KR20180006692A - 사용자의 심적 안정도를 모니터링하는 단말, 웨어러블 디바이스, 및 방법 - Google Patents

사용자의 심적 안정도를 모니터링하는 단말, 웨어러블 디바이스, 및 방법 Download PDF

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Abstract

사용자로부터 측정한 생체 신호를 적어도 하나의 파라미터로 변환하는 변환부, 및 상기 적어도 하나의 파라미터와 미리 수집되어 학습된 기준 파라미터를 비교하여 사용자의 심리적 안정 상태가 임계치를 벗어났는지의 여부를 판단하는 판단부를 포함하는 사용자 신체에 배치되어 상기 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 전자 단말이 제공된다.

Description

사용자의 심적 안정도를 모니터링하는 단말, 웨어러블 디바이스, 및 방법{TERMINAL, WEARABLE DEVICE, AND METHOD FOR MONITORING EMOTIONAL STABILITY OF USER}
사용자의 심적 안정도를 모니터링하는 기술에 연관된다. 더욱 구체적으로는 생체 신호로부터 사용자의 심리 안정 상태를 모니터링하는 기술에 연관된다.
최근 들어 아동 성범죄 및 학대 등 아동 대상 범죄에 대한 국민적 관심 및 인식 개선이 이루어지고 있으나, 아동 대상 성폭력은 여전히 빈번하게 발생하며 꾸준히 증가하는 추세에 있다. 이러한 추세 속에서, 정보통신기술의 발전으로 다양한 웨어러블 디바이스가 개발되고 있으며, 인간의 생체신호를 활용하는 다양한 하드웨어와 소프트웨어가 시장에 등장하고 있다. 이러한 웨어러블 디바이스를 이용하여 아동에게 위험한 상황이 발생하는 경우 이를 감지하여 보호자 및 보호기관에 상황을 노출시키는 기술에 대한 연구가 필요하다.
또한, 성범죄 대응 기기는 사용 환경과 상황을 예측하고 이에 대응할 수 있도록 디자인 되어야 할 것이다. 가해자가 무력을 사용하여 강제로 기기를 벗기려 할 수 있으며 일상 생활 중에도 다양한 형태로 힘이 가해질 수 있다. 또한 기기가 탈거될 경우 성범죄 대응 기기로써의 기능을 상실하게 되기 때문에 이러한 상황에 대한 신속한 대처가 이루어지도록 하는 기술에 대한 연구가 필요하다.
일실시예에 따른 사용자 신체에 배치되어 상기 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 전자 단말은, 상기 사용자로부터 측정한 생체 신호를 적어도 하나의 파라미터로 변환하는 변환부, 및 상기 적어도 하나의 파라미터와 미리 수집되어 학습된 기준 파라미터를 비교하여 사용자의 심리적 안정 상태가 임계치를 벗어났는지의 여부를 판단하는 판단부를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 사용자 신체에 배치되어 상기 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 전자 단말에 있어서, 상기 판단부는 복수의 사용자들로부터 추출된 생체 신호로부터 상기 미리 수집되어 학습된 기준 파라미터를 생성할 수 있다.
일실시예에 따른 사용자 신체에 배치되어 상기 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 전자 단말에 있어서, 상기 생체 신호는 사용자의 체온, 몸 떨림, 심전도 중 적어도 어느 하나에 연관될 수 있다.
일실시예에 따른 사용자 신체에 배치되어 상기 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 전자 단말에 있어서, 제2 사용자의 단말과 통신하는 통신부를 포함하고, 상기 심리 안정 상태가 상기 임계치를 초과하는 경우, 상기 통신부는 상기 제2 사용자의 단말로 위험 이벤트 발생 메시지를 송신할 수 있다.
일실시예에 따른 사용자 신체에 배치되어 상기 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 전자 단말에 있어서, 상기 통신부는 상기 제2 사용자 단말로부터의 통화 호가 지속 수신되는 시간이 미리 결정된 시간 길이를 초과하면 상기 호에 강제 응답하여 영상통화를 시작할 수 있다. 영상통화 중에는 스마트폰 화면에 있는 버튼을 눌러 원격으로 영상녹음을 시작할 수 있다.
일실시예에 따라 아동의 신체에 배치되어 상기 아동의 심적 안정도를 모니터링 하는 웨어러블 디바이스에 있어서, 상기 웨어러블 디바이스는, 목걸이 밴드; 및 단말을 포함하고, 상기 목걸이 밴드는 내측을 통해 연장되어 일단으로 돌출된 제1 전극을 구비하며, 상기 단말은 상기 목걸이 밴드를 수용하는 수용부를 포함하며, 상기 수용부는 상기 제1 전극과 탈부착 가능한 제2 전극을 구비할 수 있다.
