KR20180009219A - 뇌파를 이용한 감정표현 시스템 및 이를 이용한 로봇 전시 방법 - Google Patents

뇌파를 이용한 감정표현 시스템 및 이를 이용한 로봇 전시 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 뇌파를 이용한 감정표현 시스템 및 방법은 영상을 인지한 체험자로부터 집중 및 이완 뇌파를 측정하는 뇌파측정부; 상기 뇌파측정부에서 측정된 상기 뇌파를 분석하는 뇌파분석부; 및 상기 뇌파분석부에서 분석된 결과를 출력하는 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 체험자의 감정 상태에 따른 뇌파를 동작, 영상 및 음향으로 나타내어 체험자에게 흥미와 집중력을 유발할 수 있다.

Description

뇌파를 이용한 감정표현 시스템 및 이를 이용한 로봇 전시 방법{EMOTIONAL EXPRESSION SYSTEM USING A BRAIN WAVE AND METHOD FOR ROBOT EXHIBITION USING THEREOF}
본 발명은 뇌파를 이용한 감정표현 시스템 및 이를 이용한 로봇 전시 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 체험자의 집중 및 이완 뇌파를 측정하여 감정상태를 파악하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
뇌파는 인간의 의식상태에 따라 변화하고, 특정 의식상태에서는 해당 의식상태에 대응하는 특유의 패턴을 보인다. 뇌파는 깨어 있거나 눈을 뜨고 집중하는 상태에서 나타나는 베타파, 수동적 또는 집중하고 있지 않은 상태에서 나타나는 알파파, 잠들기 전 몽롱한 상태에서 나타나는 세타파, 수면 또는 무의식 상태에서 나타나는 델타파, 인지상태 또는 명상상태에서 나타나는 감마파로 구분된다. 이러한 뇌파는 1 내지 50Hz의 주파수와 약 10 내지 200μV의 진폭을 가진다.
전기생리학, 컴퓨터과학 및 의학기술이 발달함에 따라, 최근에는 뇌파를 이용하여 우울증진단, 뇌졸중 등의 뇌질환에 관련된 연구, 뇌파를 활용한 집중력 측정 및 감정상태를 분석하는 연구가 활발히 이루어지고 있는 추세이다. 이에 따라, 뇌파를 일상생활에 적용하여 게임의 특정 제어를 수행, 감정상태에 따른 실내 조명 밝기, 실내 온도, 습도 등을 제어하는 시스템 등이 개발되고 있다.
이처럼, 뇌파는 체험자의 감정과 밀접한 관계가 있어, 여러 분야에서 다양하게 이용되고 있으므로, 뇌파를 이용하여 감정을 분류하고 체험자의 감정을 인식할 수 있는 기술이 요구된다.
본 발명은 체험자의 뇌파를 측정하여, 체험자의 현재 감정상태를 출력하는 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명은 체험자의 감정 상태를 유도하는 콘텐츠를 재생하고, 콘텐츠를 시청한 체험자의 뇌파를 측정하여 체험자의 감정 상태를 예측하며, 예측된 감정 상태를 공유하는 감정 표현 로봇을 전시하는 시스템을 제공한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 로봇 전시 방법은 체험자의 감정을 공유하는 감정 표현 로봇을 전시하기 위한 복수의 페이즈(phase)들 중 현재 페이즈를 판단하는 단계; 및 상기 현재 페이즈가 체험 진행 페이즈라고 판단되는 경우, 복수의 장르들 중 어느 하나의 장르를 선택하는 단계; 상기 선택된 장르에 대응하는 콘텐츠를 디스플레이에 출력하는 단계; 상기 뇌파 측정기로부터, 상기 콘텐츠를 시청한 상기 체험자의 제1 뇌파 정보를 수신하는 단계; 상기 제1 뇌파 정보 중 미리 정해진 적어도 하나의 지표에 기초하여, 상기 체험자의 감정 상태를 예측하는 단계; 및 상기 예측된 감정 상태에 기초하여 상기 감정 표현 로봇을 제어하는 단계를 포함한다.
