈은 소정의 코드와 상기 소정의 코드가 수행되기 위한 하드웨어 리소스의 논리적인 단위를 의미할 수 있으며, 반드시 물리적으로 연결된 코드를 의미하거나, 한 종류의 하드웨어를 의미하는 것은 아님은 본 발명의 기술 분야의 평균적 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있다.

음성 인식 모듈(131)은 음소 인식 수단(131a), 음절 인식 수단(131b), 문장 인식 수단(131c)을 구비한다.

음소 인식 수단(131a)은 센서부(110)로부터 학습자의 음소 운동에 해당하는 자음, 모음 입 동작을 인식하여 분석한다. 보다 구체적으로, 음소 인식 수단(131a)은 입 모양 타입에 해당하는 8개의 M1 내지 M8와, 혀 위치 타입에 해당하는 8개의 T1 내지 T8을 분석한다. 여기서 도 4는 음소 인식 수단(131a)에 의해 분석되는 입 모양 타입에 해당하는 8개의 M1 내지 M8을 나타내는 도표이며, 도 5는 음소 인식 수단(131a)에 의해 분석되는 혀 위치 타입에 해당하는 8개의 T1 내지 T8을 나타내는 도표이다.

먼저, 입 모양 타입에 해당하는 8개의 M1 내지 M8에 대해서 살펴보면, 소리의 최소 단위인 음소의 구성 요소 중 모음은 입 동작의 변화로 나는 소리이다. 모음에 적용되는 입 동작 5개와, 자음 중 입술의 움직임으로 소리 내는 3개를 합쳐 도 4와 같이 입 모양 8개(M1 내지 M8)로 모음 및 자음의 일부를 표현할 수 있다.

여기서, 입 동작에 따라 나타나는 입 모양(Mouth Shape) 8개를 기준으로 음소 인식 수단(131a)은 발음 'a'에 해당하는 M1(Mouth 1)와; 발음 'i', 'e'에 해당하는 M2(Mouth 2)와; 발음 'I', '

', '

'해당하는 M3(Mouth 3)와; 발음 'u'에 해당하는 M4(Mouth 4)와; 발음 'o', '

'에 해당하는 M5(Mouth 5)를 분석한다.

또한, 음소 인식 수단(131a)은 자음 중 입술의 움직임을 기준으로 내는 발음 'b', 'p', 'm'에 해당하는 M6(Mouth 6)와; 발음 'f', 'v'에 해당하는 M7(Mouth 7)와; 발음 's', 'z'에 해당하는 M8(Mouth 8)를 분석한다.

다음으로, 혀 위치 타입에 해당하는 8개의 T1 내지 T8의 음소 운동에 있어서의 자음, 모음 혀 위치에 대해서 살펴보면, 소리의 최소 단위인 음소의 구성 요소 중 자음은 혀의 위치인 조음점을 변화시키면서 내는 소리이다. 혀의 위치를 바꿔 소리 내는 8개의 혀의 위치(tongue position)로 모음 및 자음을 표현할 수 있다.

이에 따라, 혀의 위치 8개를 기준으로 음소 인식 수단(131a)은 발음 'a', 'o', 'u', '

', 'I'에 대해서 기본 위치인 하단(Below) T1(Tongue 1)로 분석하며, 발음 's', 'z'에 대해서 하단(Below) 아랫니 뒷부분인 T2(Tongue 2)로 분석하며, 발음 'r'에 대해서 입 상단(Upper) 윗 어금니 끝인 T3(Tongue 3)로 분석하며, 발음 'i', 'e', '

'에 대해서는 상단(Upper) 윗니 중간인 T4(Tongue 4)로 분석하며, 발음 'θ', 'ð'에 대해서는 전방(Front) 윗니 앞부분인 T5(Tongue 5)로 분석하며, 발음 'l'에 대해서는 상단(Upper) 윗니 뒷부분인 T6(Tongue 6)로 분석하며, 발음 'd', 't', 'n'에 대해서는 상단(Upper) 경구개(Hard Palete) 앞인 T7(Tongue 7)로 분석하며, 발음‘k’, ‘g’, ‘ŋ’에 대해서는 상단(Upper) 연구개(Soft Palete) 뒤인 T8(Tongue 8)로 분석한다.