일실시예에 따라 아동의 신체에 배치되어 상기 아동의 심적 안정도를 모니터링 하는 웨어러블 디바이스에 있어서, 상기 목걸이 밴드 및 상기 단말의 수용부에 임계치 이상의 힘이 가해지면 상기 제1 전극 및 제2 전극이 분리되고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 분리되면 상기 단말은 위험 이벤트 발생 메시지를 생성하여 제2 사용자의 단말로 전송할 수 있다.
일실시예에 따른 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 방법은, 상기 사용자로부터 측정한 생체 신호를 적어도 하나의 파라미터로 변환하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 파라미터와 미리 수집되어 학습된 기준 파라미터를 비교하여 사용자의 심리적 안정 상태가 임계치를 벗어났는지의 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 방법에 있어서, 상기 판단하는 단계는 복수의 사용자들로부터 추출된 생체 신호들로부터 상기 미리 수집되어 학습된 기준 파라미터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 방법은, 상기 생체 신호는 사용자의 체온, 몸 떨림, 심전도 등에 연관되는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 방법은, 제2 사용자의 단말과 통신하는 통신하는 단계를 포함하고, 상기 심리 안정 상태가 임계치를 초과하는 경우, 상기 통신하는 단계는 상기 제2 사용자의 단말로 위험 이벤트 발생 메시지를 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 방법에 있어서, 상기 통신하는 단계는 상기 제2 사용자 단말로부터의 통화 호가 지속 수신되는 시간이 미리 결정된 시간 길이를 초과하면 상기 호에 강제 응답하여 영상통화를 시작하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 단말의 내부 구성을 나타내는 블록 다이어그램이다.
도 2는 일실시예에 따른 생체 신호를 측정하여 파라미터로 변환하는 구성을 예시적으로 나타낸다.
도 3은 또 다른 일실시예에 따른 단말의 내부 구성을 나타내는 블록 다이어그램이다.
도 4는 일실시예에 따라 단말이 통화를 강제 수신하는 과정을 나타낸다.
도 5는 일실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 내부 구성을 예시적으로 나타낸다.
도 6은 일실시예에 따른 사용자의 심적 안정도를 모니터링하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일실시예에 따른 단말의 내부 구성을 나타내는 블록 다이어그램이다.
일실시예에 따른 사용자 신체에 배치되어 상기 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 전자 단말(100)은 변환부(110), 및 판단부(120)를 포함할 수 있다. 변환부(110)는 상기 사용자로부터 측정한 생체 신호를 적어도 하나의 파라미터로 변환할 수 있다. 체온, 몸떨림(posturography), 심전도 (electrocardiography), 근전도 (electromyography), 피층전기반응 (galvanic skin response) 데이터 등 사용자의 심적 안정과 관련된 생체 신호를 웨어러블 기기로 수집하게 되는데, 해당 과정에 대해서는 도 2에서 자세하게 설명하기로 한다. 판단부(120)는 상기 적어도 하나의 파라미터와 미리 수집되어 학습된 기준 파라미터를 비교하여 사용자의 심리적 안정 상태가 임계치를 벗어났는지의 여부를 판단할 수 있다. 상기 판단부는 미리 수집되어 학습된 기준 파라미터를 생성할 때, 복수의 사용자들로부터 추출된 생체 신호로부터 기준 파라미터를 생성할 수 있다. 복수의 사용자로부터 생체 신호를 측정할 때, Tonic Immobility Scale-Child/Adult form (TIS-C/A) (Forsyth et al., 2000)을 활용해 설문을 통해 심적 안정 정도를 측정할 수 있다. 여기서 심적 안정 정도란 공포심 등의 감정을 의미할 수 있으며, 결과는 0 ~ 24점으로 점수를 매겨 0은 공포심 없음, 24는 공포심 최고 등급으로 할 수 있다. 