KR20200071305A - 인터렉티브 기술을 적용한 치매 환자 훈련 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 네트워크를 통해 접속한 치매 환자에게 가상현실을 제공하는 서버를 포함하는 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템에 있어서, 상기 서버는 가상현실의 가상환경을 구현하고, 상기 가상환경 상에서 상기 환자에게 복수의 인지 능력 향상을 위한 적어도 하나의 미션 컨텐츠를 제공하는 프로세스 모듈; 상기 미션 컨텐츠, 상기 환자의 선택 데이터, 동작 데이터 및 상기 환자의 미션 성공 여부 데이터가 저장된 저장 모듈; 상기 환자의 단말과 네트워크를 통해 통신하는 통신 모듈; 및 상기 프로세스 모듈에서 제공하는 미션에 대한 상기 환자의 선택 데이터 및 동작 데이터를 통해 상기 환자의 인지 능력을 판단하는 인지 능력 판단 모듈; 을 포함하고, 상기 통신 모듈은 상기 환자의 선택 데이터 및 동작 데이터를 수신하고, 상기 프로세스 모듈은 상기 환자의 선택 데이터 및 동작 데이터를 상기 가상환경 상에 반영하는 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템을 개시한다.
Description
본 발명은 인터렉티브 기술을 적용한 치매 환자 훈련 시스템에 관한 것이다.
컴퓨터 기술의 발전에 따라, 가상현실(VR: Virtual Reality) 기술도 비약적으로 발전되었으며, 실제 다양한 영역에 적용되고 있다. 최근에는, 게임 영역 및 엔터테인먼트 영역을 넘어 교육, 쇼핑 등 점점 그 적용 영역을 넓혀가고 있다. 따라서, 인지 능력 향상 미션 컨텐츠에 대한 수요도 점점 증가하고 있는 실정이다.
한편, 현재 대한민국은 고령화 사회가 진행되면서 노인을 위한 산업인 실버 산업이 여러 측면에서 개발되고 있다. 실버 산업은 홈 케어 서비스, 중간보호시설 사업, 양로 및 요양시설, 의료서비스 산업, 케어 하우징의 절차운영사업 등 다양한 방면에서 개발되고 있다.
이 중 치매는 노인이 많이 겪는 뇌질환으로, 정상적으로 생활해오던 사람이 다양한 원인에 의해 뇌기능이 손상되면서 이전에 비해 인지 기능이 지속적이고 전반적으로 저하되어 일상생활에 상당한 지장이 나타나고 있는 상태를 의미한다.
치매와 같은 미션을 치유하기 위한 의료서비스 산업은 치료 차원에서 개발되어 있다.
본 발명은 치매 환자를 대상으로 가상환경 상에서 인지 능력 향상 미션을 제공함으로써 흥미를 유발하여 지속적이고 반복적인 훈련이 가능한 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템을 제작하는 것을 목적으로 한다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템은 네트워크를 통해 접속한 치매 환자에게 가상현실을 제공하는 서버를 포함하는 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템에 있어서, 상기 서버는 가상현실의 가상환경을 구현하고, 상기 가상환경 상에서 상기 환자에게 복수의 인지 능력 향상을 위한 적어도 하나의 미션 컨텐츠를 제공하는 프로세스 모듈; 상기 미션 컨텐츠, 상기 환자의 선택 데이터, 동작 데이터 및 상기 환자의 미션 성공 여부 데이터가 저장된 저장 모듈; 상기 환자의 단말과 네트워크를 통해 통신하는 통신 모듈; 및 상기 프로세스 모듈에서 제공하는 미션에 대한 상기 환자의 선택 데이터 및 동작 데이터를 통해 상기 환자의 인지 능력을 판단하는 인지 능력 판단 모듈; 을 포함하고, 상기 통신 모듈은 상기 환자의 선택 데이터 및 동작 데이터를 수신하고, 상기 프로세스 모듈은 상기 환자의 선택 데이터 및 동작 데이터를 상기 가상환경 상에 반영할 수 있다.
상기 저장 모듈에서 상기 미션 컨텐츠는 기억력 인지 능력을 검증하는 기억력 그룹, 집중력 인지 능력을 검증하는 집중력 그룹, 계산력 인지 능력을 검증하는 계산력 그룹, 시공간 인지 능력을 검증하는 시공간 그룹, 사고처리 인지 능력을 검증하는 사고처리 그룹, 언어 인지 능력을 검증하는 언어 향상 그룹으로 분류되어 있고, 상기 프로세스 모듈은 상기 기억력 그룹, 집중력 그룹, 계산력 그룹, 시공간 그룹, 사고처리 그룹 및 언어 그룹 각각에서 적어도 하나의 미션을 선택하여 상기 환자에게 제공할 수 있다.