음절 인식 수단(131b)은 음소 인식 수단(131a)에 의한 입 모양 및 혀 모양에 따른 음소 분석의 결과를 활용해, 학습자의 음절 운동에 대한 인식을 통해 분석을 수행한다. 보다 구체적으로, 음소가 결합된 음절이 하나 이상 모여 의미의 최소 단위인 단어(words)를 이룬다. 단어는 음절을 미리 설정된 주파수 이상의 강세로 강하게 발음하는 '제 1 강세', 제 1 강세보다 약하게 발음하는 '제 2 강세', '강약이 없는 음절', 소리가 없는 '묵음'으로 나뉘어 있다.

따라서, '제 1 강세'에 강한 손뼉, 두발 딛기 등과 같은 동작과, '제 2 강세'에 약한 손뼉, 한발 딛기 등과 같은 동작과 동시에 입 모양, 혀 위치를 사용한 운동으로 소뇌를 자극하면 기억을 담당하는 신경전달 물질이 지속적으로 분비되어 장기 기억되므로, 음절 인식 수단(131b)은 센서부(110)로부터 입력되는 단어(words)에 포함된 적어도 하나 이상의 음절에서의 제 1 강세 및 제 2 강세를 분석한다.

예컨대, 도 7을 참조하면, 4개의 음절로 이루어진 ‘Sit-u-a-tion

’은 제 1 강세가 세 번째 음절인 ‘a’에 오고 제 2 강세는 첫 번째 음절인 ‘sit’에 온다. 따라서, 음절 인식 수단(131b)은, 제 2 강세인 ‘sit’에 약하거나 빠른 손뼉, 한발 딛기 등과 같은 제 2 강세 동작, 제 1 강세인 ‘a’에 강한 손뼉, 두발 딛기 등과 같은 제 1 강세 동작에 대한 학습자로부터 센서부(110)를 통한 인식을 위한 동작 감지 설정을 저장부(140) 상에 저장한다. 이는 음소 인식 수단(131a)에 의해 분석된 입 모양과 혀 모양과 함께, 단어에서의 제 1 강세 및 제 2 강세와 연관된 운동을 동시에 학습자에 의해 수행되도록 설정함으로써, 운동 기관인 소뇌를 자극하여 기억을 담당하는 신경전달 물질이 지속적으로 분비되어 장기 기억되도록 하는 기능을 수행한다.

문장 인식 수단(131c)은 문장에 대한 리듬 운동 설정 및 인식을 수행한다. 보다 구체적으로, 음절 인식 수단(131b)에 의해 분석된 단어가 결합된 의사소통(communication)의 단위인 문장(sentences)은 강조의 강음, 연음, 생략, 축약, 인터네이션(intonation)이 존재한다. 문장 인식 수단(131c)은 적어도 하나 이상의 단어로 이루어진 문장을 분석하여 문장의 핵심요소인 명사, 본동사, 형용사, 부사를 추출하여 강조의 강음으로 설정하고, 기능적 요소에 대해서는 약음으로 설정하여 저장부(140)에 저장한다.

동작 인식 모듈(132)은 문장 인식 수단(131c)에 의해 설정된 강음에 미리 설정된 데시벨(dB) 또는 X,Y,Z축상에 표시된 표준값 이상의 강한 손뼉, 두발 딛기와 같은 강음 동작이 센서부(110)에 의해 인식되도록 설정하며, 약음에 대해서는 미리 설정된 데시벨(dB) 또는 X,Y,Z축상에 표시된 표준값 미만의 약한 손뼉, 한발 딛기 등과 같은 약음 동작이 센서부(110)에 의해 인식되도록 설정한다.

또한, 동작 인식 모듈(132)은 음소 인식 수단(131a)에 의해 분석된 입 모양과 혀 모양과 함께 저장부(140)에 저장된 강음 동작 및 약음 동작에 의한 소뇌를 자극하도록 함으로써, 기억을 담당하는 신경전달 물질이 지속적으로 분비되어 장기 기억되도록 하는 기능을 수행한다.