사용자로부터 수집된 생체신호와 설문에 따른 기준 파라미터를 비교하여 사용자가 공포를 느꼈다고 판단할 수 있는 임계치를 설정할 수 있다. 예를 들면, 18등급부터 24등급까지는 극한의 공포로 간주, 13등급부터 18등급까지는 중간 단계의 공포, 7등급부터 12등급까지의 경우 낮은 단계의 공포 등으로 나뉠 수 있다. 복수의 사용자로부터 충분한 데이터가 수집되면 앞서 설명한 바와 같이 공포를 느꼈다고 판단할 수 있는 베이스라인을 설정하고 위와 같은 등급으로 나눈다. 개인마다 느끼는 공포의 정도가 다르기 때문에 베이스라인의 편차가 있을 것이므로, 각각의 개인의 성향에 맞도록 등급을 조정할 수 있다. 일실시예에 따른 판단부는, 복수의 사용자들로부터 추출한 많은 양의 생체 신호를 이용하여 다양한 방법으로 기준 파라미터를 생성할 수 있다. 상기 생성된 기준 파라미터들과 사용자의 파라미터를 비교하여, 사용자의 심리적 안정 상태를 스스로 판단할 수 있다. 이 때, 단순히 생체 신호의 변화를 통해 사용자의 심리적 안정 정도를 파악할 뿐 아니라, 생체 신호와 심리적 안정 상태를 변화시키는 상황과의 상관관계, 성별/연령별 심리적 안정 상태 관련 생체신호의 특징 등을 다각적으로 조사하여 해당 측면에서 바라본 내용들이 파라미터에 반영되도록 할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따라, 판단부는 인공지능 신경망을 통해 앞서 복수의 사용자로부터 추출된 생체 신호들을 빠르고 정확하게 인식하여 학습하는 학습기를 포함하고, 이러한 학습기를 이용하여 추출된 사용자의 생체 신호를 입력으로 받아, 사용자의 심리적 안정도를 정확하게 판단할 수 있다. 또한 판단부는 머신 러닝 또는 기계 학습 기법 등 지속적인 학습에 의해 업데이트될 수 있어, 더욱 정확하게 판단이 가능해질 수 있다. 머신 러닝 또는 기계 학습은 컴퓨터 과학 중 인공지능의 한 분야로, 패턴인식과 컴퓨터 학습 이론의 연구로부터 진화한 분야이다. 머신 러닝은 경험적 데이터(복수의 사용자로부터의 생체 신호)를 기반으로 학습을 하고 입력에 대한 예측을 수행하고(사용자의 심리적 안정 상태를 예측 및 판단) 스스로의 성능을 향상시키는(업데이트) 시스템과 이를 위한 알고리즘을 연구하고 구축하는 기술에 해당한다. 머신 러닝의 알고리즘들은 엄격하게 정해진 정적인 프로그램 명령들을 수행하는 것이라기보다, 입력 데이터를 기반으로 예측이나 결정을 이끌어내기 위해 다양한 모델을 구축하는 방식을 취함으로써 생성될 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 생체 신호를 측정하여 파라미터로 변환하는 구성을 예시적으로 나타낸다.
일실시예에 따른 사용자 신체에 배치되어 상기 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 전자 단말에 있어서, 상기 생체 신호는 사용자의 체온, 몸 떨림, 심전도, 근전도, 피층전기반응 중 적어도 어느 하나에 연관될 수 있다. 도 2에서 나타나는 바와 같이, 체온계를 이용하여 사용자의 체온을 생체 신호로 이용할 수 있으며(210), 사용자의 심리적 안정 상태에 따른 몸의 떨림(예를 들면, 공포심이 들었을 때의 몸의 떨림 등)을 관성 센서 등을 이용하여 측정할 수 있다(220). 관성 센서란 운동의 관성력을 검출하여 측정 대상인 움직이는 물체의 가속도, 속도, 방향, 거리 등 다양한 항법 관련 정보를 제공하는 센서를 통칭할 수 있다. 또는, 심전도를 심전도 센서를 통해 측정할 수 있다(230). 심전도(electrocardiogram, ECG) 센서는 정해진 시간에 심장의 전기적 활동을 해석하는 센서를 통칭할 수 있다. 심전도는 피부에 부착된 전극과 신체 외부의 장비에 의해 기록될 수 있으며, 기록은 이렇게 몸에 침투하지 않는 장비로 만들어지며 이 과정에 대한 용어를 심전도라고 한다. 도 2에서 설명한 생체 신호를 수집하는 방법들은 예시적인 것에 해당할 뿐, 다양한 방식들로 생체 신호를 측정할 수 있다. 상기 측정된 생체 신호를 이용하여 변환부가 사용자의 생체 신호에 대한 파라미터를 생성하게 되며, 판단부가 사용자의 심리적 안정 상태를 판단할 수 있게 된다.
도 3은 또 다른 일실시예에 따른 단말의 내부 구성을 나타내는 블록 다이어그램이다.
