KR20170083965A - 인지 장애인 및 이들의 부양자를 위한 개선된 위치 인지 및 위치 확인 시스템 - Google Patents

인지 장애인 및 이들의 부양자를 위한 개선된 위치 인지 및 위치 확인 시스템 Download PDF

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KR20170083965A
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테오도르 에프. 이코노미
죤 죠지 Ii 엥글슨
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다니엘′스 버디, 인코포레이티드
죤 죠지 Ii 엥글슨
테오도르 에프. 이코노미
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Abstract

인지 장애인이 방황 또는 가출할 위험을 최소화하고, 인지 장애인이 방황 또는 가출에 성공한 경우에 이들의 위치를 파악하기 위한 장치 및 시스템. 시스템은 착용 가능 장치를 채택하고, 착용 가능 장치는 인지 장애인이 용이하게 탈착할 수 없어야 한다. 시스템은 또한 부양자에 의해 사용되는 애플리케이션을 포함하는 스마트폰을 채택한다. 웹사이트 및 클라우드 서버는 착용 가능 장치로부터 스마트폰으로, 그리고 스마트폰으로부터 웹사이트로의 데이터 통신을 위해 채택된다. 선택적 실시예에서, 스마트폰은 수색에 도움될 수 있는 타인이 보유한 다른 스마트폰으로 통지를 개시할 수 있다.

Description

인지 장애인 및 이들의 부양자를 위한 개선된 위치 인지 및 위치 확인 시스템{IMPROVED POSITIONAL AWARENESS AND LOCATING SYSTEM FOR COGNITIVELY IMPAIRED INDIVIDUALS AND THEIR CAREGIVERS}
본 발명은 자폐아(autistic children), 알츠하이머 질환을 앓는 성인 및 인지 장애가 있을 수 있는 사람들의 위치를 모니터링하여, 이들이 길을 방황하는 것을 방지하거나 방황하다 길을 잃었을 때 신속하게 찾기 위한 4 모듈 시스템(여기에서 "시스템"으로 지칭)에 관한 것이다. 시스템은 다음의 주요 서브 시스템으로 구성된다:
1. 클라우드 서버 / 웹사이트
2. 스마트폰 애플리케이션
3. 착용 가능 장치(wearable appliance)
4. 착용 가능 장착 시스템
자폐증은 복잡한 신경학적 이상으로, 사회적 행동 저하, 반복적 행동과 함께 나타나는 다양한 발달 언어 장애 및 의사소통 능력 장애의 특징이 있다. 이러한 이상 질환은 일반적으로 자폐 스펙트럼으로 지칭되는 광범위한 범위의 장애 증상, 능력 및 수준을 포함한다. 증상은 여타 일상생활을 제한하는 핸디캡부터 기관의 보호가 필요할 수 있는 심각한 장애까지 그 정도가 다양할 수 있다.
자폐증을 앓는 아이는 통상적인 사회적 영역에서 의사소통 및 상호 작용하는 데 있어 문제가 있다. 이들은 다른 사람들이 말하고 생각하고 느끼는 것을 이해하는 데 있어 어려움을 겪는다. 이러한 경우에 가장 중요한 것은, 자폐아가 방황하거나 가출하거나 종종 바다를 찾고 때로는 익사하거나 다치는 성향이 강하다는 것이다.
알츠하이머 질환(AD)은 때때로 알츠하이머 질병 또는 단순히 알츠하이머로 지칭되고 치매의 60% 내지 70%가 경우가 해당한다. 이는 만성 신경퇴행성 질환으로, 그 증상은 시간이 경과 함에 따라 천천히 점진적으로 나빠지는 것이 통상적이다. 가장 일반적인 초기 증상은 최근 일을 기억하는데 어려움을 겪는 특징을 보이는 단기 기억 상실이고, 병이 진행됨에 따라 증상은 방향성, 의사소통, 급격한 기분 변화, 동기 결여, 잘못 관리되는 자기 치유, 비정상 행동과 관련된 문제를 포함할 수 있다. 또한, 자폐증을 앓는 사람과 마찬가지로, 알츠하이머 환자는 가출하거나 방황하거나 길을 잃고 자신을 다양한 위험에 빠트리는 경향이 있다.
정교한 위성 위치정보 시스템(global positioning satellite; GPS) 기술 및 스마트폰이 출현하면서, 아이, 애완동물, 짐, 가택 연금 죄수 및 성인을 위한 위치 확인 기술의 단점이 해소되었다. 이들 각각은 특정한 그룹의 일부 특별한 특징을 갖고 있다. 이러한 기술은 다음과 같은 일부 주요 범주로 나눠진다:
브릭하우스(Brickhouse)의 어린이 GPS 로케이터(locator)는 GPS 좌표를 스마트폰에게 전송하고 지도상에 위치를 표시한다. 이러한 장치는 또한 시간의 경과에 따른 개인의 이동을 추적할 수 있다. 이는 위성 신호와의 액세스가 있을 때에만, 즉 외부에서만 작동한다. 이러한 장치는 미국 뉴욕, 브릭하우스 시규리티 (Brickhouse Security, 980 Avenue of the Americas, 3rd Floor, New York, N.Y. 10018, http://www.brickhousesecurity.com/category/gps+tracking.do?nType=1)에서 구입 가능하다.
무선 로케이터 장치는 수백 피트 내에서 착용 가능한 장치를 위치 확인하기 위해 특수 무선 방향 탐지기(radio direction finder) 수신기를 사용한다. 그러한 장치는 미국 캘리포니아, 네이션와이드 메디칼 인코포레이티드(Nationwide Medical Incorporated, 28632 Roadside Drive, Suite 210, Agoura Hills, Calif. 91301, http://www.nationwidemedical.com)로부터 이용 가능하다.