도 7과 같이 하나의 문장으로 7개의 단어로 구성된 ‘I put my hands on my knees’는 핵심어인 본동사(put), 명사(hands, knees)와 기능어인 대명사( I ), 소유격( my ), 전치사 ( on )으로 이루어져 있다. 따라서, 동작 인식 모듈(132)은 핵심어인 put, hands, knees에 강한 손뼉, 두발 딛기 등과 같은 강음 동작을 하도록 설정 및 감지하고, 기능어인 I, my, on, my에 약하거나 빠른 손뼉, 한발 딛기 등과 같은 약음 동작을 하도록 설정함으로써, 센서부(110)에 의한 감지가 수행되도록 한다.

점수화 활용 모듈(133)은 음절 인식 수단(131b)에 의해 설정된 제 1 강세 동작 및 제 2 강세 동작, 그리고 문장 인식 수단(131c)에 의해 설정된 강음 동작 및 약음 동작을 센서부(110)를 이용해 외국어 리듬 동작으로 감지한다.

또한, 점수화 활용 모듈(133)은 음소 인식 수단(131a)에 의해 설정되고 인식되는 음소를 조합한 단어의 제 1 강세 및 제 2 강세와 각기 매칭되는 제 1 및 제 2 강세 동작, 단어를 조합한 문장에서 핵심어와 기능어와 각기 매칭되는 강음 동작 및 약음 동작에 대해 센서부(110)를 통한 인식이 수행되는 지를 분석하여 점수화한다. 이때, 점수화과정은 학습자가 단어의 제 1 강세 및 제 2 강세에 매칭되는 제1강세/제2강세 동작 및 문장의 핵심어나 기능어에 매칭되는 강/약음 동작을 하였는지 여부를 분석하여 채점을 매기고 이를 점수화할 수 있다.

이후, 점수화 활용 모듈(133)은 분석하여 얻은 점수를 유무선 통신망에 해당하는 네트워크(200)를 통해 관리 서버(300), 게임 서버(400), 클라우드 서버(500), 그 밖의 어플리케이션 서버로 전송하도록 송수신부(120)를 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예로, 점수화 활용 모듈(133)은 점수를 유무선망으로 연결하여 관리 서버(300), 게임 서버(400), 클라우드 서버(500) 등에서 측정 및 판단하도록 정보를 제공할 수 있으며, 제공된 정보에 의한 측정 및 판단에 따라 학습자 개인의 점수관리, 게임, 네트워크 대전 등이 수행될 수 있다. 이는 동기부여의 지속, 경쟁심 유발에 관여하는 인간 본연의 승리욕과 외국어 학습을 접목할 수 있다.

네트워크(200)를 통한 연결 방식 및 측정방식은 유무선 전용 서버, 클라우드 서버(500) 등을 포함하여 동일한 장소 연결 및 별도의 장소를 서로 연결하는 모든 수단을 포함한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치를 이용한 운동 학습 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 8을 참조하면, 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)는 센서부(110) 동작을 수행함으로써, 학습자로부터 적어도 하나 이상의 문장과 동작을 인식한다(S110).

이때, 본 발명의 실시예에 따른 운동학습장치가 인식하는 문장은, 영어를 모국어로 사용하는 국가의 언어 또는 제2 외국어로 영어를 사용하는 국가의 언어를 모두 포함하는 적어도 하나 이상의 문장일 수 있다.

단계(S110) 이후, 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)는 음소 분석을 수행한다(S120).

즉, 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)는 센서부(110)로부터 학습자의 음소 운동에 해당하는 자음, 모음 입 동작을 인식하여 분석하며, 입 모양 타입에 해당하는 8개의 M1 내지 M8와, 혀 위치 타입에 해당하는 8개의 T1 내지 T8을 분석한다.

단계(S120) 이후, 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)는 단어 분석을 수행한다(S130). 보다 구체적으로, 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)는 단계(S120)에서의 입 모양 및 혀 모양에 따른 음소 분석의 결과를 활용해, 학습자의 음절 운동에 대한 인식을 통해 분석을 수행하기 위해 인식된 단어에 대해서 각 음절로 분리한 뒤, 미리 설정된 주파수 이상의 강세로 강하게 발음하는 '제 1 강세', 제 1 강세보다 약하게 발음하는 '제 2 강세', '강약이 없는 음절', 소리가 없는 '묵음'으로 구분한다.