일실시예에 따른 사용자 신체에 배치되어 상기 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 전자 단말은, 변환부(310), 판단부(320), 및 통신부(330)를 포함할 수 있다. 도 3에서 도시되는 변환부(310) 및 판단부(320)는 도 1에서 도시된 변환부(110), 및 판단부(320)과 동일한 구성일 수 있다. 단말(300)의 통신부(330)는, 제2 사용자의 단말과 통신하도록 하는 구성을 통칭할 수 있으며, 사용자의 단말과 제2 사용자의 단말을 무선으로 연결할 수 있다. 통신부(330)는, 앞서 설명한 바와 같이 판단부(320)가 사용자의 심리적 안정 상태가 임계치를 초과한다고 판단한 경우, 상기 통신부(330)는 상기 제2 사용자의 단말로 위험 이벤트 발생 메시지를 송신할 수 있다. 위험 이벤트 발생 메시지란, 단말을 사용하고 있는 사용자가 위험에 처했음을 알려주는 메시지를 통칭하며, 제2 사용자의 단말로 위험 이벤트 발생 메시지를 송신하게 되면, 단말을 사용하고 있는 사용자가 위험에 처한 상황임을 즉각적으로 확인, 그에 따른 대처 등을 할 수 있다. 이에 대해서는 도 4에서 자세하게 설명하기로 한다.
도 4는 일실시예에 따라 단말이 통화를 강제 수신하는 과정을 나타낸다.
일실시예에 따른 사용자 신체에 배치되어 상기 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 전자 단말에 있어서, 상기 통신부는 상기 제2 사용자 단말로부터의 통화 호가 지속 수신되는 시간이 미리 결정된 시간 길이를 초과하면 상기 호에 강제 응답하여 통화를 시작할 수 있다. 또한, 일실시예에 따른 단말은 통화 내용을 녹음하여 기록할 수 있다.
본 발명의 주 사용자 층인 아동의 경우 정확한 상황 판단이 어렵고 사용법을 숙지하였다 하더라도 실제 범죄 상황에 맞닥뜨릴 경우 적합한 대처를 하지 못할 가능성이 존재한다. 때문에 보호자나 관련 기관에서 사용자의 상태에 이상을 감지한 경우 사용자가 별도로 조작하지 않아도 강제로 상황을 확인할 수 있는 기능이 필요할 수 있다. 본 기술은 사용자의 안전을 보호자나 관련 기관이 일방적으로 확인 할 수 있으면서도 인증된 사용자에 한해서만 해당 강제 통화 기능을 수행할 수 있도록 하여 제 3자의 인권침해를 최소화하도록 할 수 있다.
보호자나 관련기관이 사용자의 상태에 이상이 감지했으나 사용자로부터 별도의 도움 요청 신호를 받지 못한 경우 강제적으로 본 기기에 장착된 카메라와 마이크를 통해 사용자가 처한 상황을 확인해야 한다. 예를 들어, 판단부가 사용자의 심리적 안정 상태를 기초로 하여(410) 제2 사용자의 단말에 위험 이벤트 발생 메시지를 송신하였는데 사용자로부터 별도의 연락을 받지 못한 경우, 제2 사용자(보호자 또는 관련 기관)은 사용자에게 위험이 발생하였음을 파악할 수 있고(420), 보호자나 관련기관은 1차적으로 사용자가 착용하고 있는 기기로 통화 요청을 송신할 수 있다(430). 이는 진동으로 사용자에게 전달되게 되는데, 사용자가 수신 버튼을 눌러서 통화(또는 화상통화)를 진행할 수 있다. 수신이 미리 결정된 시간(예를 들면, 15초씩 2번)동안 되지 않는다면 미리 설정된 보호 권한을 가진 보호자나 관련기관에 한하여 강제적으로 통화를 시작하도록 할 수 있으며, 스피커 및 카메라를 통해 음성 및 영상을 확인 및 기록하는 것이 가능하다.
기존의 개인 신변 안전 기기들의 경우 사용자의 판단 능력에 작동원리의 상당 부분을 의존하고 있으며 보호자나 관련 기관이 개입할 수 있는 방법 또한 제한적이다. 이에 반해 본 기기의 긴급시 상황 확인 기능은 보호자나 관련기관의 보호 역량을 최대한 발휘할 수 있게 하는 동시에 제 3자의 프라이버시까지 고려할 수 있다.
