KR20190088102A

KR20190088102A - 감각자극장치

Info

Publication number: KR20190088102A
Application number: KR1020180000107A
Authority: KR
Inventors: 신영진
Original assignee: 신영진
Priority date: 2018-01-02
Filing date: 2018-01-02
Publication date: 2019-07-26
Also published as: KR102061668B1

Abstract

본 발명은 유무선 통신방식으로 생체신호 측정 디바이스 및 데이터 서버와 통신하는 통신부; 사용자의 연령, 성별을 포함하는 사용자정보 및 사용자가 수행하고자 하는 목표활동을 입력받는 입력부; 상기 입력부를 통해 입력된 사용자정보를 포함하는 정보가 저장되는 저장부; 목표활동이 수행되는 공간상에서 발생되는 사용자의 움직임을 감지하는 센싱부; 상기 통신부를 통해 상기 생체신호 측정 디바이스로부터 측정한 목표활동 중인 사용자의 심박 수를 확인하여 사용자의 심박 수에 대한 생체정보를 생성하는 생체정보생성부; 상기 입력부를 통해 입력된 목표활동에 따라 사용자의 시각, 청각, 후각 중 어느 하나 이상의 감각을 자극하는 감각자극부; 상기 생체정보생성부에서 생성된 생체정보를 통해, 상기 감각자극부에서 사용자에게 제공된 감각자극의 적합여부를 분석하고, 분석결과에 따른 사용자의 목표활동에 대한 상기 감각자극부의 감각자극 기여도를 포함하는 달성도정보를 생성하는 분석부; 및 상기 통신부, 입력부, 저장부, 센싱부, 생체정보생성부, 감각자극부 및 분석부를 제어하며, 상기 입력부를 통해 입력된 사용자정보 및 목표활동, 상기 분석부를 통해 생성된 달성도정보, 상기 감각자극부의 목표활동 중인 사용자에게 제공된 감각자극에 따른 자극제어 값을 포함하는 목표활동내역을 생성하여 상기 저장부에 저장하고, 상기 목표활동내역을 상기 데이터 서버에 제공하는 제어부;를 포함하는 감각자극장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명의 감각자극장치가 사용자의 심박 수를 측정하는 생체신호 측정 디바이스의 측정값을 통해 사용자의 감정을 추론하여, 목표활동 중에 제공된 감각자극의 효율성 및 적합성을 추가적으로 분석함에 따라, 사용자에게 적합한 맞춤형 감각자극을 제공함으로써, 사용자의 개인차와 상관없이 목표활동에 대한 효율성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

감각자극장치{SENSE STIMULATION DEVICE}

본 발명은 감각자극장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 특정 목표활동을 수행하는 사용자의 감각을 활동의 종류에 따라 자극시키되, 사용자별 적합 감각자극을 제공함으로써, 사용자의 감정 조절 및 우뇌역량 강화에 의한 목표활동의 집중력 향상을 제공하는 감각자극장치에 관한 것이다.

창의적 사고란, 같은 사물을 보면서도 이를 단순히 물리적 사물로만 인지하는 것이 아니라, 해당 사물로 파생되어지는 무수한 생각들이 엮인 하나의 정보체계를 구성할 수 있는 능력을 의미하며, 특히, 4차 산업시대에 접어들면서 사회 전 분야에서는, 이러한 창의적 사고가 가능한 인재의 채용을 요구하기 시작했다.

이렇듯, 창의적 사고는 인간의 두뇌에서 우뇌로부터 비롯되는 것이며, 과거의 반복 학습에 의한 좌뇌 중심의 개발에서 우뇌 개발의 필요성이 대두되기 시작했다.

하지만, 좌뇌 개발에 비해 우뇌개발만이 이루어진 경우, 이전에 없던 전혀 새로운 창의적 생각이 가능할 수는 있더라도, 이러한 생각을 현시대에 맞게 실행하기에는 다소 거리감이 있기 때문에, 기존의 생각에 새로운 생각을 더하는 창의적 생각을 요구하게 되었다.

따라서, 지식이나 기술 등에 치우치지 않고 인간이 지니고 있는 모든 자질을 전면적·조화적으로 육성하기 위해 우뇌뿐만 아니라 좌뇌와 우뇌의 동시 개발을 목적으로 하는 전인교육이 절실한 실정이다.

또한, 인간이 수행하고자 하는 특정 목표활동에 대해 좌뇌 개발에 치중되었을 때에 발현되는 집중력보다, 좌뇌와 우뇌의 동시 개발이 이루어진 상태에서 발현되는 집중력의 향상 폭이 더욱 높기 때문에, 창의적 사고를 위함뿐 아니라, 목표활동에 대한 효율성을 위해서도 좌뇌와 우뇌의 동시개발이 이루어져야한다.

더욱이, 좌뇌의 개발은 이전에 정립된 기술과 노하우를 습득하는 가장 기본적인 프로세스이기 때문에, 좌뇌 개발의 비중을 줄이기보다는 좌뇌 개발이 이뤄지는 과정은 유지를 시키면서도, 우뇌의 개발을 위한 추가적인 활동이 추가적으로 병행되어야 한다.

이러한, 우뇌 개발에 대한 종래의 기술로는, 지식의 2차원적인 습득보다 인간의 감각을 통한 직간접적인 경험에 의해 우뇌역량을 강화시킬 수 있는 연구가 지속적으로 이루어지고 있으며, 그러한 기술의 일환으로 사용자의 감정을 조절하기 위한 목적으로 조명과 이미지 등을 이용하게 되면, 부수적으로 감각자극에 의한 우뇌 개발 또한 가능한 기술이 제시된 바 있다.