단계(S130) 이후, 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)는 음절 운동 분석을 수행한다(S140). 즉, 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)는 '제 1 강세'에 강한 손뼉, 두발 딛기 등과 같은 제 1 강세 동작과, '제 2 강세'에 약한 손뼉, 한발 딛기 등과 같은 제 2 강세 동작이 센서부(110)로부터 입력되는 단어(words)에 포함된 적어도 하나 이상의 음절에서의 제 1 강세 및 제 2 강세와 매칭되는지 여부를 분석한다.

단계(S140) 이후, 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)는 문장 분석을 수행한다(S150). 즉, 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)는 단계(S120)에서 분석된 단어가 결합된 의사소통(communication)의 단위인 문장(sentences)으로 구분한 뒤, 적어도 하나 이상의 단어로 이루어진 각 문장을 분석하여 문장의 핵심요소인 명사, 본동사, 형용사, 부사를 추출하여 강조의 강음으로 인식하고, 기능적 요소에 대해서는 약음으로 인식한다.

단계(S150) 이후, 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)는 리듬 운동 분석을 수행한다(S160). 즉, 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)는 단계(S150)에서 인식된 강음에 대해서는 강음에 대한 인식과 동시에 미리 설정된 데시벨(dB) 또는 X,Y,Z축상에 표시된 표준값 이상의 강한 손뼉, 두발 딛기와 같은 강음 동작이 센서부(110)에 의해 인식되는지 여부를 판단하고, 단계(S150)에서 인식된 약음에 대해서는 미리 설정된 데시벨(dB) 또는 X,Y,Z축상에 표시된 표준값 미만의 약한 손뼉, 한발 딛기 등과 같은 약음 동작이 센서부(110)에 의해 인식되는지 여부를 판단한다.

단계(S160) 이후, 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)는 점수화를 수행한다(S170). 즉, 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)는 단계(S140)에서의 음절 운동 분석에 따른 인식된 음절 내에서의 제 1 강세 및 제 2 강세 각각과 매칭되는 제 1 강세 동작 및 제 2 강세 동작 감지에 따른 점수화, 단계(S150)의 리듬 운동 분석에 따른 인식된 문장 내에서의 강음 및 약음 각각과 대칭되는 강음 동작 및 약음 동작 감지에 따른 점수화를 수행한다. 여기서 센서부(110)에 의해 점수화가 수행되는 요소로는 소리, 진동, 동작 센서감지에 따른 점수화가 이루어질 수 있다.

단계(S170) 이후, 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)는 네트워크를 통한 활용 과정을 수행한다(S180). 즉, 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)는 단계(S170)에서 생성된 점수 정보를 유무선 통신망에 해당하는 네트워크(200)를 통해 관리 서버(300), 게임 서버(400), 클라우드 서버(500), 그 밖의 어플리케이션 서버로 전송함으로써, 제공된 정보에 의해 학습자 개인의 점수관리, 게임, 네트워크 대전 등이 수행되도록 한다. 이에 의해 학습자에 대해서 동기부여의 지속, 경쟁심 유발에 관여하는 인간 본연의 승리욕과 외국어 학습을 접목할 수 있다.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치는 손뼉, 두발 딛기와 같은 동작이 센서부에 의해 인식되도록 설정하는 동작 인식 모듈을 구비한 장치를 웨어러블 형태로 손목이나 발목 등 학습자의 인체에 착용하도록 구성될 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명에 예시된 실시예들과 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 이미지와 문자 등을 통해 학습교재 등에 시각적으로 수록될 수 있음은 물론이다.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

100 : 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치
110 : 센서부
120 : 송수신부
130 : 제어부
131 : 음성 인식 모듈
131a : 음소 인식 수단
131b : 음절 인식 수단
131c : 문장 인식 수단
132 : 동작 인식 모듈
133 : 점수화 활용 모듈
140 : 저장부
200 : 네트워크
300 : 관리 서버
400 : 게임 서버
500 : 클라우드 서버