또한, 도면에는 나타나지 않았지만, 단말에는 GPS 장치를 포함하도록 하여, 사용자의 위치를 언제든지 파악할 수 있도록 할 수 있다. GPS(Global Positioning System)는 GPS 위성에서 보내는 신호를 수신해 사용자의 현재 위치를 계산하는 위성항법시스템이다. 항공기, 선박, 자동차 등의 내비게이션장치에 주로 쓰이고 있으며, 최근에는 스마트폰, 태블릿 PC등에서도 많이 활용되는 추세이므로, 상기 단말에 GPS 장치를 설치함으로써 사용자의 위치를 언제든지 파악, 위험 발생 시 소재를 파악하여 대처할 수 있다.
도 5는 일실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 내부 구성을 예시적으로 나타낸다.
아동의 신체에 배치되어 상기 아동의 심적 안정도를 모니터링 하는 웨어러블 디바이스에 있어서, 상기 웨어러블 디바이스는, 목걸이 밴드; 및 단말을 포함하고, 상기 목걸이 밴드는 내측을 통해 연장되어 일단으로 돌출된 제1 전극을 구비하며, 상기 단말은 상기 목걸이 밴드를 수용하는 수용부를 포함하며, 상기 수용부는 상기 제1 전극과 탈부착 가능한 제2 전극을 구비할 수 있다. 여기서의 단말은 도 4까지 설명했던 단말과 같은 구성일 수 있다. 성범죄 대응 기기는 사용 환경과 상황을 예측하고 이에 대응할 수 있도록 디자인 되어야 한다. 가해자가 무력을 사용하여 강제로 기기를 벗기려 할 수 있으며 일상 생활 중에도 다양한 형태로 힘이 가해질 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스와 같이 목걸이 밴드 등의 형태로 제작되는 기기의 특성 상 강한 힘이 가해지더라도 사용자가 목에 직접 상해를 입거나 심할 경우 생명의 위협을 받지 않게 할 필요가 있다. 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스에 의하면, 적절한 고정력을 가짐으로써 아동들의 일상 생활(체육활동, 장난 등)에서는 탈착되지 않으면서, 위험 상황(위험인물에 의한 고의적 파손/탈착)은 정확히 인식하도록 하는 밴드 구조를 갖는다. 따라서, 과도한 물리력이 가해지거나 의도치 않게 기기가 탈거된 상황에서 사용자에게 가해질 수 있는 고통이나 부상을 최소화하고, 그 상황에 대해 보호자나 관련 기관이 신속하게 대응할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 웨어러블 디바이스의 구체적인 구성은 도 5와 같다. 구성(510)을 살펴보면, 단말에 고정되어있는 목걸이 밴드는 일정 하중이 가해질 시에 단말로부터 분리가 되도록 성형되어 있으며(520) 내부에는 생체 신호를 전달하기 위한 제1 전극이 존재한다. 상기 제 1전극은 그림과 같이 내측을 통해 연장되어 있으며 일단으로 돌출되어 있을 수 있다. 정상적으로 체결되어있는 상태에서는 전극을 통해 ECG, 심박수와 같은 생체 신호가 단말로 전달된다.
일실시예에 따른 웨어러블 디바이스에 있어서, 상기 목걸이 밴드는, 상기 목걸이 밴드 및 상기 단말의 수용부에 임계치 이상의 힘이 가해지면 상기 제1 전극 및 제2 전극이 분리되고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 분리되면 상기 단말은 위험 이벤트 발생 메시지를 생성하여 제2 사용자의 단말로 전송할 수 있다. 사용자의 신체에 위해를 가할 수 있는 정도의 힘이 가해지게 되면(목걸이 밴드가 수용할 수 있는 힘) 목걸이 밴드와 본체가 분리되게 되며 본체는 이 전극의 분리를 감지하여 자동으로 보호자나 관련기관에 위험 이벤트 발생 메시지를 보내게 된다. 단말을 통하여 이벤트 발생 메시지를 수신한 제2 사용자(보호자나 관련기관)는 음성이나 화상을 통해 상황을 확인하거나 도 4에서처럼 강제적으로 통화를 요청하여 위험 여부를 판단하고 조치를 취할 수 있다. 결론적으로, 기존의 개인 신변 안전기기들의 경우 자의나 타의에 의해 기기가 탈거될 경우 별다른 대응 체계가 없어서 위험 상황에 신속하게 대처하기 어렵고 분실 여부와 시점을 정확히 확인하기 어려운데 반해, 본 발명에 따르면 보다 향상된 안전성과 상황대처 능력을 가질 수 있다.