하지만, 종래기술은 우뇌역량 강화를 주목적으로 두지 않았고, 단순히 사용자의 감정을 조절하기 위한 목적으로 기술적 접근이 이루어졌기 때문에, 좌뇌와 우뇌의 동시개발을 위한 그 어떠한 기술적 방법을 제시하지 못하고, 특히, 좌뇌와 우뇌의 동시개발이 이루어지면서 발현되는 집중력 향상을 통한 이점에 대해서 사용자에게 활용방안을 제공하지 못하며, 사용자마다 서로 다른 감각자극을 고려하고 일반화된 감각자극 기법을 적용하기 때문에, 그 효율성 또한 높지 않은 문제점이 있었다.

한국등록특허 10-1208127 (등록일 2012. 11. 28) 한국등록특허 10-1543374 (등록일 2015. 08. 04)

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,

사용자의 목표활동에 대한 좌뇌와 우뇌의 동시 개발을 지원하면서, 사용자의 집중력 향상 및 감정 조절을 수행하는 감각자극장치를 제공하는데 있다.

그리고, 사용자의 심박 수 측정값을 통해 사용자의 감정을 추론하여, 사용자에게 적합한 맞춤형 감각자극을 제공하는 감각자극장치를 제공하는데 있다.

또한, 심박 수 측정을 통해 높은 정확도를 가지는 감정 추론이 가능한 감각자극장치를 제공하는데 있다.

덧붙여, 환경변화에 상관없이 사용자에게 제공되는 감각자극의 세기가 일정하게 유지되는 감각자극장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명에 따른 감각자극장치는, 유무선 통신방식으로 생체신호 측정 디바이스 및 데이터 서버와 통신하는 통신부; 사용자의 연령, 성별을 포함하는 사용자정보 및 사용자가 수행하고자 하는 목표활동을 입력받는 입력부; 상기 입력부를 통해 입력된 사용자정보를 포함하는 정보가 저장되는 저장부; 목표활동이 수행되는 공간상에서 발생되는 사용자의 움직임을 감지하는 센싱부; 상기 통신부를 통해 상기 생체신호 측정 디바이스로부터 측정한 목표활동 중인 사용자의 심박 수를 확인하여 사용자의 심박 수에 대한 생체정보를 생성하는 생체정보생성부; 상기 입력부를 통해 입력된 목표활동에 따라 사용자의 시각, 청각, 후각 중 어느 하나 이상의 감각을 자극하는 감각자극부; 상기 생체정보생성부에서 생성된 생체정보를 통해, 상기 감각자극부에서 사용자에게 제공된 감각자극의 적합여부를 분석하고, 분석결과에 따른 사용자의 목표활동에 대한 상기 감각자극부의 감각자극 기여도를 포함하는 달성도정보를 생성하는 분석부; 및 상기 통신부, 입력부, 저장부, 센싱부, 생체정보생성부, 감각자극부 및 분석부를 제어하며, 상기 입력부를 통해 입력된 사용자정보 및 목표활동, 상기 분석부를 통해 생성된 달성도정보, 상기 감각자극부의 목표활동 중인 사용자에게 제공된 감각자극에 따른 자극제어 값을 포함하는 목표활동내역을 생성하여 상기 저장부에 저장하고, 상기 목표활동내역을 상기 데이터 서버에 제공하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 센싱부는 상기 입력부로부터 입력받은 사용자의 목표활동이 수행되는 공간상의 온도, 습도 및 조도에 대한 환경정보를 측정하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제어부는 상기 센싱부를 통해 측정한 환경정보를 통해 상기 감각자극부의 감각자극정보를 보정하여, 목표활동 중인 사용자에게 감각자극을 제공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 생체정보생성부를 제어하여 상기 생체신호 측정 디바이스를 통해 측정된 사용자 심박 수 측정값 확인 시점과 상기 센싱부를 통한 감지 시점을 동기화하여, 생체정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제어부는 상기 센싱부를 통해 감지된 사용자의 움직임 정도가 일정 수준 이상인 경우에 한하여, 상기 생체정보생성부를 제어하여 해당 시점에 측정된 사용자의 심박 수 측정값을 제외하여 생체정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제어부는 상기 입력부를 제어하여, 상기 입력부를 통해 입력된 목표활동에 대한 종료시점에 상기 감각자극부를 통해 제공된 감각자극에 대한 사용자의 만족도 입력을 요청하며, 상기 분석부를 제어하여 상기 입력부로부터 입력된 만족도와 상기 분석부로부터 산출된 기여도 각각에 소정의 가중치를 적용시켜 합산한 달성도수치를 산출하여 달성도정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제어부는 상기 입력부를 통해 입력된 목표활동에 대해 이전에 상기 저장부에 저장된 사용자정보, 달성도정보 및 감각자극정보가 존재여부를 확인하고, 존재하는 것으로 확인될 경우, 상기 통신부를 통해 상기 데이터 서버에 접속하여 상기 데이터 서버에 저장된 복수의 목표활동내역으로부터 동일 목표활동에 대한 목표활동내역을 검색하고, 검색된 목표활동내역에서 상기 입력부를 통해 입력된 사용자정보와 대응되는 목표활동내역(이하, ‘유사목표활동내역’이라 함.)을 추출하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제어부는 상기 저장부에 저장된 목표활동내역 중, 상기 입력부를 통해 입력된 목표활동에 대응되는 목표활동내역의 달성도수치가 미리 설정된 최소 기준 미만일 경우에 한하여, 상기 데이터 서버로부터 추출한 유사목표활동내역에서 각각의 달성도수치를 확인하고, 달성도수치가 미리 설정된 최소 기준보다 높은 유사목표활동내역의 감각자극정보를 확인하고, 가장 높은 빈도수를 가지는 시각, 청각, 후각에 대한 개별적인 자극제어 값을 추출하여, 추출한 자극제어 값을 통해 상기 감각자극부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 본 발명의 감각자극장치는 사용자가 수행하고자 하는 목표활동 중에 감각을 자극시켜 사용자의 우뇌를 활성화시키거나, 감정을 제어함으로써, 목표활동 중인 사용자의 집중력을 향상시키거나 목표활동 중의 감정을 조절함으로써, 사용자의 목표활동에 대한 효율성을 증대시키는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 감각자극장치가 사용자의 심박 수를 측정하는 생체신호 측정 디바이스의 측정값을 통해 사용자의 감정을 추론하여, 목표활동 중에 제공된 감각자극의 효율성 및 적합성을 추가적으로 분석함에 따라, 사용자에게 적합한 맞춤형 감각자극을 제공함으로써, 사용자의 개인차와 상관없이 목표활동에 대한 효율성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 감각자극장치는 사용자의 감정 추론을 위한 생체신호 측정 디바이스를 통한 심박 수 측정에서, 사용자의 과도한 움직임 등으로 인해 발생되는 측정 이상치(노이즈)를 검출하여 감정추론에 사용되는 측정값에서 제외함으로써, 목표활동 중의 사용자에게 제공되는 감각자극의 적합여부 판단을 위한 높은 정확도의 감정추론이 가능해지는 효과가 있다.