Claims

외국어 리듬을 표현하는 일체의 음성 및 동작을 감지하기 위한 센서부(110);
상기 센서부(110)로부터 감지되고 제어부에 의해 분석된 동작 인식에 대한 점수 정보를 센싱 정보 연동으로 클라우드 서버, 그 밖의 유무선 PC 및 시스템과의 데이터 송수신을 수행하는 송수신부(120);
상기 센서부(110)로 하여금 외국어 리듬을 표현하는 일체의 음성 및 동작을 감지하도록 제어하고, 상기 센서부(110)로부터 감지된 일체의 음성 및 동작을 분석하고 점수화하도록 제어하며, 음성 인식 모듈(131), 동작 인식 모듈(132) 및 점수화 활용 모듈(133)를 포함하는 제어부(130); 및
음소, 음절, 문장에 대한 분석 및 동작 감지를 위한 설정정보 및 강세, 강음과 약음에 대한 정보를 저장하는 저장부(140);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 음성 인식 모듈(131)은,
상기 센서부(110)로부터 학습자의 음소 운동에 해당하는 자음, 모음 입 동작을 인식하여 분석하는 음소 인식 수단(131a);
상기 음소 인식 수단(131a)에 의한 입 모양 및 혀 모양에 따른 음소 분석의 결과를 활용해, 학습자의 음절 운동에 대한 인식을 통해 분석을 수행하는 음절 인식 수단(131b); 및
상기 음절 인식 수단(131b)에 의해 분석된 단어가 결합된 의사소통(communication)의 단위인 문장(sentences)을 이루는 적어도 하나 이상의 단어로 구분하여 분석하여 문장의 핵심요소인 명사, 본동사, 형용사, 부사를 추출하여 강조의 강음으로 설정하고, 기능적 요소에 대해서는 약음으로 설정하는 문장 인식 수단(131c); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 음소 인식 수단(131a)은,
입 모양 타입에 해당하는 8개의 M1 내지 M8와, 혀 위치 타입에 해당하는 8개의 T1 내지 T8을 분석하는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 입 모양 타입에 해당하는 8개의 M1 내지 M8는,
발음 'a'에 해당하는 M1(Mouth 1)와; 'i', 'e'에 해당하는 M2(Mouth 2)와; 'I', '
', '
'해당하는 M3(Mouth 3)와; 'u'에 해당하는 M4(Mouth 4)와; 'o', '
'에 해당하는 M5(Mouth 5)와; 발음 'b', 'p', 'm'에 해당하는 M6(Mouth 6)와; 'f', 'v'에 해당하는 M7(Mouth 7)와; 's', 'z'에 해당하는 M8(Mouth 8); 인 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 혀 위치 타입에 해당하는 8개의 T1 내지 T8은,
발음 'a', 'o', 'u', '
', 'I'에 대한 기본 위치인 하단(Below) T1(Tongue 1); 's', 'z'에 대한 하단(Below) 아랫니 뒷부분인 T2(Tongue 2); 'r'에 대해서 입 상단(Upper) 윗 어금니 끝인 T3(Tongue 3); 'i', 'e', '
'에 대한 상단(Upper) 윗니 중간인 T4(Tongue 4); 'θ', 'ð'에 대한 전방(Front) 윗니 앞부분인 T5(Tongue 5); 'l'에 대한 상단(Upper) 윗니 뒷부분인 T6(Tongue 6); 'd', 't', 'n'에 대한 상단(Upper) 경구개(Hard Palete) 앞인 T7(Tongue 7); ‘k’, ‘g’, ‘ŋ’에 대한 상단(Upper) 연구개(Soft Palete) 뒤인 T8(Tongue 8); 인 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 음절 인식 수단(131b)은,
단어 중 음절을 미리 설정된 주파수 이상의 강세로 강하게 발음하는 '제 1 강세', 제 1 강세보다 약하게 발음하는 '제 2 강세', '강약이 없는 음절', 소리가 없는 '묵음'으로 구분한 뒤, '제 1 강세'에 제 1 강세 동작과, '제 2 강세'에 제 2 강세 동작을 설정하여, 입 모양, 혀 위치 인식과 함께 제 1 및 제 2 강세 동작에 의한 운동이 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 동작 인식 모듈(132)은,
상기 문장 인식 수단(131c)에 의해 설정된 강음에 미리 설정된 데시벨(dB) 또는 X,Y,Z축상에 표시된 표준값 이상의 강한 손뼉, 두발 딛기와 같은 강음 동작이 센서부(110)에 의해 인식되도록 설정하며, 약음에 대해서는 미리 설정된 데시벨(dB) 미만의 약한 손뼉, 한발 딛기와 같은 약음 동작이 상기 센서부(110)에 의해 인식되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치.
청구항 7에 있어서, 상기 동작 인식 모듈(132)은,