상기 저장 모듈에서 상기 기억력 그룹, 집중력 그룹, 계산력 그룹, 시공간 그룹, 사고처리 그룹 및 언어 그룹 각각에 저장된 복수의 미션은 등급 순으로 난이도가 각각 설정될 수 있다.
상기 프로세스 모듈은 이전 차수에서 분류된 각 그룹에 대한 환자의 인지 능력을 기반으로 각 그룹에서 환자의 인지 능력에 대응되는 등급의 미션, 바로 아래 등급의 미션 및 바로 위 등급의 미션을 1:1:1로 선택하여 다음 차수에서 상기 환자에게 제공하고, 상기 프로세스 모듈은 이전 차수에서 분류된 각 그룹에 대한 환자의 인지 능력을 기반으로 특정 그룹에서 환자의 인지 능력이 최상위 등급인 경우는 환자의 인지 능력에 대응되는 등급의 미션 및 바로 아래 등급의 미션을 2:1로 선택하여 다음 차수에서 상기 환자에게 제공하고, 상기 프로세스 모듈은 이전 차수에서 분류된 각 그룹에 대한 환자의 인지 능력을 기반으로 특정 그룹에서 환자의 인지 능력이 최하위 등급인 경우는 환자의 인지 능력에 대응되는 등급의 미션 및 바로 위 등급의 미션을 2:1로 선택하여 다음 차수에서 상기 환자에게 제공할 수 있다.
상기 인지 능력 판단 모듈은 반복되는 차수 각각에서 분류된 각 그룹에 대한 환자의 인지 능력을 상기 저장 모듈에 저장하고, 반복된 차수로 누적된 환자의 인지 능력을 기반으로, 특정 그룹에서 환자의 인지 능력 향상 또는 감퇴 유무를 판단할 수 있다.
상기 프로세스 모듈은 이전 차수에서 분류된 각 그룹에 대한 환자의 인지 능력을 기반으로 인지 능력이 감퇴된 특정 그룹에 대하여 정해진 시간 내에서의 시간 분배량을 증가시키고, 상대적으로 인지 능력이 향상된 특정 그룹에 대하여 정해진 시간 내에서의 시간 분배량을 감소시킬 수 있다.
상기 통신 모듈은 각 그룹에서 환자의 인지 능력 향상 또는 감퇴 유무 정보를 기설정된 주기 또는 외부의 요청에 따라 외부로 전송하는 가상 현실을 이용할 수 있다.
상기 서버에는 복수의 환자가 각자의 단말을 통해 접속 가능하며, 상기 복수의 환자는 제1 환자 및 제2 환자를 포함하고, 상기 프로세스 모듈은 상기 제1 환자 및 제2 환자가 협업 또는 경쟁하는 미션 컨텐츠를 상기 복수의 환자에게 제공할 수 있다.
상기 제2 환자는 자신의 단말을 통해 상기 서버에 접속하며, 상기 제2 환자는 자신의 가상환경 내에서 상기 제1 환자의 친구 초대 이벤트를 승낙하면, 상기 프로세스 모듈에서 상기 제1 환자의 가상환경을 제공받을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 치매 환자를 대상으로 가상환경 상에서 인지 능력 향상 미션을 제공함으로써 흥미를 유발하여 지속적이고 반복적인 훈련이 가능하다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 2는 도 1에서 서버의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 방법의 예시적인 흐름도이고,
도 4 내지 도 23은 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템에서 제공되는 미션과 이에 따른 환자의 해결 과정을 예시적으로 나타낸 가상환경의 화면이다.
도 2는 도 1에서 서버의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 방법의 예시적인 흐름도이고,
도 4 내지 도 23은 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템에서 제공되는 미션과 이에 따른 환자의 해결 과정을 예시적으로 나타낸 가상환경의 화면이다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제작되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제작되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 구성은 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2는 도 1에서 서버의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
우선, 도 1 및 도 2를 참조하면, 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템은 서버(100) 및 사용자 환경(10, 10a, 10b)을 포함한다.
사용자 환경(10)은 단말(200), 출력부(300), 입력부(400) 및 센싱부(500)를 포함할 수 있다.
서버(100)는 접속되는 단말(200)과 가상현실 영상을 관리해주는 중앙 시스템으로서, 주요한 기능으로는 네트워크(150)를 통한 사용자 관리를 하며 사용자 접속상태를 관리하며, 사용자의 단말(200)의 기반 데이터를 통해 가상현실의 가상환경 화면을 생성하여, 사용자의 출력부(300)에 제공할 수 있다.
또한, 서버(100)는 인지 능력 향상 관련 제품 정보를 제공하는 마켓을 제공하거나, 인지 능력 향상 관련 습관 정보를 제공할 수 있다.
예컨대, 서버(100)는 사용자(환자)에게 명상, 독서, 차 마시는 습관 등의 인지 능력 향상 생활 습관 정보 또는 차, 음식, 보조 식품 등의 인지 능력 향상 제품 정보를 제공할 수 있다.