아울러, 본 발명의 감각자극장치는 목표활동이 수행되는 공간 및 외부환경에 대한 정보를 취득하여, 목표활동 중에 제공될 감각자극을 위한 자극제어 값을 보정함으로써, 환경변화에 따라 감각자극이 유효세기 이하로 경감됨으로 인한 효과 저하되거나 감각자극이 유효세기를 지나치게 초과함으로 인한 역효과 발생을 억제하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 감각자극장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 감각자극장치의 심박 수 측정치 내의 노이즈 발생을 감지 및 제거를 단계별로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 감각자극장치를 통한 데이터 서버 내의 유사목표활동내역 추출에 대한 흐름도이다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서를 위해서, 도면에서의 동일한 참조번호들은 달리 지시하지 않는 한 동일한 구성 부분을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 감각자극장치를 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 감각자극장치의 심박 수 측정치 내의 노이즈 발생을 감지 및 제거를 단계별로 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 감각자극장치를 통한 데이터 서버 내의 유사목표활동내역 추출을 단계별로 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 감각자극장치(100)는 생체신호 측정 디바이스(200)를 통해 사용자의 심박 수 측정값을 수신하고, 통신망에 연결되어 데이터 서버(300)와 통신하며, 통신부(110), 입력부(120), 저장부(130), 센싱부(140), 생체정보생성부(150), 감각자극부(160), 분석부(170) 및 제어부(180)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 감각자극장치(100)의 세부 구성 설명에 앞서, 생체신호 측정 디바이스(200)는 사용자에 신체에 착용가능하며, 바람직하게는 피부와 직접적으로 접촉하거나, 밀착되어 사용자의 심박 수를 측정할 수 있으며, 무선통신방식으로 통신하여, 측정값을 제공할 수 있는 스마트워치, 스마트밴드 등의 웨어러블 디바이스(Wearable Device) 형태로 마련될 수 있다.

또한, 데이터 서버(300)는 본 발명의 일실시예에 따른 감각자극장치(100) 및 타 감각자극장치(100′)로부터 제공된 목표활동내역이 저장되는 저장영역이 마련되어 있으며, 이미, 감각자극장치(100) 및 타 감각자극장치(100′)로부터 충분한 목표활동내역이 제공·저장되어 있는 것으로 한하여 설명하도록 한다.

통신부(110)는 유무선 통신방식으로 생체신호 측정 디바이스(200) 및 데이터 서버(300)와 통신할 수 있다.

여기서, 통신부(100)는 Wifi, 블루투스(Bluetooth) 등의 무선통신방식으로 생체신호 측정 디바이스(200)와 연동되며, 좀 더 상세하게는, 생체신호 측정 디바이스(200)가 본 발명의 일실시예에 따른 감각자극장치(100)에 등록됨으로써, 지속적인 통신이 가능하게 된다.

또한, 통신부(100)는 유무선 통신망을 통해 데이터 서버(300)와 통신할 수 있으며, 이때, 통신이라 함은, 데이터 서버(300)에 접근하거나 데이터 서버(300)에 접속되어 데이터를 송신 및 수집하는 모든 행위를 포함할 수 있다.

뿐만 아니라, 통신부(110)는 유무선 네트워크를 통해, 복수의 센싱 디바이스(400)와 통신할 수 있으며, 센싱 디바이스로부터 측정된 각각의 센싱 데이터를 수집할 수도 있다.

이때, 센싱 디바이스(400)라 함은, 복합적인 활용에 사용되기 위한 IoT(Internet of Things)기반의 센서 외에도, 각각 고유한 작업을 수행하며, 유무선 네트워크를 통한 통신이 가능한 가전제품에 구비된 센서 또한 이에 포함할 수 있다.

입력부(120)는 사용자의 연령, 성별을 포함하는 사용자정보 및 사용자가 수행하고자 하는 목표활동을 입력받을 수 있다.

여기서, 입력부(120)는 사용자에게 문자나 이미지 등의 시각적 정보를 제공하는 디스플레이장치 및 사용자로부터 정보를 입력받는 입력장치가 결합된 형태로 마련될 수 있으며, 바람직하게는, 터치입력이 가능한 터치디스플레이모듈 형태로 마련될 수 있다.