상기 음소 인식 수단(131a)에 의해 분석된 입 모양과 혀 모양과 함께 저장부(140)에 저장된 강음 동작 및 약음 동작에 의해 소뇌를 자극하도록 하여 기억을 담당하는 신경전달 물질이 지속적으로 분비되어 장기 기억되도록 하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 점수화 활용 모듈(133)은,
상기 음절 인식 수단(131b)에 의해 설정된 제 1 강세 동작 및 제 2 강세 동작, 그리고 상기 문장 인식 수단(131c)에 의해 설정된 강음 동작 및 약음 동작을 상기 센서부(110)를 이용해 외국어 리듬 동작으로 감지하여 활용하는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치.
청구항 9에 있어서, 상기 점수화 활용 모듈(133)은,
상기 음소 인식 수단(131a)에 의해 설정되고 인식되는 음소를 조합한 단어의 제 1 강세 및 제 2 강세와 각기 매칭되는 제 1 및 제 2 강세 동작, 단어를 조합한 문장에서 핵심어와 기능어와 각기 매칭되는 강음 동작 및 약음 동작에 대해 상기 센서부(110)를 통한 인식이 수행되는 지를 분석하여 점수화하는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 센서부(110)는,
외국어 리듬을 표현하는 일체의 동작을 감지하기 위한 '움직임 감지 센서', '소리 감지센서', '진동 감지센서', 기타 감지 가능한 일체의 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치.
외국어 리듬을 표현하는 일체의 음성 및 동작을 감지하기 위한 센서부; 및
상기 센서부로 하여금 외국어 리듬을 표현하는 일체의 음성 및 동작을 감지하도록 제어하고, 상기 센서부로부터 감지된 일체의 음성 및 동작을 분석하고 제어하며, 음성 인식 모듈과 동작 인식 모듈을 포함하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치.
청구항 12에 있어서, 상기 음성 인식 모듈은
상기 센서부로부터 학습자의 음소 운동에 해당하는 자음, 모음 입 동작을 인식하여 분석하는 음소 인식 수단;
상기 음소 인식 수단에 의한 입 모양 및 혀 모양에 따름 음소 분석의 결과를 활용해, 학습자의 음절 운동에 대한 인식을 통해 분석을 수행하는 음절 인식 수단; 및
상기 음절 인식 수단에 의해 분석된 단어가 결합된 의사소통의 단위인 문장을 이루는 적어도 하나 이상의 단어로 구분하여 분석하여 문장의 핵심요소인 명사, 본동사, 형용사, 부사를 추출하여 강조의 강음으로 설정하고, 기능적 요소에 대해서는 약음으로 설정하는 문장 인식 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치.
청구항 13에 있어서, 상기 동작 인식 모듈은
상기 문장 인식 수단에 의해 설정된 강음에 미리 설정된 데시벨(dB) 또는 X,Y,Z축상에 표시된 표준값 이상의 강한 손뼉, 두발 딛기와 같은 강음 동작이 상기 센서부에 의해 인식되도록 설정하며, 약음에 대해서는 미리 설정된 데시벨(dB) 미만의 약한 손뼉, 한발 딛기와 같은 약음 동작이 상기 센서부에 의해 인식되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치.
센서부(110)로부터 학습자의 음소 운동에 해당하는 자음, 모음 입 동작을 인식하여 분석하는 음소 인식 수단(131a);
상기 음소 인식 수단(131a)에 의한 입 모양 및 혀 모양에 따른 음소 분석의 결과를 활용해, 학습자의 음절 운동에 대한 인식을 통해 분석을 수행하는 음절 인식 수단(131b); 및
상기 음절 인식 수단(131b)에 의해 분석된 단어가 결합된 의사소통(communication)의 단위인 문장(sentences)을 이루는 적어도 하나 이상의 단어로 구분하여 분석하여 문장의 핵심요소인 명사, 본동사, 형용사, 부사를 추출하여 강조의 강음으로 설정하고, 기능적 요소에 대해서는 약음으로 설정하는 문장 인식 수단(131c); 을 포함하여 구성되는 음성 인식 모듈(131)을 포함하는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치.
청구항 15에 있어서,
상기 문장 인식 수단(131c)에 의해 설정된 강음에 미리 설정된 데시벨(dB) 이상의 강한 손뼉, 두발 딛기와 같은 강음 동작이 센서부(110)에 의해 인식되도록 설정하며, 약음에 대해서는 미리 설정된 데시벨(dB) 미만의 약한 손뼉, 한발 딛기와 같은 약음 동작이 센서부(110)에 의해 인식되도록 설정하는 동작 인식 모듈(132); 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치.
청구항 15에 있어서,
