KR20190053483A - 청각인지 모델 기반의 학습용 의자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 청각인지 모델 기반의 학습용 의자에 관한 것으로서, 모바일 어플리케이션과 연동하여 사용자의 착석 여부, 착석 시간(duration) 등에 따라 학습자에게 음성 피드백을 제공하는 학습용 의자에 관한 기술적 사상을 개시한다.

Description

청각인지 모델 기반의 학습용 의자{CHAIR FOR STUDYING BASED HEARING RECOGNITION MODEL}

본 발명은 청각인지 모델 기반의 학습용 의자에 관한 것으로서, 모바일 어플리케이션과 연동하여 사용자의 착석 여부, 착석 시간(duration) 등에 따라 학습자에게 음성 피드백을 제공하는 학습용 의자에 관한 것이다.

기존 발명들에서는 주로 의자 자체에서의 자세 교정에 중점을 둔 사례가 대부분이었다. 혹은 책상과 연동하여 사용자가 도서관, 독서실, 학원 등의 장소에서 출석하였는지 여부를 확인할 수 있도록 하는 시스템에 대한 발명이 제시된 바 있다.

그러나 근본적으로 학습자에게 필요한 것은 단순히 좋은 기능과 재질을 갖춘 의자에 착석하는 것뿐만이 아니라, 최적의 상태에서 학습에 집중할 수 있도록 하는 환경이다. 따라서 이러한 측면에서 볼 때 학습자에게는 청각주의력을 높여줄 수 있는 추가적인 수단이 필요하다.

청각주의력이란 소리에 집중하는 능력을 의미한다. 청각주의력이 부족한 사람들은 중요하지 않은 자극들을 걸러내는 능력이 부족하며 이로 인해 집중력이 낮아져서 학습에 집중하기 어려울 수 있다. 따라서, 학습 시간을 관리할 수 있는 시스템의 알고리즘과 집중력을 높일 수 있는 소리 등을 제공하여 학습자의 집중력을 향상시키기 위한 기술이 요구되고 있는 실정이다.

한국등록특허 제1392767호 "도서관 좌석 관리 시스템" 한국공개특허 제2014-0030707호 "사물 인터넷 기반의 착석자세 알림 시스템" 한국공개특허 제2014-0003820호 "의자에서 획득한 생체정보를 기반으로 한 사용자 인터페이스 방법"

본 발명은 학습 시간을 관리할 수 있는 시스템의 알고리즘과 집중력을 높일 수 있는 소리 등을 제공하여 학습자의 집중력을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 학습용 의자에서 학습자를 감지한 센서 데이터를 모바일 어플리케이션과 연동하여 학습시간을 정밀하게 측정하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 본인의 학습시간을 관리하여 동기부여를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 시간을 관리할 수 있는 시스템의 알고리즘과 집중력을 높일 수 있는 소리 등을 제공하여 학습자의 집중력을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

일실시예에 따른 청각인지 모델 기반의 학습용 의자의 동작 방법은 의자 센서를 통해 착석 여부를 확인하는 단계, 상기 확인 결과 착석한 경우, 알림음을 발생하는 단계, 상기 알림음이 발생되면, 학습 시간을 측정하는 단계, 상기 학습 시간이 미리 설정되었는지 여부를 확인하고, 미리 설정된 경우에 서버 내 해당 셀에 학습 시작 시간 데이터를 입력하는 단계, 서버에서 학습 시작 시간을 모바일 앱으로 전송하여 기록하는 단계, 알림전송 여부를 판단하는 단계, 상기 판단 결과를 고려하여, 모바일 어플리케이션으로 푸시 전송하여 무음모드 및 방해금지모드 중에서 적어도 하나의 모드로 설정 요청하는 단계, 및 청각 집중력 강화 소리를 발생하는 단계를 포함할 수 있다.