그리고, 입력부(120)로부터 목표활동이 입력된다 함은, 사용자에게 목표활동에 대한 내용을 직접적으로 입력받는 것보다는 수면, 감정조절, 휴식, 학습, 대화 등 미리 지정된 항목을 사용자에게 제공하고, 사용자로부터 선택된 항목을 인식하는 과정을 의미한다.

또한, 입력부(120)는 단일의 목표활동에 대해 하부 항목이 추가적으로 더 제공될 수 있으며, 예를 들어, ‘학습’ 이라는 목표활동에 대해서는 ‘국어’, ‘수학’, ‘과학’, ‘영어’ 등과 같이 ‘학습’이라는 상위 개념으로부터 하위 개념인 ‘과목’까지가 목표활동에 포함될 수 있다.

즉, 입력부(120)를 통해 입력되는 목표활동이라 함은, 대략적인 활동을 의미하기 보다는 사용자가 현재 실시하고자하는 활동의 세부적인 내용이 포함된 형태로 제공되어, 사용자가 상위 개념의 활동 선택한 이후 하위 개념의 활동을 다시 한번 선택함으로써 사용자의 목표활동이 구체적으로 입력되는 것을 포함하는 것이다.

저장부(130)는 입력부(120)를 통해 입력된 사용자정보를 포함하는 정보가 저장될 수 있다.

여기서, 저장부(130)에는 사용자로부터 입력된 사용자정보 뿐만 아니라, 후술될 제어부(180)의 제어를 통해, 사용자의 목표활동에 따른 목표활동내역 또한 저장될 수 있으며, 이후 후술될 각 구성에서 좀 더 상세하게 설명하도록 한다.

센싱부(140)는 사용자의 목표활동이 수행되는 공간상에서 발생되는 사용자의 움직임을 감지할 수 있다.

이때, 센싱부(140)는 특정영역 상의 움직임을 감지하는 모션감지(Motion-Detection) 센서로 마련될 수 있으며, 움직임발생여부 뿐만 아니라, 영역상의 움직임 발생반경과 미리 설정된 반경에서의 움직임 발생반경 초과 여부까지 측정 가능한 센서 및 소프트웨어가 결합된 형태로 마련됨이 바람직하다.

여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 감각자극장치(100)는 센싱부(140) 통한 센싱영역이 사용자의 목표활동이 수행되는 방향을 향하도록 배치되는 것이 바람직하며, 센싱부(140)는 입력부(120)를 통해 사용자로부터 목표활동이 입력된 이후에, 해당 영역상에 움직임 발생을 감지하여, 사용자가 목표활동을 수행중인 것을 확인할 수 있으며, 소정의 기간 동안 아무런 움직임이 감지되지 않는다면, 사용자가 목표활동을 종료하였거나, 목표활동이 수행되는 공간을 벗어난 것으로 판단할 수 있게 된다.

또한, 센싱부(140)는 사용자와의 거리 측정이 가능한 수단이 추가적으로 결합된 형태로 마련될 수도 있다.

따라서, 목표활동을 수행중인 사용자가 본 발명의 일실시예에 따른 감각자극장치(100)로부터 멀어질 경우, 센싱부(140)는 이를 감지하여, 후술될 감각자극부(160)를 통한 사용자의 감각자극 시에 멀어진 거리에 따라 소실되는 감각자극 효과를 보정하는 보정치로 사용될 수 있다.

한편, 센싱부(140)는 사용자의 목표활동이 수행되는 공간상의 온도, 습도 및 조도를 측정할 수 있으며, 센싱부(140)로부터 측정된 온도, 습도 및 조도는 이후 제어부(180)의 제어에 의해 감각자극부(160)의 감각자극 제어 값을 보정하기 위한 정보로 사용될 수 있다.

이러한, 센싱부(140)의 환경 측정은 환경요인이 사용자의 감각자극에 미치는 영향을 보정하기 위함으로, 예를 들어, 감각자극부(160)의 감각자극이 미리 설정된 그대로의 세기로만 제공된다면, 주변이 밝기가 너무 밝거나, 일정 수준 이상의 소음이 발생하고 있거나, 습도가 높을 경우, 감각자극부(160)를 통한 사용자의 감각자극은 환경요인에 의해 사용자에게 적은 자극만을 제공하게 되어, 실효성이 떨어질 수 있으며, 이와 반대로, 주변이 충분히 어둡거나, 소음이 없거나, 적정의 습도가 유지되고 있으면, 감각자극부(160)를 통한 사용자의 감각자극이 오히려 사용자에겐 강하게 느껴질 수 있어, 오히려, 목표활동에 대한 집중력을 저해할 수 있는 문제점을 고려한 것이다.

생체정보생성부(150)는 통신부(110)를 통해 생체신호 측정 디바이스(200)로부터 측정한 목표활동 중인 사용자의 심박 수를 확인하여 사용자의 심박 수에 대한 생체정보를 생성할 수 있다.