상기 로봇 전시 방법은 상기 현재 페이즈가 대기 페이즈라고 판단되는 경우, 상기 뇌파측정기의 착용을 가이드하는 영상을 상기 디스플레이에 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 로봇 전시 방법은 상기 현재 페이즈가 체험 준비 페이즈라고 판단되는 경우, 상기 뇌파 측정기를 착용한 상기 체험자에게 미리 정해진 표정들을 가이드하도록 상기 감정 표현 로봇을 제어하는 단계; 상기 뇌파 측정기로부터, 상기 미리 정해진 표정들을 따라하는 상기 체험자의 제2 뇌파 정보를 수신하는 단계; 및 상기 제2 뇌파 정보 중 미리 정해진 적어도 하나의 지표를 실시간으로 상기 디스플레이에 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 로봇 전시 방법은 상기 현재 페이즈가 체험 종료 페이즈라고 판단되는 경우, 상기 체험자의 감정 상태에 대한 예측 성공 여부에 기초하여 상기 감정 표현 로봇을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 미리 정해진 적어도 하나의 지표는 집중 지표 및 이완 지표를 포함할 수 있다.
상기 체험자의 감정 상태를 예측하는 단계는 상기 집중 지표가 66 이상 100 이하이고, 상기 이완 지표가 66 이상 100 이하인 경우, 상기 체험자의 감정 상태를 행복 상태로 예측하는 단계; 상기 집중 지표가 0 이상 30 이하이고, 상기 이완 지표가 0 이상 30 이하인 경우, 상기 체험자의 감정 상태를 슬픔 상태로 예측하는 단계; 상기 집중 지표가 0 이상 65 이하이고, 상기 이완 지표가 66 이상 100 이하인 경우, 상기 체험자의 감정 상태를 흥미 상태로 예측하는 단계; 및 상기 집중 지표가 66 이상 100 이하이고, 상기 이완 지표가 0 이상 65 이하인 경우, 상기 체험자의 감정 상태를 공포 상태로 예측하는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 뇌파 정보를 수신하는 단계는 상기 콘텐츠의 출력이 시작된 이후 미리 정해진 제1 시간 구간 동안 상기 제1 뇌파 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 체험자의 감정 상태를 예측하는 단계는 상기 제1 시간 구간 동안 수신되는 상기 제1 뇌파 정보를 통계 처리함으로써, 상기 적어도 하나의 지표를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 로봇 전시 방법은 상기 체험자의 감정 상태를 예측하는 데 실패한 경우, 상기 제1 시간 구간 이후의 미리 정해진 제2 시간 구간 동안 상기 제1 뇌파 정보를 추가로 수신하는 단계; 상기 제2 시간 구간 동안 추가로 수신된 제1 뇌파 정보 중 상기 적어도 하나의 지표에 기초하여, 상기 체험자의 감정 상태를 재 예측하는 단계; 및 상기 체험자의 감정 상태를 재 예측하는 데 실패한 경우, 상기 현재 페이즈를 체험 종료 페이즈로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 현재 페이즈를 판단하는 단계는 이전 페이즈 및 상기 뇌파 측정기로부터 수신된 신호에 기초하여 상기 복수의 페이즈들을 미리 정해진 순서로 진행시킴으로써, 상기 현재 페이즈를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 뇌파를 이용한 감정표현 시스템은 영상을 재생하는 디스플레이부; 상기 영상을 인지한 체험자의 뇌파 정보를 측정하는 뇌파측정부; 상기 뇌파 정보 중 미리 정해진 적어도 하나의 지표를 분석함으로써, 상기 체험자의 감정 상태를 예측하는 뇌파분석부; 및 상기 감정 상태에 대응하는 표정을 표현하는 로봇헤드를 포함한다.
상기 미리 정해진 적어도 하나의 지표는 집중 지표 및 이완 지표를 포함할 수 있다.
상기 뇌파측정부는 상기 영상이 재생되면 소정시간 동안 측정된 상기 집중 지표의 제1 평균값 및 상기 이완 지표의 제2 평균값을 계산하고, 상기 제1 평균값 및 상기 제2 평균값을 상기 뇌파분석부로 전달할 수 있다.
상기 로봇헤드는 상기 예측된 감정 상태에 대응하는 음향을 더 표현함으로써, 상기 체험자의 감정상태를 나타낼 수 있다.