일실시예에 따른 청각인지 모델 기반의 학습용 의자의 동작 방법은 상기 확인 결과 착석하지 않은 경우, 착석 시간을 계산하는 단계, 미리 설정된 학습 시간과 상기 계산된 착석 시간을 고려하여 주의 지속 시간(Attention span)을 산출하는 단계, 및 상기 산출된 주의 지속 시간을 활용하여 서버로 학습 종료 시간의 기록을 요청하는 단계, 서버에서 학습 종료 시간을 모바일 앱으로 전송하여 기록하는 단계, 및 알림 전송 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일실시예에 따른 청각인지 모델 기반의 학습용 의자의 동작 방법은 앉아있던 시간을 계산하는 단계, 상기 계산된 앉아있던 시간과 평균 주의 지속 시간(Attention span)을 고려하여 목표 달성 여부를 판단하는 단계, 상기 목표 달성 여부의 판단결과에 따라 서버에 달성 인덱스를 확인 및 입력하는 단계, 상기 달성 인덱스의 확인 결과, 최종 목표를 달성한 경우에 최종 목표 달성에 상응하는 알림음을 발생하고 서버에 학습 성취도를 기록하는 단계, 및 알림 전송 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일실시예에 따른 청각인지 모델 기반의 학습용 의자의 동작 방법은 전송된 경로(path)르 ㄹ고려하여 알림 전송 여부를 다르게 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일실시예에 따른 청각인지 모델 기반의 학습용 의자의 동작 방법은 신규 입력 데이터 여부를 판단하는 단계, 학습 시간을 미리 설정했는지 여부를 판단하는 단계, 상기 학습 시간을 미리 설정한 경우에 기존 데이터와 총합(sum)과 기존 데이터의 측정 횟수 간 비율을 계산하는 단계, 및 계산된 비율에 기초하여, 신규 데이터와 기존 평균값을 대비하고, 대비 결과가 반영된 알림을 발생하여 주의 지속 시간(Attention span)을 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일실시예에 따르면, 학습 시간을 관리할 수 있는 시스템의 알고리즘과 집중력을 높일 수 있는 소리 등을 제공하여 학습자의 집중력을 향상시킬 수 있다.

일실시예에 따르면, 학습용 의자에서 학습자를 감지한 센서 데이터를 모바일 어플리케이션과 연동하여 학습시간을 정밀하게 측정하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 본인의 학습시간을 관리하여 동기부여를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 시간을 관리할 수 있는 시스템의 알고리즘과 집중력을 높일 수 있는 소리 등을 제공하여 학습자의 집중력을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

도 1 내지 도 9는 일실시예에 따른 청각인지 모델 기반의 학습용 의자를 설명하는 도면이다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 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 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 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 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 본 발명이 속하는 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. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1 내지 도 9는 일실시예에 따른 청각인지 모델 기반의 학습용 의자를 설명하는 도면이다.

본 발명의 목적은 청각 인지 모델을 바탕으로 학습자의 집중력을 높이기 위한 것이다.

본 발명은 모바일 어플리케이션과 연동하여 사용자의 착석 여부, 착석 시간(duration) 등에 따라 학습자에게 음성 피드백을 제공하는 학습용 의자에 관한 것이다. 의자에 장착된 센서를 통하여 사용자의 착석 여부를 판단하며 학습자가 착석한 시간에 따라 서로 다른 음성 피드백을 제공한다. 또한 학습자가 착석하여 학습을 시작하면 집중력을 높일 수 있는 소리를 발생시킨다.

추가적으로는, 학습용 의자에서 학습자를 감지한 센서 데이터를 모바일 어플리케이션과 연동하여 학습자가 스마트 디바이스에서 학습 시간 등의 상세 정보를 열람할 수 있도록 한다. 이를 통해 학습시간을 보다 정밀하게 측정할 수 있으며 이를 바탕으로 학습시간을 철저하게 관리하고 동기부여를 얻을 수 있도록 한다.