상기의 내용에 대해 예시를 들어 좀 더 상세히 설명하자면, 본 발명의 일실시예에 따른 감각자극장치(100)는 목표활동에 대한 사용자의 집중력에 관여하는 사용자의 좌뇌와 우뇌 중 특히, 우뇌를 활성화시키기 위해 이후의 구성설명에서 언급될 감각자극부(160)를 통해 목표활동 중인 사용자의 시각, 청각, 후각을 자극하며, 해당 감각자극을 통해 사용자가 목표활동에 집중중인지의 여부와 해당 감각자극의 적합 여부를 판단하기 위한 생체정보생성부(150)는 생체신호 측정 디바이스(200)를 통해 목표활동을 수행중인 사용자의 심박 수를 측정하여, 심박 수(BPM)와 심박 수의 변화율에 대한 생체정보를 생성함으로써, 이후의 사용자의 감정을 추론하기 위한 정보로 사용한다,

도2를 참조하면, 생체정보생성부(150)는 후술될 제어부(180)의 제어에 의해 생체신호 측정 디바이스(200)를 통해 측정된 사용자 심박 수 측정값 확인 시점과 센싱부(140)를 통한 감지 시점을 동기화하되, 센싱부(140)를 통해 감지된 사용자의 움직임 정도가 일정 수준 이상인 경우에 한하여, 해당 시점에 측정된 사용자의 심박 수 측정값을 제외하여 생체정보를 생성할 수 있다.

다시 말해, 목표활동을 수행중인 사용자의 감정을 추론함에 있어서, 목표활동 중 발생되는 사용자의 큰 움직임은, 생체신호 측정 디바이스(200)와 사용자 간의 접촉 또는 밀착상태를 변화시키거나, 사용자의 심박 수에 일시적인 영향을 끼칠 수 있어, 심박 수 측정값에 이상이 발생할 수 있으며, 결과적으로는 감정 추론을 저해하는 요소로 작용될 수 있다.

따라서, 생체정보생성부(150)는, 도2의 (a)와 같이, 생체신호 측정 디바이스(200)를 통해 확인되는 목표활동중인 사용자의 심박 수 측정값 확인과 센싱부(140)를 통한 사용자의 움직임 감지 타임스탬프(Time-stamp)상에 배치시키고, 캘리브레이션(Calibration)을 수행하여, 생체정보생성부(150)의 심박 수 측정값 확인시점과 센싱부(140)를 통한 움직임 감지시점을 동기화시키고, 도2의 (b)와 같이, 센싱부(140)를 통해 일정 수준이상의 움직임이 감지될 경우, 해당 시점에 생체신호 측정 디바이스(200)로부터 측정된 심박 수 측정값, 다시 말해, 전체 결과에 노이즈로 작용될 수 있는 해당 측정값을, 도2의 (c)와 같이 제외시켜 생체정보를 생성할 수 있다.

이때, 센싱부(140)를 통해 감지해야할 노이즈 발생 가능한 사용자의 움직임 수준은, 정적인 움직임을 가지는 목표활동인 학습, 수면 등과 추가적인 움직임이 발생할 수 있는 목표활동인 대화, 감정조절 등과 같이 목표활동별로 감지해야할 움직임 또한 상대적이기 때문에, 사용자가 입력부(120)를 통해 입력한 목표활동에 따라 감지범위, 감지해야할 움직임 정도에 따라, 상대적으로 적용시킬 수 있다.

또한, 생체정보생성부(150)는 생체신호 측정 디바이스(200)로부터 제공된 사용자의 심박 수의 실시간 측정값을 소정의 주기단위로 합산하여 그 평균값을 산출하고, 소정의 주기단위로 산출된 평균값이 시계열 데이터 형태로 배열된 형태의 생체신호정보를 생성하게 된다.

감각자극부(160)는 입력부(120)를 통해 입력된 목표활동에 따라 사용자의 시각, 청각, 후각 중 어느 하나 이상의 감각을 자극할 수 있다.

여기서, 감각자극부(160)는 사용자에게 시각을 자극하기 위한 LED모듈, 사용자의 청각을 자극하기 위한 음원이 출력되는 스피커(Speaker)모듈 및 목표활동이 수행되는 공간상에 향을 확산시키기 위한 디퓨저(Diffuser)모듈 등이 결합된 형태로 마련될 수 있다.

또한, 감각자극부(160)는 후술될 제어부(180)의 제어에 의해, 시각적으로는 다색의 광(光) 제공 및 광의 세기 조절이 가능하고, 청각적으로는 음원의 출력세기 및 EQ(Equalizer)의 설정이 가능하며, 후각적으로는 복수의 향으로부터 특정 향을 선택적으로 제공하거나, 향의 제공(분사 또는 확산)량 제어가 가능할 수 있으며, 각각의 감각자극 기법에 대한 제어 값들 또한 설정 저장되어 있을 수 있다.

분석부(170)는 생체정보생성부(150)에서 생성된 생체정보를 통해, 감각자극부(160)에서 사용자에게 제공된 감각자극의 적합여부를 분석하고, 분석결과에 따른 사용자의 목표활동에 대한 감각자극부(160)의 감각자극 기여도를 포함하는 달성도정보를 산출할 수 있다.

여기서, 분석부(170)는 생체정보생성부(150)로부터 생성한 생체정보에서 BPM과 변화율을 통해 미리 정립된 감정 추론 알고리즘에 대입하여, 목표활동을 수행중인 사용자의 감정을 분석할 수 있다.

이때, 분석부(170)가 분석한 사용자의 감정에 대한 분석결과는, 감각자극부(160)가 목표활동 중의 사용자에게 제공한 감각자극의 적합여부와 기여정도를 판단하기 위한 기준으로 사용될 수 있다.

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 감각자극장치(100)는 사용자의 목표활동에 대하여, 사용자의 목표활동에 대한 성과 및 효율을 극대화시키기 위해, 목표활동 중인 사용자의 좌뇌 뿐만 아니라 우뇌를 자극하여, 목표활동을 수행중인 사용자의 감정 조절과 우뇌활성화에 따른 목표활동 중의 집중도를 높이기 위한 목적으로 목표활동 중인 사용자에게 감각자극을 제공할 수 있다.