휴대폰 로케이터는 착용 가능한 또는 소지하고 있는 휴대폰에 대략적인 위치를 삼각 측량하기 위해 셀 타워(cell tower)와 근접해야 한다. 이러한 유형의 장치는 베리죤 와이어리스(Verizon Wireless, www.verizonwireless.com)로부터 이용 가능하다.
"엄마 저 여기 있어요(Mommy I'm Here)" 음성 신호가 소형 송신기에 들어가고, 소형 송신기가 오디오 신호를 작동시킴으로써, 부양자는 장치 착용자가 가청 거리(earshot) 내에 있을 때 이들의 위치를 확인할 수 있다. 이러한 장치는 미국 캘리포니아 Mommy I'm Here (4135 Blackhawk Plaza Circle, Suite 280, Danville, Calif. 94506 http://www.mommyimhere.com)로부터 이용 가능하다.
특수 경찰 밴드(band) 비상 서비스는 착용 가능 장치에서 특수 경찰 밴드 극초단파("UHF") 무선 신호를 이용하여 지휘자가 무선 방향 탐지기를 사용하여 실종된 사람을 찾도록 한다. 비상 대원 사무소가 호출되어 공식 수사가 실행된다. 이러한 장치는 엠파인더스(EmFinders, http://www.emfinders.com)로부터 이용 가능하다.
이트렉(eTrak)은 아이가 특정한 영역 또는 안전 구역을 벗어날 때 일련의 지리 좌표(위도 및 경도)를 송신하는 장치이다. 이 제품은 미국 택사스, 이트렉 코포레이션(eTrak Corporation, 8235 Douglas Ave. Suite #910, Dallas, Tex. 75225, infoetrak.com)으로부터 이용 가능하다.
전술한 각각의 기술은 장, 단점을 갖고 있다. 대부분의 경우 이용할 수 있는 기술은 실종된 자폐아 또는 알츠하이어
환자와 같은 특정한 문제를 위한 기술적 솔루션이라기 보다는 문제를 해결하는 관점에서 이용 가능하다. 결과적으로, 일부 자폐아 부모들은 군중 속에서 그들의 아이를 잃어버릴 수 있다는 거의 끊임없는 두려움에도 불구하고 이 제품을 갖거나 이용한다. 표적 집단(focus group)은 이에 대한 이유를 보고하고, 또한 선불제 및 월정액 모두 포함하는 비용, 크기, 배터리 수명 및 실내외에서 아이의 위치 표시 능력을 포함하였다. 또한, 표적 집단은 비록 자폐아의 다수가 남아이긴 하나, 아이의 연령 및 성별뿐만 아니라 아이가 어떤 스펙트럼에 있는지에 따라 일부 물리적인 버전도 필요한 것으로 보인다.
각각의 기술 분야에서 종래 기술의 예시는 다음과 같다:
싱거(Singer) 등의 미국 특허 No. 5,485,163은 권한이 있는 사용자에게 수신 노드(node) 좌표를 송신함으로써 개인의 위치를 확인하는 셀룰러 네트워크의 사용을 설명한다. 이 문헌은 GPS 신호 사용을 개시하지 않는다.
체인지(Change) 등의 미국 특허 No. 5,583,914는 GPS 위치 확인 기술을 사용하여 전송 신호 경로를 최적화하는 방법을 개시한다.
팀(Timm) 등의 미국 특허 No. 5,572,204는 GPS 위치 확인 신호를 사용하여 궁지에 빠진 차량(stranded vehicle)에 긴급 지원(roadside assistance)을 제공하는 방법을 개시한다.
로렌스(Lawrence)의 미국 특허 No. 5,021,794는 책임자가 실종된 개인을 추적 및 찾을 수 있도록 착용 가능 장치에서 UHF 호밍(homing) 신호를 사용하는 방법을 제공한다.
레이슨(Layson) 등의 미국 특허 No. 5,731,757은 가택 연금 죄수를 추적하는 신체 착용 장치를 설명하고, 개인의 추적을 유지하기 위해 기지국과의 무선 링크 및 GPS 모두 사용한다.
호프만(Hoffman) 등의 미국 특허 No. 5,742,233은 착용 가능 장치를 설명하고, 이 장치는 사용자가 작동하였을 때 개인의 GPS 위치뿐만 아니라 조난 신호도 전송한다.
웰치(Welch) 등의 미국 특허 No. 6,075,442는 무선 주파수(radio frequency: "RF") 신호를 생성하는데 사용되는 착용 가능 장치를 개시하고, 이러한 장치는 근방에 있는 것으로 추정되는 개인을 찾기 위해 부양자가 소지하는 특수 무선 방향 탐지 수신기에 의해 거리 및 방향 모두에서 위치가 확인될 수 있다.
홀로이다(Holoyda)의 미국 특허 No. 7,511,627은 장치 착용자가 특정한 경계 영역을 벗어날 때 경고를 하는 일련의 거리 임계값이 부가된 위치 확인 장치를 개시한다. 특허는 또한 착용 가능 장치의 위치를 무선 유도하기 위해 부양자가 소지하는 무선 방향 탐지 수신기를 사용한다.
더 최근 문헌으로, 세익스피어(Shakespeare) 등의 미국 특허 No. 9,002,372는 실내 또는 실외에 있는지를 확인하는 실종자 위치 확인을 위한 장치 및 시스템을 설명한다.
본 특허 출원의 목적을 위해, 인지 장애라는 용어는 자폐인, 알츠하이머를 앓는 성인 및 임의의 어떠한 방식으로 인지 장애를 가질 수 있는 타인을 의미하는데 사용한다.
인지 장애인이 방황하거나 가출(elope)하는 위험을 최소화하기 위하여, 본 발명의 시스템은 인지 장애인의 각각의 부양자가 부양자와 관련한 물리적 위치에서 그들의 책임하에 있는 피부양자에게 더욱 효과적으로 주의를 기울일 수 있도록 지원하는 성능을 제공한다.