도 6은 일실시예에 따른 사용자의 심적 안정도를 모니터링하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
일실시예에 따른 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 방법은 사용자로부터 측정한 생체 신호를 적어도 하나의 파라미터로 변환하는 단계(610)를 포함할 수 있다. 이 때, 체온, 몸떨림(posturography), 심전도 (electrocardiography), 근전도 (electromyography), 피층전기반응 (galvanic skin response) 데이터 등 사용자의 심적 안정과 관련된 생체 신호를 웨어러블 기기로 수집하여 이후에 기준 파라미터와 비교할 파라미터로 변환하게 된다. 상기 판단하는 단계는, 상기 적어도 하나의 파라미터와 미리 수집되어 학습된 기준 파라미터를 비교하여 사용자의 심리적 안정 상태가 임계치를 벗어났는지의 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 판단하는 단계는 미리 수집되어 학습된 기준 파라미터를 생성할 때, 복수의 사용자들로부터 추출된 생체 신호로부터 기준 파라미터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 복수의 사용자로부터 생체 신호를 측정할 때, Tonic Immobility Scale-Child/Adult form (TIS-C/A) (Forsyth et al., 2000)을 활용해 설문을 통해 심적 안정 정도를 측정할 수 있다. 여기서 심적 안정 정도란 공포심 등의 감정을 의미할 수 있으며, 결과는 0 ~ 24점으로 점수를 매겨 0은 공포심 없음, 24는 공포심 최고 등급으로 할 수 있다. 사용자로부터 수집된 생체신호와 설문에 따른 기준 파라미터를 비교하여 사용자가 공포를 느꼈다고 판단할 수 있는 임계치를 설정할 수 있다. 예를 들면, 18등급부터 24등급까지는 극한의 공포로 간주, 13등급부터 18등급까지는 중간 단계의 공포, 7등급부터 12등급까지의 경우 낮은 단계의 공포 등으로 나뉠 수 있다. 복수의 사용자로부터 충분한 데이터가 수집되면 앞서 설명한 바와 같이 공포를 느꼈다고 판단할 수 있는 베이스라인을 설정하고 위와 같은 등급으로 나눈다. 개인마다 느끼는 공포의 정도가 다르기 때문에 베이스라인의 편차가 있을 것이므로, 각각의 개인의 성향에 맞도록 등급을 조정할 수 있다. 일실시예에 따른 판단하는 단계는, 복수의 사용자들로부터 추출한 많은 양의 생체 신호를 이용하여 다양한 방법으로 기준 파라미터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 단순히 생체 신호의 변화를 통해 사용자의 심리적 안정 정도를 파악할 뿐 아니라, 생체 신호와 심리적 안정 상태를 변화시키는 상황과의 상관관계, 성별/연령별 심리적 안정 상태 관련 생체신호의 특징 등을 다각적으로 조사하여 해당 측면에서 바라본 내용들이 파라미터에 반영되도록 할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따라, 판단하는 단계는 인공지능 신경망을 통해 앞서 복수의 사용자로부터 추출된 생체 신호들을 빠르고 정확하게 인식하여 학습하는 단계를 포함하고, 추출된 사용자의 생체 신호를 입력으로 받아, 사용자의 심리적 안정도를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 또한 판단부는 머신 러닝 또는 기계 학습 기법 등 지속적인 학습에 의해 업데이트될 수 있어, 더욱 정확하게 판단이 가능해질 수 있다. 머신 러닝 또는 기계 학습은 컴퓨터 과학 중 인공지능의 한 분야로, 패턴인식과 컴퓨터 학습 이론의 연구로부터 진화한 분야이다. 머신 러닝은 경험적 데이터(복수의 사용자로부터의 생체 신호)를 기반으로 학습을 하고 입력에 대한 예측을 수행하고(사용자의 심리적 안정 상태를 예측 및 판단) 스스로의 성능을 향상시키는(업데이트) 시스템과 이를 위한 알고리즘을 연구하고 구축하는 기술에 해당한다. 머신 러닝의 알고리즘들은 엄격하게 정해진 정적인 프로그램 명령들을 수행하는 것이라기보다, 입력 데이터를 기반으로 예측이나 결정을 이끌어내기 위해 다양한 모델을 구축하는 방식을 취함으로써 생성될 수 있다.