기존 발명들에서는 주로 의자 자체에서의 자세 교정에 중점을 둔 사례가 대부분이었다. 혹은 책상과 연동하여 사용자가 도서관, 독서실, 학원 등의 장소에서 출석하였는지 여부를 확인할 수 있도록 하는 시스템에 대한 발명이 제시된 바 있다.

그러나 근본적으로 학습자에게 필요한 것은 단순히 좋은 기능과 재질을 갖춘 의자에 착석하는 것뿐만이 아니라, 최적의 상태에서 학습에 집중할 수 있도록 하는 환경이다. 따라서 이러한 측면에서 볼 때 학습자에게는 청각주의력을 높여줄 수 있는 추가적인 수단이 필요하다.

청각주의력이란 소리에 집중하는 능력을 의미한다. 청각주의력이 부족한 사람들은 중요하지 않은 자극들을 걸러내는 능력이 부족하며 이로 인해 집중력이 낮아져서 학습에 집중하기 어려울 수 있다. 본 발명은 학습 시간을 관리할 수 있는 시스템의 알고리즘과 집중력을 높일 수 있는 소리 등을 제공하여 학습자의 집중력을 향상시키고자 한다.

특정 파동의 청각자극이 집중력과 뇌의 활성도를 증가시킬 수 있는 것으로 알려져 있으며(S-K Shin, 2012), 300Hz ~ 3000Hz 의 백색소리를 청취하였을 때 뇌파를 측정해 본 결과 스트레스 지수가 감소하는 결과를 확인할 수 있다(홍성훈, 2007).

나아가 자연의 소리와 가까운 1/f 계열의 노이즈는 확률 공명 현상에 따라 스트레스와 우울증 완화, 집중력 향상 등에 긍정적인 영향을 끼치는 것으로 알려져 있다.

또한 집중력 회복 측면에서도 학습자는 촉각, 시각에 비해 청각 피드백을 더 선호하는 것으로 알려져 있다.

바이노럴 비트 음악을 청취할 경우 집중력이 향상되지만 (장석우, 2008) 이는 이어폰이나 헤드폰을 사용하는 경우에만 한정된다는 한계점이 있다.

일실시예에 따른 청각인지 모델 기반의 학습용 의자는 음성 피드백을 통해 동기부여(motivation) 고취 가능하다. 또한, 상향식 음원의 경우, 각성 효과, 시작하는 듯한 느낌을 받을 수 있고, 하향식 음원의 경우, 종료되는 듯한 느낌을 받을 수 있어, 끝맺음 하는 느낌을 받을 수 있다.

뿐만 아니라, 청각인지 모델 기반의 학습용 의자는 집중력을 높일 수 있는 소리를 발생할 수 있고, 사용자의 자율 입력에 의한 학습 관리 도구보다 정교하게 학습 시간 측정 가능하다.

일실시예에 따른 청각인지 모델 기반의 학습용 의자는 정밀한 학습 시간 측정을 바탕으로 동기부여를 제공하여 Attention span을 점진적으로 증가시키는데 도움을 줄 수 있다.

일실시예에 따른 청각인지 모델 기반의 학습용 의자는 학원, 독서실, 도서관 등에 시스템을 확장하여 적용 가능하고, 기존 발명들에서는 주로 자세 교정에 중점을 둔 사례가 많았다.

또한, 책상과 연동하여 가구를 통해 사용자가 도서관, 독서실, 학원 등의 장소에서 출석하였는지 여부를 확인할 수 있도록 하였다.

일실시예에 따른 청각인지 모델 기반의 학습용 의자는 블루투스, LTE, Wi-Fi, zigbee 등의 통신 모듈 탑재, 마이크/스피커 탑재가 가능하다.

또한, 일실시예에 따른 청각인지 모델 기반의 학습용 의자는 의자의 주요 영역에 감압 센서를 장착할 수 있다. 예를 들면, 감압 센서에서 사용자의 착석 여부를 판단할 수 있다.