본 발명의 이러한 목적은 장애인에게 장착된 착용 가능 장치와 통신하는 부양자의 스마트폰에서 실행되는 애플리케이션을 통해 달성된다.
서로 협력하는 4 모듈은 장애인이 방황하는 것을 방지하기 위해, 장애인의 부양자에게 더욱 주의를 주고, 인식의 증대 및 보완을 제공하고 촉진하도록 기능한다. 또한, 모듈은 서로 협력하여 스마트폰 애플리케이션을 통해 부양자의 고유 판단력의 증대 및 보완뿐만 아니라 위치 확인 능력을 제공하도록 기능한다. 인지 장애인이 방황 또는 가출한다면, 시스템은 이들의 위치를 신속하고 효과적으로 확인하는 성능을 제공한다.
본 발명의 시스템은 인지 장애인의 각각의 부양자가 부양자와 관련한 물리적 위치에서 그들의 책임하에 있는 피부양자에게 더욱 효과적으로 주의를 기울일 수 있도록 지원한다.
본 발명의 시스템은 수신된 데이터의 가장 지능적이고 역동적인 사용을 구현하고, 착용 가능 장치의 처리 부담을 최소화하여 전력 소모를 최소로 유지한다.
도 1은 시스템 모듈 및 통신 경로를 개괄적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 착용 가능 장치의 세부도이다.
도 3은 다양한 RF 사용을 나타낸 도면이다.
도 4는 웹사이트의 기능적 개요를 나타낸 도면이다.
도 5는 블루투스(Bluetooth) 셋업 모드를 나타낸 도면이다.
도 6은 Wi-Fi 액세스(access) 포인트 모드를 나타낸 도면이다.
도 7은 Wi-Fi 셋업 모드를 나타낸 도면이다.
도 8은 홈 작동(Home operation)을 나타낸 도면이다.
도 9는 부재시 작동(Away operation)을 나타낸 도면이다.
물론, 본 발명의 시스템은 애완동물, 짐, 또는 인지 장애는 없으나 테마파크 또는 쇼핑몰에 있을 수 있는 아이 및 성인의 위치 인지 및 위치 확인과 같은 다른 목적을 위해 사용될 수 있다.
도 1은 다양한 시스템 모듈에 대한 무선 주파수("RF") 기술의 연결 경로와 개요를 도시한다.
1. 클라우드 서버 / 웹사이트 작용기(functionality)
2. 셀룰러(cellular) 시스템
3. Wi-Fi
4. GPS 시스템
5. 착용 가능 장치
6. 블루투스
7. 스마트폰 애플리케이션, 착용 가능 장치
착용 가능 장치(5)는 블루투스(1차 근거리 접속) 및 Wi-Fi(2차 중거리 접속)를 위한 수신 신호 강도 표시(received signal strength indicator; RSSI) 값을 통해 부양자의 스마트폰으로 전자적으로 접속된다(tethered). 전자 접속이 "끊기면", 착용 가능 장치(5)는 가출 이벤트 모드(Elope Event Mode)를 시작하여 Wi-Fi 연결이 이용 가능하면 Wi-Fi를 통해 또는 셀룰러 데이터 웹 서비스 콜을 통해 웹사이트와 통신하여 위치 데이터뿐만 아니라 다른 중요 정보를 전송한다. 추가적으로, 착용 가능 장치가 알려진 Wi-Fi 액세스 포인트에 연결될 수 없을 때, 이 장치는 액세스 포인트 모드로 전환함으로써, 2차 중거리 전자 접속을 구축할 뿐만 아니라, 인지 장애인의 위치를 획득하는 것을 더 보조하는 위치 확인 표지(locating beacon)로서 기능한다.
위치 데이터가 웹사이트에 의해 수신되면, 데이터는 푸시(push) 통지를 통해 부양자의 스마트폰으로 푸시된다. 또한, 스마트폰이 전자 접속이 끊겼음을 감지하면, 고유의 가출 이벤트 모드를 시작한다. 특히, 웹사이트와의 링크를 구축하여 가출자의 위치 데이터를 수집한다. 스마트폰은 다른 "친구와 가족" 및 "커뮤니티 검색(Community Search)" 회원에게 푸시 통지를 개시하여 가출자 위치 확인을 보조하도록 할 수 있다.
통신 패러다임 전체 부문과 협력하여 다양한 장치 기술(1차적으로 적용 가능한 RF 기술의 전체 부문)과 다양한 시스템(클라우드; 앱; 스마트폰 및 착용 가능 장치)을 통합하는 목적은, 부양자가 이들이 책임하에 있는 장애인(들)에게 "더욱 많이 주의를 기울이도록" 훈련하고, 이에 실패했을 경우 장애인(들)을 "더 빠르고, 더욱 양호하고 덜 비용이 드는 방식으로" 되찾기 위해 사용하는 독특하고 이전에 상상할 수 없었던 성능을 제공하는 것이다.
클라우드 서버 / 웹사이트(1) 및 그 관련 작용기는 시스템의 허브(hub)로서 역할한다. 웹사이트 및 그 관련 작용기는 착용 가능 장치(5), 스마트폰 앱(7) 및 스마트폰(들)로부터 위치뿐만 아니라 다른 중요 데이터를 수신 및 저장한다. 이어서 이러한 정보를 처리할 뿐만 아니라 이를 알고리즘으로 저장 및 사용하고, 장치, 스마트폰 앱 및 스마트폰(들)로 다시 전송한다. 웹사이트 및 그 관련 시스템은 수신된 데이터를 소비하고 지능적으로 분석하여 잘 기록된 기능적 절차로 정의된 바에 따라 작동한다. 바꾸어 말하면, 1차 설계 원리는 웹사이트 수준에서 "지능(intelligence)"을 유지하는 것이다. 이러한 원리는 수신된 데이터의 가장 지능적이고 역동적인 사용을 구현하고, 착용 가능 장치의 처리 부담을 최소화하여 전력 소모를 최소로 유지한다.