상기 디스플레이부는 상기 뇌파분석부에서 전달받은 결과에 따라 영상 또는 음향을 출력함으로써, 상기 체험자의 감정상태를 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 체험자의 감정 상태에 따른 뇌파를 동작, 영상 및 음향으로 나타내어 체험자에게 흥미와 집중력을 유발 할 수 있다.
또한, 자신의 감정 상태를 즉시 피드백 받을 수 있으므로 우울증 진단 또는 개개인의 감성개발을 극대화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 전시 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 체험자의 감정을 공유하는 감정 표현 로봇을 전시하기 위한 복수의 페이즈들을 설명하는 도면들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌파를 이용한 감정표현 시스템의 지표를 일 예로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 감정 표현 로봇이 제어되는 예시들을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌파를 이용한 감정표현 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌파를 이용한 감정표현 방법을 나타낸 순서도이다.
본 명세서에서 개시되어 있는 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 기술적 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 실시예들은 다양한 다른 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 이해되어야 한다. 예를 들어 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~간의에"와 "바로~간의에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 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, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 전시 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 로봇 전시 시스템(100)은 뇌파측정부(120), 뇌파분석부(140) 및 표시부(160)를 포함한다. 뇌파측정부(120)는 체험자의 머리에 착용 가능한 형태의 뇌파 측정기일 수 있다. 뇌파측정부(120)는 체험자의 뇌파를 측정하고, 뇌파 정보를 유선 또는 무선으로 뇌파분석부(140)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 뇌파측정부(120)와 뇌파분석부(140)는 블루투스로 페어링될 수 있다.
뇌파분석부(140)는 전시 프로시저를 제어하는 컴퓨팅 장치일 수 있다. 뇌파분석부(140)는 하나 이상의 소프트웨어 모듈, 하나 이상의 하드웨어 모듈, 또는 이들의 다양한 조합으로 구현될 수 있다. 뇌파분석부(140)는 로봇 전시를 위한 페이즈(phase)에 따라, 뇌파측정부(140)로부터 뇌파 정보를 수신하고 출력부(160)를 제어할 수 있다.
출력부(160)는 디스플레이부(162)와 로봇헤드(164)를 포함한다. 디스플레이부(162)는 뇌파분석부(140)의 제어에 따라 체험자에게 콘텐츠를 제공할 수 있다. 로봇헤드(164)는 뇌파분석부(140)의 제어에 따라 표정을 변화하고, 체험자에게 음향을 제공할 수 있다.
일 예로, 로봇 전시 시스템(100)은 체험자의 감정을 공유하는 감정 표현 로봇을 전시하기 위한 시스템일 수 있다. 여기서, 감정 표현 로봇은 로봇헤드(164)일 수 있다. 아래에서 상세히 설명하겠으나, 뇌파분석부(140)는 뇌파측정부(120)로부터 수신한 뇌파 정보에 기초하여 체험자의 감정 상태를 예측할 수 있다.
뇌파분석부(140)는 감정 표현 로봇의 전시 효과를 극대화하기 위하여, 체험자의 감정 상태에 영향을 미치는 콘텐츠를 디스플레이부(162)에 재생할 수 있다. 뇌파분석부(140)는 콘텐츠를 시청한 체험자의 뇌파 정보를 뇌파측정부(120)로부터 수신하고, 뇌파 정보를 분석함으로써 체험자의 감정 상태를 예측할 수 있다. 뇌파분석부(140)는 예측된 체험자의 감정 상태에 기초하여 감정 표현 로봇을 제어할 수 있다. 예를 들어, 뇌파분석부(140)는 감정 표현 로봇이 예측된 체험자의 감정 상태에 대응하는 표정을 표현하도록 하는 제어 신호를 전송할 수 있다. 실시예에 따라, 뇌파분석부(140)는 체험자의 감정 상태를 예측한 결과를 디스플레이부(162)를 통하여 체험자에게 실시간으로 피드백할 수도 있다.