여기서, 인지 능력 향상 생활 습관 정보는 특정 논문 또는 기사 링크를 포함할 수 있고, 인지 능력 향상 제품 정보는 제품 판매 링크를 포함할 수 있다.
이를 통해, 사용자(환자)는 반복적이고, 지속적인 치매 관련 정보를 제공받아, 인지 능력 향상, 경각심 또는 인내력을 향상시킬 수 있다.
또한, 운용 관리자는 사용자(환자)에게 제품 링크를 제공함으로써, 이를 통해 별도의 광고 수익을 획득할 수 있다.
한편, 서버(100)는 기본적으로 가상환경 상에서 한 사용자의 캐릭터에서 보여지는 1인칭 시야에서 자신이 가상환경을 경험할 수 있는 가상환경을 제공하며, 또한, 시점을 변경하여 특정 지점에서 3인칭 시야로 자신의 캐릭터 및 초대된 상대 캐릭터를 함께 볼 수 있는 시점 변경 환경을 제공할 수 있다.
서버(100)는 프로세스 모듈(110), 저장 모듈(120), 통신 모듈(130) 및 인지 능력 판단 모듈(140)을 포함할 수 있다.
프로세스 모듈(110)은 예를 들어, 프로세서, 또는 MCU(Micro Controller Unit)를 포함할 수 있다.
프로세스 모듈(110)은 가상현실의 가상환경을 구현하고, 가상환경 상에서 사용자(치매 환자)에게 인지 능력 향상 미션(or 미션) 컨텐츠를 제공하며, 통신 모듈(130)을 통해 수신한 사용자의 선택 데이터 및 동작 데이터를 가상환경 상에 반영할 수 있다.
여기서, 프로세스 모듈(110)에서 제공되는 가상환경 상에서 제공되는 미션은 VR 적응을 위한 미션, 기억력 인지 능력을 검증 및 향상시키기 위한 미션, 집중력 인지 능력을 검증 및 향상시키기 미션, 계산력 인지 능력을 검증 및 향상시키기 미션, 시공간 인지 능력을 검증 및 향상시키기 미션, 사고처리 인지 능력을 검증 및 향상시키기 미션 및 언어 인지 능력을 검증 및 향상시키기 미션을 포함할 수 있다.
본 발명에서 인지 능력 향상 미션 컨텐츠는 가상환경 상에서 사용자 캐릭터의 위치, 움직임과 객체의 이동 및 배치에 다른 동작 변화를 요구할 수 있고, 3D로 구현된 가상 공간을 1인칭 시야 또는 3인칭 시야로 360도 방향으로 감상하고 체험하는 프로그램 내지 사진 또는 영상의 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
또한, 인지 능력 향상 미션 컨텐츠는 복수의 사용자가 하나의 가상 공간에서 상호 대면하여 협업 또는 경쟁하는 상황에서의 위치, 움직임 및 객체의 이동 및 배치에 다른 동작 변화를 통한 미션 해결 과정을 요구할 수 있다.
한편, 인지 능력 향상 미션 컨텐츠는 사용자의 특정 캐릭터의 시야를 기준으로 촬영될 수 있으며, 재생 시 사용자의 1인칭 시야 또는 3인칭 시야를 기준으로 재생될 수 있다.
프로세스 모듈(110)은 인지 능력 향상 미션 컨텐츠에서 사용자(U)에게 목록 화면을 제공할 수 있다. 여기서, 목록 화면은 친구 목록 및 미션 유형 컨텐츠 목록을 포함할 수 있다.
친구 목록은 저장된 적어도 하나의 친구를 캐릭터 썸네일과 함께 표시하며, 해당 친구의 온라인 또는 오프라인 정보를 함께 표시할 수 있다.
미션 유형 컨텐츠 목록은 VR 적응을 위한 적응 그룹, 기억력 인지 능력을 검증하는 기억력 그룹, 집중력 인지 능력을 검증하는 집중력 그룹, 계산력 인지 능력을 검증하는 계산력 그룹, 시공간 인지 능력을 검증하는 시공간 그룹, 사고처리 인지 능력을 검증하는 사고처리 그룹, 언어 인지 능력을 검증하는 언어 향상 그룹으로 분류될 수 있다.
목록 화면은 가상환경 내에서 사용자에게 UI(user interface)로 표시될 수 있다.
저장 모듈(120)은 사용자(U)의 로그인 정보에 기반한 사용자 데이터를 저장할 수 있다. 사용자 데이터는 친구 데이터 및 이전 차수 미션 수행 데이터를 포함할 수 있다.
친구 데이터는 친구명, 친구의 대표 캐릭터 이미지, 친구의 로그인 정보 등을 포함할 수 있다.