일실시예에 따른 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 방법에 있어서, 상기 생체 신호는 사용자의 체온, 몸 떨림, 심전도 중 적어도 어느 하나에 연관될 수 있다. 도 2에서 도시된 바와 같이 체온계를 이용하여 사용자의 체온을 생체 신호로 이용할 수 있으며(210), 사용자의 심리적 안정 상태에 따른 몸의 떨림(예를 들면, 공포심이 들었을 때의 몸의 떨림 등)을 관성 센서 등을 이용하여 측정할 수 있다(220). 관성 센서란 운동의 관성력을 검출하여 측정 대상인 움직이는 물체의 가속도, 속도, 방향, 거리 등 다양한 항법 관련 정보를 제공하는 센서를 통칭할 수 있다. 또는, 심전도를 심전도 센서를 통해 측정할 수 있다(230). 심전도(electrocardiogram, ECG) 센서는 정해진 시간에 심장의 전기적 활동을 해석하는 센서를 통칭할 수 있다. 심전도는 피부에 부착된 전극과 신체 외부의 장비에 의해 기록될 수 있으며, 기록은 이렇게 몸에 침투하지 않는 장비로 만들어지며 이 과정에 대한 용어를 심전도라고 한다. 도 2에서 설명한 생체 신호를 수집하는 방법들은 예시적인 것에 해당할 뿐, 다양한 방식들로 생체 신호를 측정할 수 있다. 상기 측정된 생체 신호를 이용하여 변환부가 사용자의 생체 신호에 대한 파라미터를 생성하게 되며, 판단부가 사용자의 심리적 안정 상태를 판단할 수 있게 된다.
일실시예에 따른 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 방법에 있어서, 사용자의 심리적 안정 상태가 임계치를 초과한다고 판단한 경우, 상기 통신부(330)는 상기 제2 사용자의 단말로 위험 이벤트 발생 메시지를 송신하는 단계를 포함할 수 있다. 위험 이벤트 발생 메시지란, 단말을 사용하고 있는 사용자가 위험에 처했음을 알려주는 메시지를 통칭하며, 제2 사용자의 단말로 위험 이벤트 발생 메시지를 송신하게 되면, 단말을 사용하고 있는 사용자가 위험에 처한 상황임을 즉각적으로 확인, 그에 따른 대처 등을 할 수 있다.
일실시예에 따른 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 방법에 있어서, 상기 통신부는 상기 제2 사용자 단말로부터의 통화 호가 지속 수신되는 시간이 미리 결정된 시간 길이를 초과하면 상기 호에 강제 응답하여 통화를 시작하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 주 사용자 층인 아동의 경우 정확한 상황 판단이 어렵고 사용법을 숙지하였다 하더라도 실제 범죄 상황에 맞닥뜨릴 경우 적합한 대처를 하지 못할 가능성이 존재한다. 때문에 보호자나 관련 기관에서 사용자의 상태에 이상을 감지한 경우 사용자가 별도로 조작하지 않아도 강제로 상황을 확인할 수 있는 기능이 필요할 수 있다. 본 기술은 사용자의 안전을 보호자나 관련 기관이 일방적으로 확인 할 수 있으면서도 인증된 사용자에 한해서만 해당 강제 통화 기능을 수행할 수 있도록 하여 제 3자의 인권침해를 최소화하도록 할 수 있다.
보호자나 관련기관이 사용자의 상태에 이상이 감지했으나 사용자로부터 별도의 도움 요청 신호를 받지 못한 경우 강제적으로 본 기기에 장착된 카메라와 마이크를 통해 사용자가 처한 상황을 확인해야 한다. 예를 들어, 판단하는 단계에서 사용자의 심리적 안정 상태를 기초로 하여 제2 사용자의 단말에 위험 이벤트 발생 메시지를 송신하였는데 사용자로부터 별도의 연락을 받지 못한 경우, 제2 사용자(보호자 또는 관련 기관)은 사용자에게 위험이 발생하였음을 판단할 수 있고, 제2 사용자는 1차적으로 사용자가 착용하고 있는 기기로 통화 요청을 송신할 수 있다. 이는 진동으로 사용자에게 전달되게 되는데, 사용자가 수신 버튼을 눌러서 통화(또는 화상통화)를 진행할 수 있다. 수신이 미리 결정된 시간(예를 들면, 15초씩 2번)동안 되지 않는다면 미리 설정된 보호 권한을 가진 보호자나 관련기관에 한하여 강제적으로 통화를 시작하도록 할 수 있으며, 스피커 및 카메라를 통해 음성 및 영상을 확인하는 것이 가능하다.