뇌파분석부(140)는 이전 페이즈 및 뇌파측정부(120) 수신된 뇌파 정보에 기초하여 감정 표현 로봇을 전시하기 위한 복수의 페이즈들을 미리 정해진 순서로 진행시킴으로써, 현재 페이즈를 설정할 수 있다. 예를 들어, 복수의 페이즈들은 대기 페이즈, 체험 준비 페이즈, 체험 진행 페이즈, 및 체험 종료 페이즈를 포함할 수 있다. 또한, 체험 진행 페이즈는 체험 결과 페이즈를 더 포함할 수 있으며, 체험 종료 페이즈는 재시작 페이즈 및 휴식 페이즈를 더 포함할 수 있다. 감정 표현 로봇을 전시하기 위한 복수의 페이즈들은 도 2a 내지 도 2c를 통하여 상세하게 설명한다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 체험자의 감정을 공유하는 감정 표현 로봇을 전시하기 위한 복수의 페이즈들을 설명하는 도면들이다.
도 2a를 참조하면, 로봇 전시 시스템이 가동되면 현재 페이즈가 대기 페이즈로 초기화될 수 있다. 대기 페이즈에서는 아직 체험자가 없는 상태로, 뇌파분석부는 앞으로 방문할 체험자에게 뇌파 측정기의 착용을 가이드하는 영상을 디스플레이로 출력할 수 있다. 도면에 도시하지 않았지만, 뇌파분석부는 뇌파 측정기의 착용을 가이드하도록 감정 표현 로봇을 제어할 수도 있다. 대기 페이즈에서 뇌파 측정기는 뇌파분석부로 뇌파 정보를 전송하지 않는다.
체험자가 로봇 전시 시스템에 방문하여 디스플레이에서 재생되는 가이드 영상에 따라 뇌파 측정기를 머리에 착용하면, 뇌파분석부는 현재 페이즈를 체험 준비 페이즈로 설정할 수 있다. 예를 들어, 뇌파 측정기는 체험자의 뇌파가 측정됨에 반응하여, 뇌파 정보를 뇌파분석부로 전송할 수 있다. 뇌파 측정기로부터 뇌파 정보를 수신함에 반응하여, 뇌파분석부는 현재 페이즈를 대기 페이즈에서 다음 페이즈로 진행시킬 수 있다.
체험 준비 페이즈에서 뇌파분석부는 감정 표현 로봇을 이용하여 체험자에게 안내 멘트를 제공할 수 있다. 뇌파분석부는 뇌파 측정기를 착용한 체험자에게 미리 정해진 표정들(예를 들어, 아, 에, 이, 오, 우를 발음하는 표정들)을 가이드하도록 감정 표현 로봇을 제어할 수 있다. 뇌파분석부는 가이드 된 표정들을 따라하는 체험자의 뇌파 정보를 뇌파 측정기로부터 수신할 수 있다.
뇌파분석부는 수신된 뇌파 정보를 분석하여, 미리 정해진 적어도 하나의 지표를 실시간으로 디스플레이에 출력할 수 있다. 미리 정해진 적어도 하나의 지표는 집중 지표와 이완 지표를 포함할 수 있다. 이로 인하여, 체험자는 자신의 뇌파 정보가 실시간으로 변화하는 것을 확인하고, 감정 표현 로봇의 전시에 보다 몰입할 수 있다.
체험 준비 페이즈가 완료되면, 뇌파분석부는 현재 페이즈를 체험 진행 페이즈로 진행시킬 수 있다. 실시예에 따라, 뇌파분석부는 체험 준비 페이즈를 생략하고 대기 페이즈에서 바로 체험 진행 페이즈로 진행시킬 수도 있다.
체험 진행 페이즈에서 뇌파분석부는 미리 준비된 복수의 장르들 중 어느 하나의 장르를 선택할 수 있다. 여기서, 복수의 장르들 각각은 체험자의 감정 상태에 영향을 미칠 수 있는 장르들로, 예를 들어 행복 장르, 슬픔 장르, 흥미 장르, 공포 장르 등을 포함할 수 있다.