이전 차수 미션 수행 데이터는 이전 차수의 가상환경 상에서 제공된 미션 컨텐츠에 대한 사용자의 수행 결과, 성공 여부 등의 정보를 누적되어 포함할 수 있다.
저장 모듈(120)은 프로세스 모듈(110)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 저장 모듈(120)에는 데이터들 각각에 대한 사용 빈도도 함께 저장될 수 있다.
여기서, 저장 모듈(120)은 프로세스 모듈(110)을 통해 제공되는 미션 또는 정보, 사용자(환자)의 미션 수행 과정 및 정답 유무를 저장할 수 있다.
한편, 저장 모듈(120)에 저장된 미션은 VR 적응을 위한 적응 그룹, 기억력 인지 능력을 검증하는 기억력 그룹, 집중력 인지 능력을 검증하는 집중력 그룹, 계산력 인지 능력을 검증하는 계산력 그룹, 시공간 인지 능력을 검증하는 시공간 그룹, 사고처리 인지 능력을 검증하는 사고처리 그룹, 언어 인지 능력을 검증하는 언어 향상 그룹으로 분류될 수 있다.
여기서, VR 적응을 위한 적응 그룹, 기억력 그룹, 집중력 그룹, 계산력 그룹, 시공간 그룹, 사고처리 그룹 및 언어 그룹 각각에 저장된 복수의 미션은 등급 순으로 난이도가 설정될 수 있다.
예컨대, 각 그룹에 분류된 복수의 미션들은 1레벨, 2레벨, 3레벨, 4레벨 및 5레벨로 난이도가 설정될 수 있다.
여기서, 레벨이 낮을수록 난이도가 상대적으로 낮은 것이며, 레벨이 높을수록 난이도가 상대적으로 높은 것일 수 있다.
또한, 저장 모듈(120)에는 사용자(환자)의 미션 수행 과정 및 정답 유무가 매일 제공되는 미션 차수 별로 누적되어 저장될 수 있다.
한편, 프로세스 모듈(110)은 저장 모듈(120)에 저장된 기억력 그룹, 집중력 그룹, 계산력 그룹, 시공간 그룹, 사고처리 그룹 및 언어 그룹으로 분류되어 저장 모듈(120)에 저장된 미션을 각 그룹에서 적어도 하나를 선택하여, 가상환경 상에서 제공할 수 있다.
여기서, 프로세스 모듈(110)은 제1차수(첫날)에 각 그룹의 미션마다 1레벨, 2레벨, 3레벨, 4레벨 및 5레벨의 미션을 적절히 조합하여 사용자(환자)에게 제공할 수 있으며, 인지 능력 판단 모듈(140)은 각 등급의 미션에 대한 사용자(환자)의 정답 유무를 기반으로 각 그룹에서의 사용자(환자)의 인지 능력을 판단하고, 이를 등급별로 분류할 수 있다.
예컨대, 제1차수(첫날)에 미션을 제공받은 사용자(환자)가 기억력 그룹의 미션에서 1레벨, 2레벨 및 3레벨의 미션을 대략 70% 이상의 정답율을 기록하고 4레벨 및 5레벨의 미션을 대략 40% 이하의 정답율을 기록하면, 인지 능력 판단 모듈(140)은 사용자(환자)의 기억력 인지 능력이 3레벨인 것으로 판단할 수 있다.
이후, 프로세스 모듈(110)은 이전 차수에서 분류된 각 그룹에 대한 사용자(환자)의 인지 능력을 기반으로 각 그룹에서 환자의 인지 능력에 대응되는 등급의 미션, 바로 아래 등급의 미션 및 바로 위 등급의 미션을 1:1:1로 선택하여 다음 차수에서 가상환경 상에서 제공할 수 있다.
예컨대, 프로세스 모듈(110)은 제1차수(첫날)에 기억력 인지 능력이 3레벨인 것으로 판단된 사용자(환자)에게 제2차수(다음날)에 기억력 그룹의 미션에서 2레벨의 미션, 3레벨의 미션 및 4레벨의 미션을 1:1:1로 선택하여 가상환경 상에서 제공할 수 있다.
한편, 프로세스 모듈(110)은 이전 차수에서 분류된 각 그룹에 대한 환자의 인지 능력을 기반으로 특정 그룹에서 환자의 인지 능력이 최상위 등급인 경우는 환자의 인지 능력에 대응되는 등급의 미션 및 바로 아래 등급의 미션을 2:1로 선택하여 다음 차수에서 출력부(300)에 전달할 수 있고, 이전 차수에서 분류된 각 그룹에 대한 환자의 인지 능력을 기반으로 특정 그룹에서 환자의 인지 능력이 최하위 등급인 경우는 환자의 인지 능력에 대응되는 등급의 미션 및 바로 위 등급의 미션을 2:1로 선택하여 다음 차수에서 가상환경 상에서 제공할 수 있다.