도 4는 웹사이트 소비자 페이싱(facing) 작용기의 고 수준 기능 맵을 도시하고, 전술한 작용기의 구성 요소는 이하에 설명된다.
1. 부양자 회원(들)은 가입하여 장치를 등록할 수 있음. 도 4의 블록 6.
2. 부양자 회원(들)은 그들의 아이의 사진 및 의료 상태 및 진료 기록과 같은 중요 정보를 포함하는 보안 프로필을 셋업할 수 있음. 도 4의 블록 8.
3. 부양자 회원(들)은 가출 이벤트의 조건을 포함하나 이에 한정되지 않는 다수의 다양한 소정의 조건에서 방황하는 사람의 위치를 파악하는 것을 돕기 위해 활성화될 수 있는 "친구 및 가족 네트워크"를 셋업할 수 있음. 도 4의 블록 9. 바꾸어 말하면, 부양자는 웹사이트에 액세스(access)하여 인지 장애인의 위치를 파악할 때 부양자를 도울 수 있는 타인을 확인할 수 있다.
4. 모든 데이터 전송은 인터넷 기반 데이터 전송을 위한 보안 소켓 계층(secure socket layer), 보안 통신 프로토콜을 통해 발생한다.
5. 대시보드(dashboard) 작용기는 즉각적이고 이력적인 장치 및 스마트폰(들)의 위치, 배터리 수명, 통신 성능 및 다른 중요한 시스템 상태 값에 대한 웹사이트 액세스를 제공한다. 도 4의 블록 11.
6. 완전하게 완비된 웹 서비스는 고유 브라우저 기반 작용기뿐만 아니라 스마트폰 앱 및 착용 가능 장치 인터페이스 성능을 제공하는 작동 프로세스를 지원한다.
7. 장치 위치 데이터를 구글 맵스 이동 맵 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface: "API") 디스플레이(또는 웹사이트로부터 장치 위치의 실시간 표시를 위한 임의의 다른 유사한 매핑 API 대체물)에 통합.
8. 정확한 위치 결정을 위해 로컬 Wi-Fi 액세스 포인트 RSSSI /MAC 주소 값을 채택하는 위치 기반 서비스 통합.
9. 가입자를 위한 월별 청구서 및/또는 가입자 요금 내역 제공.
10. 웹사이트를 통한 시스템 구매 가능성 제공. 도 4의 블록 10.
11. 소셜 미디어 성능 및 상호 작용 제공. 도 4의 블록 10.
클라우드 서버 아키텍처는 시스템의 허브이며 1차적인 지능이다.
1. 이 아키텍처는 장치 및 스마트폰 배터리 수명의 보전을 구현한다.
유의사항: 배터리 수명의 가장 중요한 측면은 가출에 관한 것이다. 배터리 전력 소모는 가출 이벤트 중에 급등한다.
2. 이 아키텍처는 (스마트폰 또는 앱 레벨과는 대조적으로) 클라우드 서버에서의 고수준 처리 능력으로 인하여 더욱 정교한 논리 개발 및 알고리즘 처리를 구현한다.
3. 이 아키텍처는 장치 또는 스마트폰 앱에서 소프트웨어를 수정할 필요 없이 더욱 쉽게 변형된 중앙 위치 논리 및 알고리즘 처리를 구현하여 장치 또는 스마트폰 앱은 더욱 "정적(static)"이 된다.
4. 이 아키텍처는 다수의 등록 사용자 및 이들에 연관된 기능을 지원하는 높은 확장성의 플랫폼을 구현한다.
스마트폰 애플리케이션(앱)(7)은 시스템에 대한 부양자의 1차적인 일간(daily) 인터페이스 메커니즘으로서 기능 하도록 설계되었다. 앱은 계정(account)과 함께 사용될 모든 장치들에 다운로드 및 설치된다. 계정은 웹사이트를 통해 생성된다. 선택적으로, 앱은 사용자가 사용자의 스마트폰을 통해 계정을 생성할 수 있도록 허용한다. 등록하면, 시스템은 장치의 시리얼 번호를 입력함으로써(선택적으로 장치의 시리얼 번호를 바코드 스캔하여) 특정한 착용 가능 장치를 계정에 연결한다(link). 하나의 장치가 앱에 한번에 연동될 수 있거나, 복수의 장치 및 복수의 장치의 복수의 "착용자"가 앱에 연결될 수 있다. 장치를 시스템에 연동하면, 스마트폰 앱은 장치와 저 전력 블루투스(Bluetooth Low Energy; BLE) 공유(pairing) 프로세스를 시작한다. 이는 BLE가 스마트폰으로부터 장치로의 로컬 링크로서 기능한다는 점에서 중요하다. 장치가 내장형(embedded) 사용자 인터페이스를 포함하지 않는다는 것을 고려하여, 스마트폰은 BLE를 통해 이 기능을 수행한다. 통상적인 사용 중에 앱은 장치와 1차적인 BLE 전자 접속을 생성하고, 이는 지속적으로 모니터링된다. 전자 접속은 장치 및 공유된(paired) 부양자 스마트폰이 특정한 임계 거리를 유지하는지를 결정하기 위해 일련의 RF 기술을 채택한다. 이 거리가 초과되면, 시스템(웹사이트, 장치, 스마트폰 앱, 스마트폰)은 자동으로 가출 이벤트 모드를 시작하고, 이때 1차적인 목적은 장치의 위치를 결정하여 방황하는 개인의 위치를 신속하고 효과적으로 확인하는 것이다.
스마트폰 애플리케이션의 전반적 특징은 다음과 같다:
1. 근거리 인터페이스 및 장치 프로그래밍 성능뿐만 아니라 1차 전자 접속을 위한 블루투스 성능 채택
2. 스마트폰 앱은 모든 양태의 착용 가능 장치 작용기를 능동적으로 관리한다.