뇌파분석부는 선택된 장르에 대응하는 콘텐츠를 디스플레이에 재생한다. 뇌파분석부는 감정 표현 로봇이 체험자의 감정 상태를 공유하는 중임을 나타내는 표정을 짓도록 제어할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 체험 결과 페이즈에서 뇌파분석부는 콘텐츠를 시청한 체험자의 뇌파 정보를 뇌파 측정기로부터 수신할 수 있다. 일 예로, 뇌파분석부는 콘텐츠의 재생 이후 미리 정해진 시간 구간(예를 들어, 20초) 동안 뇌파 정보를 수집하고, 수집된 뇌파 정보의 통계(예를 들어, 평균)를 계산할 수 있다. 뇌파분석부는 수신된 뇌파 정보의 미리 정해진 지표(예를 들어, 집중 지표 및 이완 지표)를 분석함으로써 체험자의 감정 상태를 예측할 수 있다. 체험자의 감정 상태를 예측하는 보다 구체적인 방법은 도 3을 통하여 후술한다.
뇌파분석부는 예측된 감정 상태에 따라 감정 표현 로봇을 제어할 수 있다. 감정 표현 로봇이 제어되는 예시는 도 4를 통하여 후술한다.
만약 뇌파 정보의 미리 정해진 지표에 따라 체험자의 감정 상태를 예측할 수 없는 경우, 뇌파분석부는 감정 표현 로봇이 무표정을 짓도록 제어할 수 있다. 또한, 뇌파분석부는 추가 시간 구간(예를 들어, 10초) 동안 뇌파 정보를 추가로 수집하여 체험자의 감정 상태를 다시 예측할 수 있다. 만약 체험자의 감정 상태를 여전히 예측할 수 없는 경우, 뇌파분석부는 체험을 종료하고 현재 페이즈를 체험 종료 페이즈로 설정할 수 있다.
또한, 체험자의 감정 상태가 슬픔, 흥미, 공포 및 행복 중 하나로 결정되면, 뇌파분석부는 배경 또는 글자를 디스플레이에 출력할 수 있다. 예컨대, 체험자의 감정 상태가 행복으로 결정되면, 뇌파분석부는 파스텔톤으로 은은하게 빛나는 배경에 HAPPY 글자를 디스플레이에 출력하고, 체험자의 감정 상태가 슬픔으로 결정되면 회색빛의 우중충한 구름이 껴있는 듯한 배경에 SAD 글자를 디스플레이에 출력할 수 있다.
실시예에 따라, 도 1의 디스플레이부(162)는 장르에 따른 영상을 체험자에게 제공하는 제1 디스플레이와, 예측된 감정 상태를 실시간으로 출력하는 제2 디스플레이로 구성될 수도 있다.
실시예에 따라, 뇌파분석부는 복수의 장르들을 순차적으로 선택할 수 있다. 이 경우, 뇌파분석부는 체험 진행 페이즈와 체험 결과 페이즈를 번갈아 수행할 수 있다.
도 2c를 참조하면, 체험 종료 페이즈에서 뇌파분석부는 체험자의 감정 상태에 대한 예측 성공 여부에 기초하여 감정 표현 로봇을 제어할 수 있다. 예를 들어, 뇌파분석부는 체험자의 감정 상태를 성공적으로 예측한 경우와 체험자의 감정 상태를 예측하는 데 실패한 경우, 감정 표현 로봇을 다르게 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌파를 이용한 감정표현 시스템의 지표를 일 예로 나타낸 도면이다. 전술한 바와 같이, 뇌파분석부(140)는 뇌파측정부(120)에서 측정된 뇌파를 분석한다. 뇌파분석부(140)는 측정된 뇌파의 집중지표(142) 및 이완지표(144)를 기준으로 하여 감정상태를 결정한다.
도 3을 참조하면, 집중뇌파의 평균값이 0 내지 30이고, 이완뇌파의 평균값이 0 내지 30이면 슬픔, 집중뇌파의 평균값이 31 내지 65이고, 이완뇌파의 평균값이 31 내지 65이면 무표정, 집중뇌파의 평균값이 0 내지 65이고, 이완뇌파의 평균값이 66 내지 100이면 흥미, 집중뇌파의 평균값이 66 내지 100이고, 이완뇌파의 평균값이 0 내지 65이면 공포, 집중뇌파의 평균값이 66 내지 100이고, 이완뇌파의 평균값이 66 내지 100이면 행복으로 결정될 수 있다.