예컨대, 프로세스 모듈(110)은 제1차수(첫날)에 집중력 인지 능력이 5레벨(최상위)인 것으로 판단된 사용자(환자)에게는 제2차수(다음날)에 집중력 그룹의 미션에서 5레벨의 미션 및 4레벨의 미션을 2:1로 선택하여 출력부(300)에 전달할 수 있고, 제1차수(첫날)에 계산력 인지 능력이 1레벨(최하위)인 것으로 판단된 사용자(환자)에게는 제2차수(다음날)에 계산력 그룹의 미션에서 1레벨의 미션 및 2레벨의 미션을 2:1로 선택하여 가상환경 상에서 제공할 수 있다.
이로써, 인지 능력 판단 모듈(140)에서 판단되는 사용자(환자)의 인지 능력 판별의 변별력을 향상시킬 수 있다.
이후, 인지 능력 판단 모듈(140)과 프로세스 모듈(110)을 통해 상술한 과정을 매일 반복하며, 각 등급 변화 및 각 등급에서의 사용자(환자)의 정답율은 저장 모듈(120)에 누적되어 저장될 수 있다.
한편, 프로세스 모듈(110)은 이전 차수에서 분류된 각 그룹에 대한 환자의 인지 능력을 기반으로 인지 능력이 감퇴된 특정 그룹에 대하여 정해진 시간 내에서의 시간 분배량을 증가시키고, 상대적으로 인지 능력이 향상된 특정 그룹에 대하여 정해진 시간 내에서의 시간 분배량을 감소시킬 수 있다.
예컨대, 이전 차수에서 인지 능력 판단 모듈(140)을 통해 집중력 인지 능력이 5레벨인 것으로 판단되고 계산력 인지 능력이 1레벨인 것으로 판단된 사용자(환자)에게 프로세스 모듈(110)은 다음 차수에서 계산력 그룹의 미션 제공 시간을 상대적으로 늘리고, 집중력 그룹의 미션 제공 시간을 상대적으로 줄일 수 있다.
이를 통해, 사용자(환자)는 상대적으로 감퇴된 인지 능력에 대한 훈련 시간을 늘릴 수 있고, 상대적으로 감퇴된 특정 인지 능력을 향상시키기 위한 두뇌의 일영역 또는 타영역의 활동량을 활성화시켜, 해당 인지 능력을 담당하는 두뇌의 특정 영역뿐만 아니라 반복 훈련과 가중치 훈련을 통해 특정 영역 외 영역을 활성화시켜, 해당 인지 능력을 향상시킬 수 있다.
단말(200)은 프로세서와 메모리를 포함하는 컴퓨팅 장치로서, 일 예로 태블릿 PC와 같은 이동 단말기일 수 있다.
한편, 단말(200)은 이동 단말기로 제한되지 않고, 프로세서와 메모리를 포함하는 한 임의의 컴퓨터(예컨대, 개인용 컴퓨터)일 수도 있다.
또한, 도시하지 않았지만 단말(200)은 정보 입력을 위한 입력 유닛, 정보를 출력하기 위한 출력 유닛, 정보를 저장하기 위한 저장 유닛 및 정보를 외부로 전송하기 위한 통신 유닛을 포함할 수 있다.
입력 유닛은 데이터를 입력 받는 입력 장치로서, 일 예로 터치 패드, 키보드, 마우스, 터치 펜 등을 포함할 수 있다.
출력 유닛은 데이터를 화면에 표시하는 표시 장치로서, 일 예로 LCD 등을 포함할 수 있다.
한편, 입력 유닛이 터치 패드이고 이 터치 패드가 출력 유닛과 결합된다면, 입력 유닛과 출력 유닛은 터치 스크린을 구성할 수 있다.
저장 유닛은 파일 또는 데이터 처리 프로그램 등의 데이터를 저장하는 저장 장치로서, 일 예로 HDD, SSD, RAM, ROM, 캐쉬, 레지스터 등을 포함할 수 있다.
여기서, 단말(200)에는 가상현실과 관련된 기반 데이터 및 가상현실의 가상환경 내에서 수행된 인지 능력 향상 미션 컨텐츠와 수행 결과 등의 정보가 저장될 수 있다.
한편, 단말(200)은 출력부 상에 서버(100) 접속 인증을 위한 로그인 화면을 제공할 수 있다.
출력부(300)는 서버(100)에서 제공받은 가상현실의 가상환경 화면을 재생하여 착용한 사용자에게 제공할 수 있다.
출력부(300)는 서버(100)에서 전송된 가상현실의 가상환경 화면의 디지털 신호를 영상과 음성으로 출력할 수 있다.