또한, 일실시예에 따른 청각인지 모델 기반의 학습용 의자는 CPU를 포함하여, 착석 시간 duration 계산, 제시된 알고리즘에 따라 모바일 앱/서버와 통신이 가능하다.

일실시예에 따른 청각인지 모델 기반의 학습용 의자는 설정에 따라 학원, 사용자, 부모님 등에게 푸시 알림을 전송할 수 있고, 스마트폰 애플리케이션과 연동할 수 있다.

일실시예에 따른 청각인지 모델 기반의 학습용 의자는 사용자가 학습 시간을 계획(예: 월요일 오후 3시 ~ 6시까지 공부)하여 기록해둘 수 있다.

일실시예에 따른 청각인지 모델 기반의 학습용 의자는 계획한 학습 시간이 임박하면 사용자의 휴대폰으로 알림 전송을 통해 리마인더가 가능하다.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable 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 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 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.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (5)

1. 의자 센서를 통해 착석 여부를 확인하는 단계;
   상기 확인 결과 착석한 경우, 알림음을 발생하는 단계;
   상기 알림음이 발생되면, 학습 시간을 측정하는 단계;
   상기 학습 시간이 미리 설정되었는지 여부를 확인하고, 미리 설정된 경우에 서버 내 해당 셀에 학습 시작 시간 데이터를 입력하는 단계;
   서버에서 학습 시작 시간을 모바일 앱으로 전송하여 기록하는 단계;
   알림전송 여부를 판단하는 단계;
   상기 판단 결과를 고려하여, 모바일 어플리케이션으로 푸시 전송하여 무음모드 및 방해금지모드 중에서 적어도 하나의 모드로 설정 요청하는 단계; 및
   청각 집중력 강화 소리를 발생하는 단계
   를 포함하는 청각인지 모델 기반의 학습용 의자의 동작 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 확인 결과 착석하지 않은 경우, 착석 시간을 계산하는 단계;
   미리 설정된 학습 시간과 상기 계산된 착석 시간을 고려하여 주의 지속 시간(Attention span)을 산출하는 단계; 및
   상기 산출된 주의 지속 시간을 활용하여 서버로 학습 종료 시간의 기록을 요청하는 단계;
   서버에서 학습 종료 시간을 모바일 앱으로 전송하여 기록하는 단계; 및
   알림 전송 여부를 판단하는 단계
   를 더 포함하는 청각인지 모델 기반의 학습용 의자의 동작 방법.
3. 제1항에 있어서,
   앉아있던 시간을 계산하는 단계;
   상기 계산된 앉아있던 시간과 평균 주의 지속 시간(Attention span)을 고려하여 목표 달성 여부를 판단하는 단계;
   상기 목표 달성 여부의 판단결과에 따라 서버에 달성 인덱스를 확인 및 입력하는 단계;
   상기 달성 인덱스의 확인 결과, 최종 목표를 달성한 경우에 최종 목표 달성에 상응하는 알림음을 발생하고 서버에 학습 성취도를 기록하는 단계; 및
   알림 전송 여부를 판단하는 단계
   를 더 포함하는 청각인지 모델 기반의 학습용 의자의 동작 방법.
4. 제1항에 있어서,
   전송된 경로(path)를 고려하여 알림 전송 여부를 다르게 설정하는 단계
   를 더 포함하는 청각인지 모델 기반의 학습용 의자의 동작 방법.
5. 제1항에 있어서,
   신규 입력 데이터 여부를 판단하는 단계;
   학습 시간을 미리 설정했는지 여부를 판단하는 단계;
   상기 학습 시간을 미리 설정한 경우에 기존 데이터와 총합(sum)과 기존 데이터의 측정 횟수 간 비율을 계산하는 단계; 및
   계산된 비율에 기초하여, 신규 데이터와 기존 평균값을 대비하고, 대비 결과가 반영된 알림을 발생하여 주의 지속 시간(Attention span)을 갱신하는 단계
   를 더 포함하는 청각인지 모델 기반의 학습용 의자의 동작 방법.

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