도면에 도시하지 않았지만, 실시예에 따라 뇌파분석부(140)는 눈 깜빡임 횟수 지표값을 더 포함할 수도 있고, 체험자의 눈 깜빡임 횟수를 측정하여 감정상태를 분석할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 감정 표현 로봇이 제어되는 예시들을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 감정 표현 로봇은 예측된 체험자의 감정 상태를 공유하는 형태로 제어될 수 있다. 예를 들어, 도 3의 기준에 따라 체험자의 감정 상태가 행복, 슬픔, 흥미, 공포로 결정되는 경우, 뇌파분석부는 도 4에 도시된 표정들을 각각 표현하도록 감정 표현 로봇을 제어할 수 있다. 만약 뇌파 정보의 집중 지표와 이완 지표가 도 3에 정의된 기준에 부합하지 않는 경우, 뇌파분석부는 감정 표현 로봇이 무표정을 유지하도록 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌파를 이용한 감정표현 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
뇌파를 이용한 감정표현 시스템은 도 5에 도시된 바와 같이 뇌파측정부(120), 뇌파분석부(140) 및 표시부(160)를 포함한다.
뇌파측정부(120)는 디스플레이부(162)에서 영상이 재생되면 소정시간 동안 헤어밴드형 전극을 이용하여 체험자의 두뇌로부터 뇌파를 측정할 수 있다. 체험자의 두뇌에 전극을 배치하여 뇌파를 측정하는 방법은 종래에 뇌파를 측정하는 방법과 동일하므로 여기서는 구체적인 설명은 생략한다. 뇌파분석부(140)는 뇌파 정보 중 집중 지표(142)와 이완 지표(144)를 분석하고, 표시부(160)의 디스플레이부(162)와 로봇헤드(164)를 통하여 체험자의 감정 상태를 나타낼 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌파를 이용한 감정표현 시스템의 전체 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌파를 이용한 감정표현 방법을 나타낸 순서도이다.
뇌파를 이용한 감정표현 방법은, 복수의 영상 중 하나가 체험자에게 재생되는 단계(S100), 영상을 인지한 체험자로부터 긴장 및 이완 뇌파를 측정하는 단계(S200), 측정된 뇌파를 비교분석하여 상기 체험자의 감정상태를 결정하는 단계(S300) 및 감정상태가 결정되면 출력장치를 통해 감정상태를 표시하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법과 관련하여서는 전술한 시스템에 대한 내용이 적용될 수 있다. 따라서, 방법과 관련하여, 전술한 시스템에 대한 내용과 동일한 내용에 대하여는 설명을 생략하였다.
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.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 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 모든종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 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.
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.
이상과 같은 본 발명에 대한 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 감정표현 시스템
120 : 뇌파측정부
140 : 뇌파분석부
142 : 집중 지표
144 : 이완 지표
160 : 표시부
162 : 디스플레이부
164 : 로봇헤드

Claims (15)

  1. 체험자의 감정을 공유하는 감정 표현 로봇을 전시하기 위한 복수의 페이즈(phase)들 중 현재 페이즈를 판단하는 단계; 및
    상기 현재 페이즈가 체험 진행 페이즈라고 판단되는 경우,
    복수의 장르들 중 어느 하나의 장르를 선택하는 단계;
    상기 선택된 장르에 대응하는 콘텐츠를 디스플레이에 출력하는 단계;
    상기 뇌파 측정기로부터, 상기 콘텐츠를 시청한 상기 체험자의 제1 뇌파 정보를 수신하는 단계;
    상기 제1 뇌파 정보 중 미리 정해진 적어도 하나의 지표에 기초하여, 상기 체험자의 감정 상태를 예측하는 단계; 및
    상기 예측된 감정 상태에 기초하여 상기 감정 표현 로봇을 제어하는 단계
    를 포함하는
    로봇 전시 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 현재 페이즈가 대기 페이즈라고 판단되는 경우,
    상기 뇌파측정기의 착용을 가이드하는 영상을 상기 디스플레이에 출력하는 단계
    를 더 포함하는
    로봇 전시 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 현재 페이즈가 체험 준비 페이즈라고 판단되는 경우,
    상기 뇌파 측정기를 착용한 상기 체험자에게 미리 정해진 표정들을 가이드하도록 상기 감정 표현 로봇을 제어하는 단계;
    상기 뇌파 측정기로부터, 상기 미리 정해진 표정들을 따라하는 상기 체험자의 제2 뇌파 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 제2 뇌파 정보 중 미리 정해진 적어도 하나의 지표를 실시간으로 상기 디스플레이에 출력하는 단계