한편, 출력부(300)는 머리 장착형 장치(HMD; Head-Mounted Device)로 구현되는 것이 바람직하며, 영상 출력을 위한 디스플레이 및 음성 출력을 위한 헤드셋을 포함할 수 있다.
입력부(400)는 통상의 가상 현실 장치에서 사용되는 컨트롤러로써, 일 예로 게임 패드, HTC Vive Controller, 태티컬햅틱스 컨트롤러(TacticalHaptics controller)등과 같은, 가상 현실에서 표시되는 아바타의 특정 동작을 지시하기 위한 작동 신호를 발생시키는 유선 또는 무선(wireless)장치일 수 있다.
예컨대, 입력부(400)는 사용자의 손에 의해 파지 되는 파지부를 포함할 수 있으며, 파지부의 상 측에는 중공이 형성될 수 있다. 또한, 입력부(400)는 전원 공급을 위한 내장된 배터리를 포함할 수 있다.
입력부(400)는 제1 입력부(410)와 제2 입력부(420)를 포함할 수 있으며, 제1 입력부(410)는 사용자의 왼손에 의해 작동 신호를 입력 받을 수 있으며, 제2 입력부(420)는 사용자의 오른손에 의해 작동 신호를 입력 받을 수 있다.
여기서, 작동 신호는 홈 이동 신호, 가상현실 영상 녹화 신호, 목록 화면 호출 신호, 선택 신호 및 포인트 이동 신호를 포함할 수 있다.
예컨대, 제1 입력부(410)에서 홈 이동 신호, 가상현실 영상 녹화 신호, 목록 화면 호출 신호 또는 선택 신호를 입력 받을 수 있고, 제2 입력부(420)에서 포인트 이동 신호를 입력 받을 수 있다. 다만, 본 발명에서 제1 입력부(410) 및 제2 입력부(420) 각각에서 입력 받는 신호 정보를 한정하는 것은 아니다.
센싱부(500)는 복수의 모션 센서(510, 520)(예를 들어, 카메라) 및 입력부(400)에 장착된 복수의 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
센싱부(500)는 복수의 모션 센서(510, 520) 및 입력부(400)에 장착된 복수의 센서(미도시)를 통해, 사용자의 움직임에 따른 사용자 센싱 데이터를 검출할 수 있다.
사용자 센싱 데이터는 사용자의 헤드 트레킹 데이터, 가상환경 내 객체의 이동 데이터 및 사용자의 모션 데이터를 포함할 수 있다.
헤드 트레킹 데이터는 사용자의 머리 움직임에 관한 데이터로, 시야 결정에 사용될 수 있다.
가상환경 내 객체의 이동 데이터는 사용자의 보행에 의한 이동, 또는 입력장치의 조작 등에 의해 획득될 수 있다.
또한, 사용자의 모션 데이터는 카메라, 또는 제스처 센서에 의하여 획득될 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 24을 참조하여, 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템을 치매 환자 훈련 방법에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 방법의 예시적인 흐름도이고, 도 4 내지 도 23은 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템에서 제공되는 미션과 이에 따른 환자의 해결 과정을 예시적으로 나타낸 가상환경의 화면이다.
우선, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 방법은 적어도 하나의 친구 사용자를 자신의 가상환경에 초대하여 협동을 통한 인지 능력 향상 미션 컨텐츠를 제공받아 이를 해결할 수 있다.
이에 따라, 제1 사용자는 로그인 단계(S11), 미션 선택 단계(S21), 미션 해결 단계(S31), 친구 초대(S41) 및 로그 아웃 단계(S51)를 포함하는 방법으로 인지 능력 향상 미션 컨텐츠를 진행할 수 있으며, 제2 사용자는 로그인 단계(S12), 친구 초대 승낙 단계(S42) 및 로그 아웃 단계(S52)를 통해 협업 또는 경쟁을 통해 인지 능력 향상 미션 컨텐츠를 진행할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 로그인 단계(S11, S21)에서는 복수의 사용자 각각이 각자의 단말(200)을 통해 서버(100)에 접속할 수 있다.
각각의 사용자 단말(200)에서는 출력 유닛을 통해 사용자에게 ID 입력창과 PASSWORD 입력창을 포함하는 로그인 화면을 제공할 수 있다.
로그인 화면에서는 친구 추가창을 제공하며, 이를 통해 제1 사용자가 친구를 초대할 수 있다. (S41, S42)
이후, 제1 사용자는 로그인 후, 출력부(300)를 장착하여 메인 화면이 표시된 가상환경을 제공받을 수 있다.
메인 화면에는 목록 화면을 제공될 수 있다. 여기서, 목록 화면은 친구 목록 및 미션 유형 컨텐츠 목록을 포함할 수 있다.