상기 음절 인식 수단(131b)에 의해 설정된 제 1 강세 동작 및 제 2 강세 동작, 그리고 상기 문장 인식 수단(131c)에 의해 설정된 강음 동작 및 약음 동작을 센서부(110)를 이용해 외국어 리듬 동작으로 감지하는 점수화 활용 모듈(133); 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치.
외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)가 센서부(110) 동작을 수행함으로써, 학습자로부터 적어도 하나 이상의 문장과 동작을 인식하는 제 1 단계; 및
외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)가 센서부(110)로부터 학습자의 음소 운동에 해당하는 자음, 모음 입 동작을 인식하여 분석하며, 입 모양 타입에 해당하는 8개의 M1 내지 M8와, 혀 위치 타입에 해당하는 8개의 T1 내지 T8을 분석하는 제 2 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치를 이용한 운동 학습 방법.
청구항 18에 있어서, 상기 제 2 단계 이후,
외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)가 입 모양 및 혀 모양에 따른 음소 분석의 결과를 활용해, 학습자의 음절 운동에 대한 인식을 통해 분석을 수행하기 위해 인식된 단어에 대해서 각 음절로 분리한 뒤, 미리 설정된 주파수 이상의 강세로 강하게 발음하는 '제 1 강세', 제 1 강세보다 약하게 발음하는 '제 2 강세', '강약이 없는 음절', 소리가 없는 '묵음'으로 구분하는 제 3 단계; 및
외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)가 '제 1 강세'에 제 1 강세 동작과, '제 2 강세'에 제 2 강세 동작이 센서부(110)로부터 입력되는 단어(words)에 포함된 적어도 하나 이상의 음절에서의 제 1 강세 및 제 2 강세와 매칭되는지 여부를 분석하는 제 4 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치를 이용한 운동 학습 방법.
청구항 19에 있어서, 상기 제 4 단계 이후,
외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)가 분석된 단어가 결합된 의사소통(communication)의 단위인 문장(sentences)으로 구분한 뒤, 적어도 하나 이상의 단어로 이루어진 각 문장을 분석하여 문장의 핵심요소인 명사, 본동사, 형용사, 부사를 추출하여 강조의 강음으로 인식하고, 기능적 요소에 대해서는 약음으로 인식하는 제 5 단계; 및
외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)가 인식된 강음에 대해서는 강음에 대한 인식과 동시에 강음 동작이 센서부(110)에 의해 인식되는지 여부를 판단하고, 인식된 약음에 대해서는 약음 동작이 센서부(110)에 의해 인식되는지 여부를 판단하는 제 6 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치를 이용한 운동 학습 방법.
청구항 20에 있어서, 제 6 단계 이후,
외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)가 동작 인식을 점수화하여 센싱 정보 연동으로 클라우드 서버와, 그 밖의 유무선 PC 및 시스템과의 데이터 송수신을 수행하는 제 7 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치를 이용한 운동 학습 방법.
청구항 18에 있어서, 제 1 단계는,
외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치(100)가 수준별, 상황별, 국가별로 적용되는 음소 규칙, 음절 규칙, 리듬 규칙이 다르도록 설정된 상태로 문장과 동작을 인식하는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치를 이용한 운동 학습 방법.
청구항 18에 있어서, 제 1 단계는,
영어를 모국어로 사용하는 국가의 언어 또는 제2 외국어로 영어를 사용하는 국가의 언어를 모두 포함하는 적어도 하나 이상의 문장이 인식되는 것을 특징으로 하는 외국어 리듬 동작 감지 센서 기반의 운동 학습 장치를 이용한 운동 학습 방법.
청구항 18 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 따른 방법의 각 단계를 수행하기 위한 명령어를 포함하는 컴퓨터 판독매체.
청구항 18 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 따른 방법의 각 단계가 수록된 전자매체.
청구항 18 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 따른 방법의 각 단계가 시각적으로 수록된 학습교재.