    를 더 포함하는
    로봇 전시 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 현재 페이즈가 체험 종료 페이즈라고 판단되는 경우,
    상기 체험자의 감정 상태에 대한 예측 성공 여부에 기초하여 상기 감정 표현 로봇을 제어하는 단계
    를 더 포함하는
    로봇 전시 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 미리 정해진 적어도 하나의 지표는
    집중 지표 및 이완 지표를 포함하는,
    로봇 전시 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 체험자의 감정 상태를 예측하는 단계는
    상기 집중 지표가 66 이상 100 이하이고, 상기 이완 지표가 66 이상 100 이하인 경우, 상기 체험자의 감정 상태를 행복 상태로 예측하는 단계;
    상기 집중 지표가 0 이상 30 이하이고, 상기 이완 지표가 0 이상 30 이하인 경우, 상기 체험자의 감정 상태를 슬픔 상태로 예측하는 단계;
    상기 집중 지표가 0 이상 65 이하이고, 상기 이완 지표가 66 이상 100 이하인 경우, 상기 체험자의 감정 상태를 흥미 상태로 예측하는 단계; 및
    상기 집중 지표가 66 이상 100 이하이고, 상기 이완 지표가 0 이상 65 이하인 경우, 상기 체험자의 감정 상태를 공포 상태로 예측하는 단계
    중 적어도 하나를 포함하는,
    로봇 전시 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 뇌파 정보를 수신하는 단계는
    상기 콘텐츠의 출력이 시작된 이후 미리 정해진 제1 시간 구간 동안 상기 제1 뇌파 정보를 수신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 체험자의 감정 상태를 예측하는 단계는
    상기 제1 시간 구간 동안 수신되는 상기 제1 뇌파 정보를 통계 처리함으로써, 상기 적어도 하나의 지표를 획득하는 단계
    를 포함하는,
    로봇 전시 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 체험자의 감정 상태를 예측하는 데 실패한 경우, 상기 제1 시간 구간 이후의 미리 정해진 제2 시간 구간 동안 상기 제1 뇌파 정보를 추가로 수신하는 단계;
    상기 제2 시간 구간 동안 추가로 수신된 제1 뇌파 정보 중 상기 적어도 하나의 지표에 기초하여, 상기 체험자의 감정 상태를 재 예측하는 단계; 및
    상기 체험자의 감정 상태를 재 예측하는 데 실패한 경우, 상기 현재 페이즈를 체험 종료 페이즈로 설정하는 단계
    를 더 포함하는,
    로봇 전시 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 현재 페이즈를 판단하는 단계는
    이전 페이즈 및 상기 뇌파 측정기로부터 수신된 신호에 기초하여 상기 복수의 페이즈들을 미리 정해진 순서로 진행시킴으로써, 상기 현재 페이즈를 설정하는 단계
    를 포함하는,
    로봇 전시 방법.
  10. 하드웨어와 결합되어 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  11. 영상을 재생하는 디스플레이부;
    상기 영상을 인지한 체험자의 뇌파 정보를 측정하는 뇌파측정부;
    상기 뇌파 정보 중 미리 정해진 적어도 하나의 지표를 분석함으로써, 상기 체험자의 감정 상태를 예측하는 뇌파분석부; 및
    상기 감정 상태에 대응하는 표정을 표현하는 로봇헤드
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 감정표현 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 미리 정해진 적어도 하나의 지표는
    집중 지표 및 이완 지표를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 감정표현 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 뇌파측정부는 상기 영상이 재생되면 소정시간 동안 측정된 상기 집중 지표의 제1 평균값 및 상기 이완 지표의 제2 평균값을 계산하고, 상기 제1 평균값 및 상기 제2 평균값을 상기 뇌파분석부로 전달하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 감정표현 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 로봇헤드는
    상기 예측된 감정 상태에 대응하는 음향을 더 표현함으로써, 상기 체험자의 감정상태를 나타내는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 감정표현 시스템.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이부는
    상기 뇌파분석부에서 전달받은 결과에 따라 영상 또는 음향을 출력함으로써, 상기 체험자의 감정상태를 나타내는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 감정표현 시스템.
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