이후, 제1 사용자 또는 제2 사용자는 접속한 가상환경 상에서, 다음과 같은 미션들을 제공받을 수 있고, 제1 사용자 또는 제2 사용자 이에 대한 동작 및 선택 등의 입력을 통해 제시된 미션을 수행하고 해결할 수 있다. (S31)
우선, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템에서는 VR 적응 능력을 검증하고 이를 향상시키는 미션을 제공할 수 있다.
VR 적응 미션은 동일한 두 가상 공간에서 틀린 객체를 찾는 미션과, 움직이는 객체를 선택하는 미션 등을 포함할 수 있다.
여기서, 사용자(환자)의 인지 능력 판단 모듈(140)에서 판단된 인지 능력에 따라 적절한 난이도의 미션이 조합되어 제시될 수 있다.
이후, 도 8 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템에서는 기억력 인지 능력을 검증하고 이를 향상시키는 미션을 제공할 수 있다.
기억력 인지 미션은 제시된 단어를 기억하고, 이후 이를 선택하는 미션 등을 포함할 수 있다.
여기서, 사용자(환자)의 인지 능력 판단 모듈(140)에서 판단된 인지 능력에 따라 적절한 난이도의 미션이 조합되어 제시될 수 있다.
이후, 도 13 내지 도 15를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템에서는 집중력 인지 능력을 검증하고 이를 향상시키는 미션을 제공할 수 있다.
집중력 인지 미션은 나열된 복수의 객체 중, 제시된 객체를 선택하거나 이를 제외한 나머지 객체를 선택하는 미션 등을 포함할 수 있다.
여기서, 사용자(환자)의 인지 능력 판단 모듈(140)에서 판단된 인지 능력에 따라 적절한 난이도의 미션이 조합되어 제시될 수 있다.
또한, 도시하지 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템에서는 계산력 인지 능력을 검증하고 이를 향상시키는 미션을 제공할 수 있다.
계산력 인지 미션은 나열된 복수의 객체의 숫자를 카운트하거나, 화면 상에 제시된 계산식을 계산하는 미션 등을 포함할 수 있다.
여기서, 사용자(환자)의 인지 능력 판단 모듈(140)에서 판단된 인지 능력에 따라 적절한 난이도의 미션이 조합되어 제시될 수 있다.
이후, 도 16 내지 도 23을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템에서는 시공간 인지 능력을 검증하고 이를 향상시키는 미션을 제공할 수 있다.
시공간 인지 미션은 가상 환경 상에서 제시된 미로를 탈출하는 미션, 한정된 가상 공간에서 가구를 배치하는 미션 등을 포함할 수 있다.
여기서, 사용자(환자)의 인지 능력 판단 모듈(140)에서 판단된 인지 능력에 따라 적절한 난이도의 미션이 조합되어 제시될 수 있다.
또한, 도시하지 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템에서는 사고처리 인지 능력을 검증하고 이를 향상시키는 미션을 제공할 수 있다.
사고처리 인지 미션은 제시된 상황에서 사용자의 처리 능력을 검증하는 미션 등을 포함할 수 있다.
여기서, 사용자(환자)의 인지 능력 판단 모듈(140)에서 판단된 인지 능력에 따라 적절한 난이도의 미션이 조합되어 제시될 수 있다.
또한, 도시하지 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템에서는 언어 인지 능력을 검증하고 이를 향상시키는 미션을 제공할 수 있다.
언어 인지 미션은 제시된 음소, 음절, 단어를 구분하거나 가려진 음절을 확인하는 미션 등을 포함할 수 있다.
여기서, 사용자(환자)의 인지 능력 판단 모듈(140)에서 판단된 인지 능력에 따라 적절한 난이도의 미션이 조합되어 제시될 수 있다.
한편, 각각에서 제시되는 미션은 특정 인지 능력을 판단할 수 있을 뿐 아니라, 하나의 미션을 통해 둘 이상의 인지 능력을 판단할 수 있다.
예컨대, 도 8 내지 도 12에 제시된 미션을 통해, 기억력 인지 능력, 집중력 인지 능력 및 언어 인지 능력을 판단하고, 이를 향상시킬 수 있다.