3. 스마트폰 기능은 선택된 보안 Wi-Fi 네트워크 및/또는 블루투스 인터페이스로 장치를 연결하는 셋업 방식을 관리한다.
4. 위치 및 시간에 기반한 거리 임계값을 포함하는 전자 접속 셋업.
5. 배터리 수명, 통신 성능 및 다른 중요한 시스템 상태 값에 스마트폰이 즉각적으로 액세스할 수 있게 하는 장치 대시보드 기능.
6. 가출 이벤트 탐지가 감지될 때 통보받는 "친구 네트워크"의 셋업 및 관리.
7. 장치 위치의 실시간 표시를 위한 이동 맵 디스플레이에 장치 위치 데이터의 통합.
8. 스마트폰 알고리즘 및 사용자 인터페이스는 단일의 착용 가능 장치를 삼각 측량하도록 복수의 스마트 기기에 사용된다.
9. 다른 스마트폰 알고리즘 및 사용자 인터페이스는, 하나의 장치에 대한 2개 이상의 스마트 기기의 고정(stationary) 삼각 측량에 기반하여 단일의 착용 가능 장치를 삼각 측량하도록 복수의 스마트 기기에 사용된다.
10. 가출 이벤트가 탐지될 때 친구 네트워크 활성화.
11. 가출 이벤트가 탐지될 때 커뮤니티 검색 활성화.
12. 스마트 기기가 항상 적절하게 충전되어 있도록 스마트 기기를 위한 배터리 경고 표시기.
13. 배터리 성능을 최적화하기 위한 스마트폰 배터리 충전 관리.
14. 스마트폰 앱은 장치가 가출 모드를 시작하여 웹사이트에 위치 데이터 전송을 시작하도록 트리거하는 비상(panic) 버튼을 포함할 것이다.
15. 상황의 지시에 따라 기능을 전개하는 성능을 제공하고, 이러한 기술을 인지 장애인을 잃어버리지 않고 만약 실종시에도 위치를 표시하도록 특정하게 사용함으로써 더 많은 지식이 획득된다.
16. 군중 수색 구현.
17. 가출자의 장치의 위치 데이터 및 BLE의 RSSI를 보고하기 위해 목록에 포함된 사용자의 스마트 기기의 네트워크를 비개입적으로 신중하게 채택하는 능력.
18. 가출 전(장치의 착용자가 초기 "비착용" 단계에 있을 때) 가출 잠재 요인을 최소화하는 부양자의 조건화, 즉 음성 전화, 문자, 그리고 부양자 스마트 기기 경보 신호음 변경 및 정도(세기)를 포함하는 주의 산만 요인을 제한하는 것.
인지 장애인이 착용 가능 장치를 (일부 방식으로) 착용한 경우, 이를 착용 가능 장치로 지칭한다. 착용 가능 장치는 궁극적으로 손목시계와 동일한 형상 인자(form factor)를 가질 수 있다. 착용 가능 장치는 내충격성과 방수성을 가진다. 이러한 특성을 제공하기 위해 내부 케이스는 에폭시 충진될 수 있다. 장치 및 착용 가능 장착 메커니즘은 또한 장치의 탈착을 방지하기 위해 상당히 견고하다. 장치가 탈착되면, 일 버전에서, 장치는 이를 감지하고 이러한 정보를 웹사이트 모듈과 통신할 수 있는 능력이 있다. 최종적인 착용 가능 구현예는 일부 실시예에 나와 있다.
RF 관점에서 착용 가능 장치는 다음을 포함하는 다양한 탑재형 RF 기술 어레이를 포함한다:
1. Wi-Fi
2. 저전력 블루투스(BLE)
3. 셀룰러(코드 분할 다중 액세스(code division multiple access-"CDMA") 또는 이동 통신용 글로벌 시스템(global system for mobile communication-"GSM")
4. GPS 수신기
도 2는 착용 가능 장치에 탑재된 다양한 구성 요소 간의 상호 연결을 도시한다.
1. 셀룰러 안테나
2. 셀룰러 모뎀 모듈
3. 통합 Wi-Fi 및 저전력 블루투스 모듈
4. Wi-Fi 및 저전력 블루투스 안테나
5. 9축 자이로(Gylo), 가속계, 콤파스
6. 마이크로 콘트롤러
7. 분리 회로(discrete circuitry)
8. GPS 안테나
9. GPS 모듈
10. 전력 관리
11. 배터리
저전력 블루투스(BLE)- BLE는 부양자의 스마트 기기와의 1차적 전자 접속으로서 기능한다. BLE는 부양자의 스마트 기기로부터 대략적인 거리를 위한 RSSI 측정을 채택한다. 부가적으로, BLE는 Wi-Fi 셋업, 매개변수 구성, 착용 가능 조건, 즉 배터리 수명 등과 같은 동작을 위한 장치를 위한 "프로그래밍" 및 인터페이스의 1차적인 로컬 방식이다.
Wi-Fi는 1차적인 웹 인터페이스로 사용되고, Wi-Fi 인터넷 연결이 일부의 입력 조건에 기반한 소정의 구성 가능한 간격(interval)으로 웹사이트와 통신하기 위하여 사용될 수 있다. Wi-Fi는 1차적으로 전력 관리를 이유로 하여 착용 가능 장치 및 스마트폰을 위한 1차적 웹 인터페이스로서 선택되었다. 또한, 장치는 RSSI 데이터를 측정 및 전송하여 가정의 Wi-Fi-라우터(router)로부터의 대략적인 거리를 결정할 뿐만아니라, 주변 Wi-Fi 네트워크 및 가능한 셀 타워(cell towers)의 RSSI(상대 신호 강도 표시) 및 MAC 주소(네트워크 장치의 고유 식별자)를 수집한다. 또한, 착용 가능 장치가 알려진 Wi-Fi 액세스 포인트에 연결될 수 없을 때, 장치는 액세스 포인트 모드로 전환하여, 2차 중거리 전자 접속을 구축한다.