여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 감각자극장치(100)의 분석부(170)는, 집중도향상을 위해 제공된 감각자극이 목표활동 중의 사용자에게 적합지의 여부를 확인하기 위해, 생체정보생성부(150)로부터 생성한 생체정보로부터 사용자의 감정을 확인하여, 감각자극이 동반된 목표활동 중의 사용자의 집중정도를 수치화한 기여도를 산출하게 된다.

따라서, 기여도란 목표활동 중의 사용자에게 제공된 감각자극을 통해, 사용자가 목표활동에 실제 얼마만큼 집중하였는지에 대한 수치화된 데이터이며, 이는 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 감각자극장치(100)로부터 제공된 감각자극이 사용자의 목표활동에 얼마만큼 기여하였는가를 판단하는 척도가 된다.

이후, 후술될 제어부(180)의 제어에 의해 입력부(120)를 통한 사용자로부터 목표활동에 제공된 감각자극에 대한 만족도 입력을 요청하게 되고, 분석부(170)는 산출된 기여도와 입력부(120)를 통해 입력된 만족도 각각에 가중치를 적용하여 달성도정보를 산출하게 된다.

제어부(180)는 통신부(110), 입력부(120), 저장부(130), 센싱부(140), 생체정보생성부(150), 감각자극부(160) 및 분석부(170)를 제어할 수 있다.

그리고, 제어부(180)는 입력부(120)를 통해 입력된 사용자정보 및 목표활동, 분석부(170)를 통해 생성된 사용자의 목표활동에 대한 달성도정보, 감각자극부(160)의 목표활동 중인 사용자에게 제공된 감각자극 제어 값에 대한 정보인 감각자극정보를 포함하는 목표활동내역을 저장부(130)에 저장하고, 목표활동내역을 데이터 서버(300)에 제공할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 앞서 서술한 바와 같이, 입력부(120)를 제어하여, 입력부(120)를 통해 입력된 목표활동에 대한 종료시점에 감각자극부(160)를 통해 제공된 감각자극에 대한 사용자의 만족도 입력을 요청할 수 있다.

이때, 사용자로부터 입력부(120)를 통해 입력되는 만족도는 백분율에 근거한 수치, 별점 등의 형태로 입력될 수 있다.

그리고, 분석부(170)를 제어하여 입력부(120)로부터 입력된 만족도와 분석부(170)로부터 산출된 기여도 각각에 소정의 가중치를 적용시켜 합산한 달성도수치를 산출하여 달성도정보를 생성할 수 있으며, 분석부(170)를 통한 달성도정보 생성 시에, 사용자의 개인의사에 의한 만족도보다 분석부(170)에 의해 산출된 기여도에 가중치를 높게 적용시켜 신뢰성 높은 달성도정보를 생성할 수 있다.

한편, 제어부(180)는 입력부(120)를 통해 입력된 목표활동에 대해 이전에 저장부(130)에 저장된 사용자정보, 달성도정보 및 감각자극정보가 존재여부를 확인하고, 존재하는 것으로 확인될 경우, 통신부(110)를 통해 데이터 서버(300)에 접속하여 데이터 서버(300)에 저장된 복수의 목표활동내역으로부터 동일 목표활동에 대한 목표활동내역을 검색하고, 검색된 목표활동내역에서 입력부(120)를 통해 입력된 사용자정보와 대응되는 목표활동내역(이하, ‘유사목표활동내역’이라 함.)을 추출할 수 있다.

도3을 참조하면, 제어부(180)는 저장부(130)에 저장된 목표활동내역 중, 입력부(120)를 통해 입력된 목표활동에 대응되는 목표활동내역의 달성도수치가 미리 설정된 최소 기준 미만일 경우에 한하여, 데이터 서버(300)로부터 추출한 유사목표활동내역에서 각각의 달성도수치를 확인하고, 달성도수치가 미리 설정된 최소 기준보다 높은 유사목표활동내역의 감각자극정보를 확인하고, 가장 높은 빈도수를 가지는 시각, 청각, 후각에 대한 개별적인 자극제어 값을 추출하여, 추출한 자극제어 값을 통해 입력부(120)를 통해 입력된 목표활동 중인 사용자의 시각, 청각, 후각을 자극할 수 있다.

상기의 내용에 대하여, 성별 ‘여성’, 나이 ‘16’의 사용자가 본 발명의 일실시예에 따른 감각자극장치(100)를 통해 ‘영어 학습’에 대한 목표활동을 수행하였으며, 저장부(130)에 성별 ‘여성’ 및 나이 ‘16’의 사용자정보, 목표활동 ‘영어 학습’, 목표활동 중에 제공된 세기 ‘60’ 및 색상 ‘R:200. G:10, B:15’을 포함하는 조명, 출력볼륨 ‘35’ 및 출력종류 ‘화이트노이즈’를 포함하는 음원, 확산세기 ‘40’ 및 향 종류 ‘로즈마리’를 포함하는 향에 대한 정보가 포함된 감각자극정보, 분석부(170)로부터 달성도수치 ‘70’에 해당하는 달성도정보 그리고, 달성도수치 ‘70’의 달성도정보가 포함된 사용자의 목표활동내역이 저장되어 있고, 목표활동 ‘영어 학습’에 대한 최소 달성도수치 기준이 ‘80’로 설정되어있다는 가정 하에, 제어부(180)를 통한 제어를 좀 더 상세히 설명하도록 한다.

여기서, 동일한 사용자가 본 발명의 일실시예에 따른 감각자극장치(100)를 통한 ‘영어 학습’을 수행하기 위해, 입력부(120)를 통해 ‘영어 학습’에 대한 목표활동을 선택할 경우, 제어부(180)는 저장부(130)에 동일 사용자 및 동일 목표활동에 대한 목표활동내역이 존재함을 확인하고, 해당 목표활동내역의 달성도수치 ‘70’이 최소 기준인 ‘80’을 넘지 않은 것을 확인하여, 통신부(110)를 통해 데이터 서버(300)에 접속하게 된다.