이후, 제1 사용자와 제2 사용자는 각자 로그 아웃 단계(S51, S52)를 수행함으로써, 가상환경에서 로그 아웃할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100: 서버
200: 단말
300: 출력부
400: 입력부
500: 센싱부
200: 단말
300: 출력부
400: 입력부
500: 센싱부
Claims (9)
- 네트워크를 통해 접속한 치매 환자에게 가상현실을 제공하는 서버를 포함하는 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템에 있어서,
상기 서버는
가상현실의 가상환경을 구현하고, 상기 가상환경 상에서 상기 환자에게 복수의 인지 능력 향상을 위한 적어도 하나의 미션 컨텐츠를 제공하는 프로세스 모듈;
상기 미션 컨텐츠, 상기 환자의 선택 데이터, 동작 데이터 및 상기 환자의 미션 성공 여부 데이터가 저장된 저장 모듈;
상기 환자의 단말과 네트워크를 통해 통신하는 통신 모듈; 및
상기 프로세스 모듈에서 제공하는 미션에 대한 상기 환자의 선택 데이터 및 동작 데이터를 통해 상기 환자의 인지 능력을 판단하는 인지 능력 판단 모듈;
을 포함하고,
상기 통신 모듈은 상기 환자의 선택 데이터 및 동작 데이터를 수신하고,
상기 프로세스 모듈은 상기 환자의 선택 데이터 및 동작 데이터를 상기 가상환경 상에 반영하는 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 저장 모듈에서 상기 미션 컨텐츠는
기억력 인지 능력을 검증하는 기억력 그룹, 집중력 인지 능력을 검증하는 집중력 그룹, 계산력 인지 능력을 검증하는 계산력 그룹, 시공간 인지 능력을 검증하는 시공간 그룹, 사고처리 인지 능력을 검증하는 사고처리 그룹, 언어 인지 능력을 검증하는 언어 향상 그룹으로 분류되어 있고,
상기 프로세스 모듈은 상기 기억력 그룹, 집중력 그룹, 계산력 그룹, 시공간 그룹, 사고처리 그룹 및 언어 그룹 각각에서 적어도 하나의 미션을 선택하여 상기 환자에게 제공하는 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템.
- 제2항에 있어서,
상기 저장 모듈에서 상기 기억력 그룹, 집중력 그룹, 계산력 그룹, 시공간 그룹, 사고처리 그룹 및 언어 그룹 각각에 저장된 복수의 미션은 등급 순으로 난이도가 각각 설정된 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 프로세스 모듈은 이전 차수에서 분류된 각 그룹에 대한 환자의 인지 능력을 기반으로 각 그룹에서 환자의 인지 능력에 대응되는 등급의 미션, 바로 아래 등급의 미션 및 바로 위 등급의 미션을 1:1:1로 선택하여 다음 차수에서 상기 환자에게 제공하고,
상기 프로세스 모듈은 이전 차수에서 분류된 각 그룹에 대한 환자의 인지 능력을 기반으로 특정 그룹에서 환자의 인지 능력이 최상위 등급인 경우는 환자의 인지 능력에 대응되는 등급의 미션 및 바로 아래 등급의 미션을 2:1로 선택하여 다음 차수에서 상기 환자에게 제공하고,
상기 프로세스 모듈은 이전 차수에서 분류된 각 그룹에 대한 환자의 인지 능력을 기반으로 특정 그룹에서 환자의 인지 능력이 최하위 등급인 경우는 환자의 인지 능력에 대응되는 등급의 미션 및 바로 위 등급의 미션을 2:1로 선택하여 다음 차수에서 상기 환자에게 제공하는 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템.
- 제4항에 있어서,
상기 인지 능력 판단 모듈은 반복되는 차수 각각에서 분류된 각 그룹에 대한 환자의 인지 능력을 상기 저장 모듈에 저장하고,
반복된 차수로 누적된 환자의 인지 능력을 기반으로, 특정 그룹에서 환자의 인지 능력 향상 또는 감퇴 유무를 판단하는 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템.
- 제5항에 있어서,
상기 프로세스 모듈은 이전 차수에서 분류된 각 그룹에 대한 환자의 인지 능력을 기반으로 인지 능력이 감퇴된 특정 그룹에 대하여 정해진 시간 내에서의 시간 분배량을 증가시키고, 상대적으로 인지 능력이 향상된 특정 그룹에 대하여 정해진 시간 내에서의 시간 분배량을 감소시키는 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템.
- 제5항에 있어서,
상기 통신 모듈은 각 그룹에서 환자의 인지 능력 향상 또는 감퇴 유무 정보를 기설정된 주기 또는 외부의 요청에 따라 외부로 전송하는 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 서버에는 복수의 환자가 각자의 단말을 통해 접속 가능하며,
상기 복수의 환자는 제1 환자 및 제2 환자를 포함하고,
상기 프로세스 모듈은
상기 제1 환자 및 제2 환자가 협업 또는 경쟁하는 미션 컨텐츠를 상기 복수의 환자에게 제공하는 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템.
- 제8항에 있어서,
상기 제2 환자는 자신의 단말을 통해 상기 서버에 접속하며,
상기 제2 환자는 자신의 가상환경 내에서 상기 제1 환자의 친구 초대 이벤트를 승낙하면, 상기 프로세스 모듈에서 상기 제1 환자의 가상환경을 제공받는 가상 현실을 이용한 치매 환자 훈련 시스템.
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| KR1020180158889A KR102326694B1 (ko) | 2018-12-11 | 2018-12-11 | 인터렉티브 기술을 적용한 치매 환자 훈련 시스템 |
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