Wi-Fi 액세스 포인트 모드는 중앙 연결 포인트로서 기능하고, 스마트 기기 또는 컴퓨터와 같은 무선 클라이언트가 여기에 연결될 수 있다. 이러한 독특한 작용기는 부양자의 스마트폰에서 실행 중인 애플리케이션이 장치와의 연결을 재구축함으로써, 결국 부양자의 스마트폰을 통해 장치가 연결되도록 한다. 이는 또한 가출자의 위치 확인을 돕기 위해(웹사이트를 통해 정의된 바와 같은) "친구 및 가족" / "커뮤니티 검색" 구성의 일부로서 권한을 부여받아 연결된(linked) 임의의 스마트폰에서도 구현된다. 각각의 연결된 스마트폰은 장치의 RSSI 값을 클라우드 서버에 전송하고, 클라우드 서버에서 삼각 측량이 수행되어 위치를 확인한다. 위치 정보는 스마트폰 애플리케이션 또는 브라우저(browser)를 통해 가출자의 착용 가능 장치와 관련된 임의의 권한 있는 개인에게 이용 가능하다. 장치는 또한 주기적으로 프로그램에 따라서 Wi-Fi 액세스 포인트 모드로부터 나가서 근방의 SSID 및 RSSI 값을 수집하여 셀룰러 연결을 통하여 웹 서비스 콜에 기반한 위치 확인을 수행하고, 또한 Wi-Fi 인터넷 연결을 다시 회복하기 위한 시도로 알려진 SSID를 찾는다.
셀룰러(GSM 또는 CDMA) - 가출 이벤트 시, 장치가 셀룰러 연결을 이용하여 관련 위치 데이터 및 부가 데이터를 웹사이트로 송신하기 시작하고, 웹사이트에서는 이를 저장할 뿐만 아니라 부양자의 스마트폰으로 다시 푸시한다. 또한, Wi-Fi가 이용 가능하지 않을 때, 장치는 인터넷 연결을 위해 셀룰러 기술에 의존한다. 또한, 셀룰러 무선 사용은 비율적으로 상당한 배터리 전력 %를 나타내므로 절약하여 지능적으로 사용되어야 함을 유의해야 한다.
GPS 수신기 - 오로지 가출 이벤트 모드일 때, 그리고 위치 확인이 정당할 때, 장치는 시간 함수로서 웹사이트로 전송된 GPS 데이터를 획득한다. Wi-Fi 및 셀룰러 위치 기반 서비스(location based services; LBS)의 사용은 인구 밀집 지역에서도 상당한 위치 확인 정확도를 제공하는 1차적 위치 확인 모드이다. 장치의 설계에 있어 1차적으로 고려해야 할 것은 전력 소모 및 전력 관리이다. 특히, 배터리 시스템의 전력 잔량의 최적화이다. 착용 가능 장치는, 항상 장치의 전력 소모를 관리할 뿐만아니라 그때그때의 배터리 레벨을 측정한다. 배터리 레벨이 소정의 구성 가능한 임계치 미만으로 떨어지면, 착용 가능 장치는 저전력 모드를 시작하고, 웹사이트로 웹서비스 콜을 개시하여 그 상태에 대해 시스템에 알린다. 또한, 정상 구동 시, 착용 가능 장치는 주기적으로 배터리 상태 및 다른 장치 정보를 웹사이트 보관소로 전송한다.
착용 가능 장치의 특성을 요약하면 다음과 같다:
4개의 RF 기술의 조합 및 상호 운용성(interoperability), 지역 SSID(서비스 세트 식별 - Wi-Fi 핫스폿(Hot-Spot) / 액세스 포인트 식별자)의 Wi-Fi RSSI (상대 신호 강도 표시)를 통한 위치 확인(positioning)을 위한 LBS(위치 기반 서비스)의 사용 및 이들과 GPS 뿐만 아니라 현지 스마트폰 LBS와의 조정(reconcillation).
1. 탑재형 생물 원격 측정법(biotelemetry) 성능.
2. 탑재형 9축 (자이로 (x, y, z) + 가속도계 (x, y, z) + 콤파스 (x, y, z)) 성능.
3. 이동 탐지를 제공하는 RSSI의 Δ를 탐지하는 성능.
4. 배터리 수명 보존을 위해, 고속 처리 기능은 클라우드 서버로 푸시된다.
5. 전력 관리 알고리즘.
6. 비-탈착형 조끼 또는 어깨 탄티(bandolier)를 통해 견갑골 사이에 장착 착용 가능한 성능.
7. 손목 밴드 구현물
8. 발목 밴드 구현물.
9. 벨트 구현물.
10. 착용 가능 탈착 탐지 및 시스템 / 부양자 경보 성능.