기존의 개인 신변 안전 기기들의 경우 사용자의 판단 능력에 작동원리의 상당 부분을 의존하고 있으며 보호자나 관련 기관이 개입할 수 있는 방법 또한 제한적이다. 이에 반해 본 기기의 긴급시 상황 확인 기능은 보호자나 관련기관의 보호 역량을 최대한 발휘할 수 있게 하는 동시에 제 3자의 프라이버시까지 고려할 수 있다.
일실시예에 따른 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 방법에 있어서, GPS로 위치를 파악하는 단계를 포함할 수 있다. 이를 통해, 사용자의 위치를 언제든지 파악할 수 있도록 할 수 있다. GPS(Global Positioning System)는 GPS 위성에서 보내는 신호를 수신해 사용자의 현재 위치를 계산하는 위성항법시스템이다. 항공기, 선박, 자동차 등의 내비게이션장치에 주로 쓰이고 있으며, 최근에는 스마트폰, 태블릿 PC등에서도 많이 활용되는 추세이므로, 상기 단말에 GPS 장치를 설치함으로써 사용자의 위치를 언제든지 파악, 위험 발생 시 소재를 파악하여 대처할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 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 실시예를 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. 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 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (12)

  1. 사용자 신체에 배치되어 상기 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 전자 단말에 있어서,
    상기 사용자로부터 측정한 생체 신호를 적어도 하나의 파라미터로 변환하는 변환부; 및
    상기 적어도 하나의 파라미터와 미리 수집되어 학습된 기준 파라미터를 비교하여 사용자의 심리적 안정 상태가 임계치를 벗어났는지의 여부를 판단하는 판단부
    를 포함하는 단말.
  2. 제1항에 있어서, 상기 판단부는
    복수의 사용자들로부터 추출된 생체 신호로부터 상기 미리 수집되어 학습된 기준 파라미터를 생성하는 단말.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 생체 신호는 사용자의 체온, 몸 떨림, 심전도 중 적어도 어느 하나에 연관되는 단말.
  4. 제1항에 있어서,
    제2 사용자의 단말과 통신하는 통신부를 포함하고,
    상기 심리 안정 상태가 상기 임계치를 초과하는 경우, 상기 통신부는 상기 제2 사용자의 단말로 위험 이벤트 발생 메시지를 송신하는 단말.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 제2 사용자 단말로부터의 통화 호가 지속 수신되는 시간이 미리 결정된 시간 길이를 초과하면 상기 호에 강제 응답하여 영상통화를 시작하고 통화 내용을 기록하는 단말.
  6. 아동의 신체에 배치되어 상기 아동의 심적 안정도를 모니터링 하는 웨어러블 디바이스에 있어서, 상기 웨어러블 디바이스는,
    목걸이 밴드; 및
    단말을 포함하고,
    상기 목걸이 밴드는 내측을 통해 연장되어 일단으로 돌출된 제1 전극을 구비하며,
    상기 단말은 상기 목걸이 밴드를 수용하는 수용부를 포함하며, 상기 수용부는 상기 제1 전극과 탈부착 가능한 제2 전극을 구비하는 웨어러블 디바이스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 목걸이 밴드 및 상기 단말의 수용부에 힘이 가해지면 상기 제1 전극 및 제2 전극이 분리되고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 분리되면 상기 단말은 위험 이벤트 발생 메시지를 생성하여 제2 사용자의 단말로 전송하는 웨어러블 디바이스.
  8. 사용자의 심적 안정도를 모니터링 하는 방법에 있어서,
    상기 사용자로부터 측정한 생체 신호를 적어도 하나의 파라미터로 변환하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 파라미터와 미리 수집되어 학습된 기준 파라미터를 비교하여 사용자의 심리적 안정 상태가 임계치를 벗어났는지의 여부를 판단하는 단계
    를 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 판단하는 단계는
    복수의 사용자들로부터 추출된 생체 신호들로부터 상기 미리 수집되어 학습된 기준 파라미터를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 생체 신호는 사용자의 체온, 몸 떨림, 심전도 등에 연관되는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    제2 사용자의 단말과 통신하는 통신하는 단계를 포함하고,
    상기 심리 안정 상태가 임계치를 초과하는 경우, 상기 통신하는 단계는 상기 제2 사용자의 단말로 위험 이벤트 발생 메시지를 송신하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 통신하는 단계는 상기 제2 사용자 단말로부터의 통화 호가 지속 수신되는 시간이 미리 결정된 시간 길이를 초과하면 상기 호에 강제 응답하여 영상통화를 시작하는 단계를 포함하는 방법.

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