이후, 제어부(180)는 데이터 서버(300)에 타 감각자극장치(100′)로부터 전송 저장된 복수의 목표활동내역에서, 목표활동이 ‘영어 학습’인 유사목표활동내역을 추출하고, 추출한 유사목표활동내역에서 달성도수치가 ‘80’을 초과하는 유사목표활동내역을 확인하고, 달성도수치가 ‘80’을 초과하는 유사목표활동내역의 감각자극정보에 대해, 가장 높은 빈도수를 가지는 조명(시각), 음원(청각), 향(후각)에 대한 개별적인 자극제어 값을 확인하여, 이후, 자극제어 값을 통해 감각자극부(160)를 제어하여 ‘영어 학습’을 수행하는 사용자의 감각자극을 수행하게 된다.

이때, 제어부(180)는 사용자의 목표활동 중에 제공될 좀 더 적합한 감각자극을 선정하기 위해, 데이터 서버(300)로부터 유사목표활동내역을 추출하는 과정에서, 목표활동인 ‘영어 학습’과 ‘여성’ 및 ‘16’인 사용자정보 또한 적용시켜 유사목표활동내역을 추출할 수도 있다.

다시 말해, 제어부(180)는 ‘여성’이면서 ‘16’세인 사용자의 ‘영어 학습’에 적합한 감각자극을 제공하기 위해, 데이터 서버(300)에 저장된 복수의 목표활동내역 중, 우선적으로 ‘영어 학습’인 목표활동내역을 선별하고, 선별된 목표활동내역에서 ‘여성’인 사용자정보가 포함된 목표활동내역을 추가적으로 선별하며, 추가적으로 선별된 목표활동내역에 대해서는 유사한 나이인, 예를 들어, ‘14 ~ 18’의 나이가 포함된 목표활동내역 재차 선별하여 유사목표활동내역을 추출함으로써, 특정 목표활동 중 사용자에게 적합한 감각자극에 대한 목표활동별 성별집단, 또래집단의 유사분포에 따른 감각자극 기법을 적용할 수 있게 된다.

만약, 유사목표활동내역으로부터 추출한 감각자극 제어 값을 통해 목표활동 중인 사용자에게 제공한 감각자극 이후에, 분석부(170)를 통해 산출한 달성도정보 내의 달성도수치가 최소 기준 미만일 경우, 상기와 같은 프로세스가 다시 한번 적용되되, 이후에 제공되는 감각자극의 제어 값이 이전과 동일할 경우, 제어부(180)는 유사목표활동내역 내에서 가장 높은 빈도수를 가지는 감각자극 제어 값에 대해 동일한 감각자극 제어 값에 대해서는 빈도수부분에서 차 순위를 가지는 감각자극 제어 값을 채용하여 목표활동 중인 사용자에게 제공할 수도 있다.

이때, 상기와 같은 사용자 및 목표활동에 대한 데이터 서버(300)를 통한 제어부(180)의 적합 감각자극 제어 값 채용 프로세스는, 분석부(170)를 통한 사용자의 목표활동에 대한 달성도수치가 최소 기준을 초과하기 이전까지 지속되며, 초과 이후에는 해당 목표활동에 대해 저장부(130)에 저장된 최소 기준을 초과한 달성도수치를 포함한 목표활동내역으로부터 감각자극 제어 값을 채용하여 목표활동 중의 사용자에게 감각자극이 제공될 수 있다.

한편, 제어부(180)는 사용자가 입력부(120)를 통해 입력한 목표활동에 대하여,저장부(130)에 입력부(120)를 통해 입력된 목표활동에 대응되는 목표활동내역의 달성도정보 내의 달성도수치가 미리 설정된 최소 기준 이상이고, 데이터 서버(300)에 접속하여 목표활동 및 사용자정보와 대응되는 목표활동내역에서 달성도수치가 저장부(130)에 저장된 목표활동내역의 달성도수치보다 높을 경우, 입력부(120)를 통해 사용자에게 해당 목표활동에 제공될 감각자극의 변경을 묻는 메시지를 출력할 수 있으며, 입력부(120)를 통해 사용자로부터 감각자극의 변경요청이 입력될 경우, 상기의 프로세스를 반복할 수 있으며, 이때, 상기 프로세스의 종료 시점은 적어도 저장부(130)에 저장된 목표활동내역 내의 달성도수치를 초과한 시점으로 적용될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 감각자극장치(100)는 사용자가 수행하고자 하는 목표활동 중에 감각을 자극시켜 사용자의 우뇌를 활성화시키거나, 감정을 제어함으로써, 목표활동 중인 사용자의 집중력을 향상시키거나 목표활동 중의 감정을 조절함으로써, 사용자의 목표활동에 대한 효율성을 증대시키는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 감각자극장치(100)가 사용자의 심박 수를 측정하는 생체신호 측정 디바이스(200)의 측정값을 통해 사용자의 감정을 추론하여, 목표활동 중에 제공된 감각자극의 효율성 및 적합성을 추가적으로 분석함에 따라, 사용자에게 적합한 맞춤형 감각자극을 제공함으로써, 사용자의 개인차와 상관없이 목표활동에 대한 효율성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 감각자극장치(100)는 사용자의 감정 추론을 위한 생체신호 측정 디바이스(200)를 통한 심박 수 측정에서, 사용자의 과도한 움직임 등으로 인해 발생되는 측정 이상치(노이즈)를 검출하여 감정추론에 사용되는 측정값에서 제외함으로써, 목표활동 중의 사용자에게 제공되는 감각자극의 적합여부 판단을 위한 높은 정확도의 감정추론이 가능해지는 효과가 있다.