도면에서 번호가 부여된 요소는 다음과 같이 표시된다:
도 1 - 시스템의 개략도
1. 클라우드 서버 / 웹사이트 작용기
2. 셀룰러 시스템
3. Wi-Fi
4. GPS 시스템
5. 착용 가능 장치
6. 블루투스
7. 스마트폰 애플리케이션, 착용 가능 장치
도 2 - 착용 가능 장치 구성요소 도면
1. 셀룰러 안테나
2. 셀룰러 모뎀 모듈
3. 통합 Wi-Fi 및 저전력 블루투스 모듈
4. Wi-Fi 및 저전력 블루투스 안테나
5. 9축 자이로, 가속계, 콤파스
6. 마이크로 콘트롤러
7. 분리 회로
8. GPS 안테나
9. GPS 모듈
10. 전력 관리
11. 배터리
도 3 - RF 기술 범위 도면
1. 착용 가능 장치
2. 저전력 블루투스 범위
3. Wi-Fi 범위
4. 셀룰러 범위
5. 150 Ft
6. 300 Ft
7. 셀룰러 범위에 의해 제한됨
도 4 - 웹사이트 / 클라우드 서버 소비자 페이싱(facing) 작용기
1. 랜딩 페이지(landing page)
2. 정보 페이지
3. 사용자 이름 및 패스워드 입력
4. 로그인
5. 사이트 작용기
6. 등록
7. 장치 등록
8. 인적 프로필 입력
9. 친구 및 가족 네트워크 입력
10. 장치 구매
11. 대시보드
12. 소셜(social)
도 5 - 블루투스 셋업 모드
1. 시작
2. 신규의 착용 가능 장치 수신됨
3. DBI 웹사이트 액세스
4. 착용 가능 장치가 등록됨
5. 스마트폰 애플리케이션 "저장" 액세스
6. 스마트폰 애플리케이션이 다운로드 되고 작동함
7. 스마트폰 애플리케이션이 블루투스 찾기 모드를 시작함
8. 앱을 통하여 스마트폰 블루투스가 착용 가능 장치를 검색 중
9. 착용 가능 장치 블루투스를 찾을 수 없음
10. 착용 가능 장치 블루투스를 찾았음
11. 블루투스 연결을 신뢰할 수 없음
12. 스마트폰 애플리케이션은 착용 가능 장치 블루투스 연결을 허용함
13. 착용 가능 장치와 스마트폰 애플리케이션 사이에 블루투스 신뢰 연결이 구축되었음. 1차적 전자 접속이 애플리케이션과 착용 가능 장치 사이에 생성되었음
14. 프로세스 완료
도 6 - Wi-Fi 액세스 포인트 모드
1. 시작
2. 스마트폰 애플리케이션은 기지의 액세스 포인트에 연결되지 않고, 블루투스를 통해 착용 가능 장치에 공유되거나(paired) 또는 접속되었음
3. 스마트폰 애플리케이션과 착용 가능 장치 사이의 블루투스 공유(pair) / 접속이 끊김
4. 착용 가능 장치는 Wi-Fi 액세스 포인트 모드를 시작함. 이전에 착용 가능 장치와 연계 및 연결된 스마트폰은 Wi-Fi 액세스 포인트 모드에서 착용 가능 장치와 2차 중거리 전자 접속을 구축함
5. 착용 가능 장치에 현재 연결된 관련 스마트폰은 그 위치를 착용 가능 장치의 Wi-Fi RSSI 값에 따라 웹사이트/클라우드 서버로 전송함
6. 웹사이트 / 클라우드 서버는 착용 가능 장치 RSSI 값 및 연결된 스마트폰 애플리케이션 데이터를 수신하고 "잃어버린" 착용 가능 장치의 위치를 삼각 측량함.
7. 착용 가능 장치의 위치는 연계된 스마트폰 애플리케이션 및 권한을 부여받은 브라우저 액세스를 통해 액세스 가능함
8. 착용 가능 장치는 주기적으로 AP 모드를 편집하고 기지의 SSID를 검사하고 위치 기반 서비스 웹 콜을 위한 SSID / RSSI 값을 수집함
도 7 - Wi-Fi 셋업 모드
1. 시작
2. 스마트폰 애플리케이션은 홈 액세스 포인트에 연결되고 블루투스를 통해 착용 가능 장치와 공유됨
3. 사용자는 Wi-Fi 액세스 포인트 찾기(discovery) 및 셋업을 개시함
4. 액세스 포인트 정보 (SSID 및 패스워드)는 프로그램에 따라 스마트폰 애플리케이션에서 획득됨
5. 스마트폰 애플리케이션은 착용 가능 장치에서 액세스 포인트 스캔 모드를 활성화함
6. 착용 가능 장치는 액세스 포인트 데이터를 수집함
7. 착용 가능 장치는 홈 액세스 포인트의 SSID를 획득함
8. 홈 액세스 포인트를 찾을 수 없음
9. 착용 가능 장치는 홈 액세스 포인트의 SSID를 획득함
10. 홈 액세스 핀 연결이 실패함
11. 홈 액세스 포인트 SSID가 획득됨
12. 홈 SSID는 스마트폰 애플리케이션에 의해 확인되고(acknowledged) 액세스 포인트와의 연결 정보는 스마트폰 애플리케이션으로부터 블루투스 연결을 통해 착용 가능 장치로 송신됨
13. 착용 가능 장치는 홈 Wi-Fi 액세스 포인트에 연결하고 웹 사이트 / 클라우드 서버로의 웹 서비스 콜을 수행하여 인터넷 연결을 검사함.
14. 인터넷 연결을 찾을 수 없고, 블루투스를 통해 착용 가능 장치로부터 스마트폰 애플리케이션으로 통지됨
15. 인터넷 연결이 확인됨(confirmed) - 추후 가능한 사용을 위해 로컬 Wi-Fi RSSI 값이 캡처됨
16. 인터넷 연결 없이 액세스 포인트는 착용 가능 장치와 연결됨
17. 정상 홈 작동 모드가 획득됨
도 8 - 홈 작동
1. 시작
2. 블루투스는 공유되고 Wi-Fi 인터넷 연결이 존재함
3. 블루투스 RSSI 주기 타이머가 경과함 (RSSI 레벨은 거리 임계가 초과되지 않음을 표시함)
4. 블루투스 RSSI 주기 타이머가 경과함 (RSSI 레벨은 거리 임계가 초과되었음을 표시함)
5. 1차 접속이 연결되지 않음 (가출 이벤트 상태 가능)
6. 부양자에 의해 비-가출 확인으로 푸시 통지가 확인됨
7. 근접(near) 가출 상태
8. 부양자에 의해 가출 확인으로 푸시 통지가 확인됨
9. 가출 이벤트 상태
10. 홈 액세스 포인트 연결이 실패함
11. 푸시 통지 타이머 시간 경과 및 부양자에 의한 확인 없음
12. 가출 이벤트 상태 시작 - 착용 가능 장치는 근방의 모든 Wi-Fi 네트워크의 현재 RSSI 값을 수집하고 웹사이트 클라우드 서버로 지리적 위치(geolocation)웹 서비스 콜을 하여 위치를 확정하고 시스템에게 위치를 인지시킴.
13. 착용 가능 장치 위치 확정됨
14. 착용 가능 장치 위치 미확정됨
15. GPS 켜기
16. 착용 가능 장치에서의 GPS 및 GPS 확정 시도
17. Wi-Fi 인터넷 연결이 존재함
18. Wi-Fi를 통해 웹사이트 클라우드 서버로 웹서비스 콜을 하여 위치를 확정하고 시스템에 위치를 인지시킴
19. Wi-Fi 인터넷 연결 없음
20. 셀룰러 모뎀은 온(on) 상태임
21. 셀룰러 모뎀을 통해 웹사이트 클라우드 서버로 웹서비스 콜을 하여 위치를 확정하고 시스템에 위치를 인지시킴
도 9 - 부재 시 작동
1. 시작
2. 블루투스는 공유되고 Wi-Fi 인터넷 연결이 없음
3. 블루투스 RSSI 주기 타이머가 경과함 (RSSI 레벨은 거리 임계가 초과되지 않음을 표시함)
4. 블루투스 RSSI 주기 타이머가 경과함 (RSSI 레벨은 거리 임계가 초과되었음을 표시함)
5. 1차 접속이 연결되지 않음 (가출 이벤트 상태 가능)
6. 착용 가능 장치의 액세스 포인트 모드 가동 및 셀룰러 모뎀 켜기
7. 스마트폰 애플리케이션이 착용 가능 장치의 액세스 포인트를 통해 착용 가능 장치에 연결되고, 셀룰러 무선은 온 상태임. 푸시 통지 경보가 웹사이트 클라우드 서버 및 직접적으로 부양자에게 송신됨.
8. 부양자에 의해 비-가출 확인으로 푸시 통지가 확인됨
9. 근접 가출 상태
10. 부양자에 의해 가출 확인으로 푸시 통지가 확인됨
11. 가출 이벤트 상태
12. 연결 실패, 재연결 시도
13. 푸시 통지 타이머 시간 경과 및 부양자에 의한 확인 없음
14. 가출 이벤트 상태 시작 - 착용 가능 장치는 근방의 모든 Wi-Fi 네트워크의 현재 RSSI 값을 수집하고 셀룰러 모뎀을 통해 웹사이트 클라우드 서버로 지리적 위치 웹 서비스 콜을 하여 위치를 확정하고 시스템에게 위치를 인지시킴.
15. 착용 가능 장치 위치 확정됨
16. 착용 가능 장치 위치가 지리적 위치 서비스로 미확정됨
17. GPS 켜기
18. GPS가 온 상태이고 GPS 확정 획득 시도
19. Wi-Fi 인터넷 연결 없음
20. 셀룰러 모뎀은 온 상태임
21. 셀룰러 모뎀을 통해 웹 서비스 콜을 수행함

Claims (6)

1차적 근거리 접속으로서 블루투스를 위한 수신 신호 강도 표시 및 2차 중거리 접속으로서 Wi-Fi 또는 셀룰러 데이터를 이용하여, 부양자의 스마트폰으로 전자적으로 접속되는 착용 가능 장치를 포함하는, 인지 장애인이 방황 또는 가출할 위험을 최소화하고, 인지 장애인이 방황 또는 가출에 성공한 경우에 이들의 위치를 확인하기 위한 시스템으로서,
전자 접속이 끊기면 착용 가능 장치가 WiFi-연결 또는 셀룰러 데이터 웹 서비스 콜을 이용하여 웹사이트와 통신하여 위치 데이터를 웹사이트로 전송하고, 이어서 웹사이트는 푸시 통지를 이용하여 부양자의 스마트폰으로 데이터를 푸시하고,
전자 접속이 끊기면, 또한 부양자의 스마트폰은 웹사이트와의 링크를 구축하고 인지 장애인의 위치 데이터를 수집하고, 선택적으로 부양자의 스마트폰은 인지 장애인의 위치 확인의 도움에 사용될 수 있는 다른 스마트폰으로 푸시 통지를 개시할 수 있고, 그리고
착용 가능 장치가 알려진 Wi-Fi 액세스 포인트에 연결될 수 없을 때, 착용 가능 장치는 액세스 포인트 모드로 전환함으로써, 2차 중거리 전자 접속을 구축할 뿐만 아니라 인지 장애인의 위치 획득을 더 보조하는 위치 확인 표지(locating beacon)로서 기능하는 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 웹사이트는 부양자가 가입하여 착용 가능장치를 등록하고, 인지 장애인의 보안 프로필을 셋업하고, 인지 장애인의 위치 확인 시 부양자를 도울 수 있는 타인의 네트워크를 셋업할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 보안 프로필은 인지 장애인의 사진 및/또는 의료 상태 및/또는 진료 기록을 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 웹사이트는 즉각적이고 이력적인 스마트폰 및 착용 가능 장치의 위치, 배터리 수명, 통신 성능 및/또는 다른 시스템 상태 값에 대한 액세스를 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템.
청구항 1에 있어서,
착용 가능 장치 위치 데이터는 웹사이트로부터 착용 가능 장치 위치의 실시간 표시를 위한 이동(moving) 맵 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스 디스플레이 내에 통합되는 것을 특징으로 하는 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 웹 사이트는 클라우드 서버 아키텍처를 채택하고, 수신된 데이터의 동적 사용을 위한 지능으로 기능함으로써, 착용 가능 장치 및 스마트폰 부담을 최소화하고, 착용 가능 장치 및 스마트폰 모두에서 배터리 수명을 보존하는 것을 특징으로 하는 시스템.

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