아울러, 본 발명의 감각자극장치(100)는 목표활동이 수행되는 공간 및 외부환경에 대한 정보를 취득하여, 목표활동 중에 제공될 감각자극을 위한 자극제어 값을 보정함으로써, 환경변화에 따라 감각자극이 유효세기 이하로 경감됨으로 인한 효과 저하되거나 감각자극이 유효세기를 지나치게 초과함으로 인한 역효과 발생을 억제하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들로 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.

100 : 감각자극장치
110 : 통신부
120 : 입력부
130 : 저장부
140 : 센싱부
150 : 생체정보생성부
160 : 감각자극부
170 : 분석부
180 : 제어부
100′ : 타 감각자극장치
200 : 생체신호 측정 디바이스
300 : 데이터 서버
400 : 센싱 디바이스

Claims

유무선 통신방식으로 생체신호 측정 디바이스 및 데이터 서버와 통신하는 통신부;
사용자의 연령, 성별을 포함하는 사용자정보 및 사용자가 수행하고자 하는 목표활동을 입력받는 입력부;
상기 입력부를 통해 입력된 사용자정보를 포함하는 정보가 저장되는 저장부;
목표활동이 수행되는 공간상에서 발생되는 사용자의 움직임을 감지하는 센싱부;
상기 통신부를 통해 상기 생체신호 측정 디바이스로부터 측정한 목표활동 중인 사용자의 심박 수를 확인하여 사용자의 심박 수에 대한 생체정보를 생성하는 생체정보생성부;
상기 입력부를 통해 입력된 목표활동에 따라 사용자의 시각, 청각, 후각 중 어느 하나 이상의 감각을 자극하는 감각자극부;
상기 생체정보생성부에서 생성된 생체정보를 통해, 상기 감각자극부에서 사용자에게 제공된 감각자극의 적합여부를 분석하고, 분석결과에 따른 사용자의 목표활동에 대한 상기 감각자극부의 감각자극 기여도를 포함하는 달성도정보를 생성하는 분석부; 및
상기 통신부, 입력부, 저장부, 센싱부, 생체정보생성부, 감각자극부 및 분석부를 제어하며, 상기 입력부를 통해 입력된 사용자정보 및 목표활동, 상기 분석부를 통해 생성된 달성도정보, 상기 감각자극부의 목표활동 중인 사용자에게 제공된 감각자극에 따른 자극제어 값을 포함하는 목표활동내역을 생성하여 상기 저장부에 저장하고, 상기 목표활동내역을 상기 데이터 서버에 제공하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감각자극장치.
제1항에 있어서,
상기 센싱부는 상기 입력부로부터 입력받은 사용자의 목표활동이 수행되는 공간상의 온도, 습도 및 조도에 대한 환경정보를 측정하는 것을 특징으로 하는 감각자극장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 센싱부를 통해 측정한 환경정보를 통해 상기 감각자극부의 감각자극정보를 보정하여, 목표활동 중인 사용자에게 감각자극을 제공하는 것을 특징으로 하는 감각자극장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 생체정보생성부를 제어하여 상기 생체신호 측정 디바이스를 통해 측정된 사용자 심박 수 측정값 확인 시점과 상기 센싱부를 통한 감지 시점을 동기화하여, 생체정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 감각자극장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는 상기 센싱부를 통해 감지된 사용자의 움직임 정도가 일정 수준 이상인 경우에 한하여, 상기 생체정보생성부를 제어하여 해당 시점에 측정된 사용자의 심박 수 측정값을 제외하여 생체정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 감각자극장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 입력부를 제어하여, 상기 입력부를 통해 입력된 목표활동에 대한 종료시점에 상기 감각자극부를 통해 제공된 감각자극에 대한 사용자의 만족도 입력을 요청하며, 상기 분석부를 제어하여 상기 입력부로부터 입력된 만족도와 상기 분석부로부터 산출된 기여도 각각에 소정의 가중치를 적용시켜 합산한 달성도수치를 산출하여 달성도정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 감각자극장치.
제6항에 있어서,
상기 제어부는 상기 입력부를 통해 입력된 목표활동에 대해 이전에 상기 저장부에 저장된 사용자정보, 달성도정보 및 감각자극정보가 존재여부를 확인하고, 존재하는 것으로 확인될 경우, 상기 통신부를 통해 상기 데이터 서버에 접속하여 상기 데이터 서버에 저장된 복수의 목표활동내역으로부터 동일 목표활동에 대한 목표활동내역을 검색하고, 검색된 목표활동내역에서 상기 입력부를 통해 입력된 사용자정보와 대응되는 목표활동내역(이하, ‘유사목표활동내역’이라 함.)을 추출하는 것을 특징으로 하는 감각자극장치.
제7항에 있어서,
상기 제어부는 상기 저장부에 저장된 목표활동내역 중, 상기 입력부를 통해 입력된 목표활동에 대응되는 목표활동내역의 달성도수치가 미리 설정된 최소 기준 미만일 경우에 한하여, 상기 데이터 서버로부터 추출한 유사목표활동내역에서 각각의 달성도수치를 확인하고, 달성도수치가 미리 설정된 최소 기준보다 높은 유사목표활동내역의 감각자극정보를 확인하고, 가장 높은 빈도수를 가지는 시각, 청각, 후각에 대한 개별적인 자극제어 값을 추출하여, 추출한 자극제어 값을 통해 상기 감각자극부를 제어하는 것을 특징으로 하는 감각자극장치.