KR20200117089A - The virtual reality contents control system and the virtual reality contents control method operating by the same - Google Patents

The virtual reality contents control system and the virtual reality contents control method operating by the same Download PDF

Info

Publication number
KR20200117089A
KR20200117089A KR1020190038397A KR20190038397A KR20200117089A KR 20200117089 A KR20200117089 A KR 20200117089A KR 1020190038397 A KR1020190038397 A KR 1020190038397A KR 20190038397 A KR20190038397 A KR 20190038397A KR 20200117089 A KR20200117089 A KR 20200117089A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
virtual reality
user
reality content
signal
bio
Prior art date
Application number
KR1020190038397A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
전홍진
이은주
Original Assignee
사회복지법인 삼성생명공익재단
한림대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 사회복지법인 삼성생명공익재단, 한림대학교 산학협력단 filed Critical 사회복지법인 삼성생명공익재단
Priority to KR1020190038397A priority Critical patent/KR20200117089A/en
Publication of KR20200117089A publication Critical patent/KR20200117089A/en
Priority to KR1020220174092A priority patent/KR102595088B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G06F3/015Input arrangements based on nervous system activity detection, e.g. brain waves [EEG] detection, electromyograms [EMG] detection, electrodermal response detection
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/01Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026Measuring blood flow
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/16Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
    • A61B5/165Evaluating the state of mind, e.g. depression, anxiety
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/017Head mounted
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02Neural networks
    • G06N3/08Learning methods
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/01Indexing scheme relating to G06F3/01
    • G06F2203/011Emotion or mood input determined on the basis of sensed human body parameters such as pulse, heart rate or beat, temperature of skin, facial expressions, iris, voice pitch, brain activity patterns

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Developmental Disabilities (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Dentistry (AREA)

Abstract

According to an embodiment of the present invention, a virtual reality content control system can comprise: a content providing part that provides virtual reality content to a user through a head mounted display (HMD); a motion chair part that is synchronized with the virtual reality content to be driven; a bio-signal measurement part that measures a bio-signal of the user that changes in response to the virtual reality content provided to the user and the driving of the motion chair part; a bio-signal analysis part that analyzes the mental state of the user based on the measured bio-signal; and a control part that controls at least one of the content providing part and the motion chair part according to the analyzed mental state of the user. Therefore, the sense of reality can be increased by allowing the user to ride a motion chair synchronized with the virtual reality content when experiencing virtual reality.

Description

가상현실 컨텐츠 제어 시스템 및 이를 이용한 가상현실 컨텐츠 제어 방법{THE VIRTUAL REALITY CONTENTS CONTROL SYSTEM AND THE VIRTUAL REALITY CONTENTS CONTROL METHOD OPERATING BY THE SAME}Virtual reality content control system and virtual reality content control method using the same {THE VIRTUAL REALITY CONTENTS CONTROL SYSTEM AND THE VIRTUAL REALITY CONTENTS CONTROL METHOD OPERATING BY THE SAME}

본 발명은 가상현실 컨텐츠 제어 시스템 및 이를 이용한 가상현실 컨텐츠 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자에게 가상현실(Virtual Reality) 컨텐츠를 통한 태스크를 수행하고, 가상현실 컨텐츠에 동기화되어 구동되는 모션의자에 탑승한 상태에서 사용자에 대한 생체 신호를 측정하여, 측정된 결과를 분석함으로써 사용자의 심리 상태가 어떤 상태인지 파악하고, 파악된 사용자의 심리 상태에 맞추어 가상현실 컨텐츠의 종류, 자극 정도 및 모션의자의 동작을 제어함으로써 사용자 심리 치료가 수행되는 가상현실 컨텐츠 제어 시스템 및 이를 이용한 가상현실 컨텐츠 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a virtual reality content control system and a virtual reality content control method using the same, and more particularly, a motion chair that performs a task through virtual reality content to a user and is synchronized with the virtual reality content By measuring the bio-signals of the user while boarding in the vehicle, analyzing the measured results to determine what the user's mental state is, and according to the identified user's mental state, the type of virtual reality content, the degree of stimulation, and the motion chair The present invention relates to a virtual reality content control system in which user psychotherapy is performed by controlling the operation of a user and a virtual reality content control method using the same.

현대를 살아가는 사람들 중 우울한 감정을 느끼지 못할 정도로 바쁘게 살아가는 사람들도 많고, 때로는 본인 또는 가족이 우울증임에도 불구하고 우울증인지도 모르고 혹은 우울증이 어떠한 증세를 호소하는지도 몰라서 방치하고 있는 경우도 존재한다.There are many people living in the modern world who are so busy that they do not feel depressed, and sometimes even though they or their family are depressed, they do not know whether they are depressed, or they do not know what symptoms the depression complains of, so they are neglected.

이러한 우울증 등 각종 정신 질환은 생물학적 요인뿐 아니라 심리적 혹은 사회적인 요인이 복합적으로 작용하여 발생되는 경우가 대부분이며, 이러한 복합적으로 발생되는 정신 질환을 치료하기 위한 다양한 방법들이 제시되고 있다.Various mental disorders such as depression are most often caused by a combination of psychological or social factors as well as biological factors, and various methods for treating such complex mental disorders have been proposed.

그 중, 가상현실(VR: Virtual Reality)은 상기 정신 질환 중에서 고소공포증이나 밀실공포증 등의 공포증을 겪고 있는 사람의 치료를 위해서 사용되고 있는 추세이다. 즉, 겪고 있는 공포감을 조성하는 상황 혹은 물건 등에 사람이 노출되도록 하여 그 상황 속에서 스스로 벗어나려고 노력하는 훈련을 하는 것이다.Among them, virtual reality (VR) is a trend being used for the treatment of a person suffering from phobias such as acrophobia or claustrophobia among the mental disorders. In other words, it is training to try to get out of the situation on your own by exposing people to situations or objects that create a sense of fear.

그러나 정신질환 치료를 위해 가상현실을 이용함에 있어서 치료의 경과를 판단하기가 어려워 향후 치료 계획을 수정하거나 치료 방법을 바꾸는 등의 적절한 대응 및 부작용을 발견하기 어려운 실정이다.However, in using virtual reality for mental illness treatment, it is difficult to judge the progress of treatment, so it is difficult to find appropriate responses and side effects such as revising future treatment plans or changing treatment methods.

이에 따라, 가상현실 컨텐츠에 대한 사용자의 실제감을 높이기 위해 가상현실 컨텐츠와 동기화되어 움직임이 제공되는 모션의자(motion chair)에 탑승하여 사용자의 혈압, 체온 등의 각종 생체신호의 변화를 분석함으로써 사용자의 심리상태가 판단되는 기술에 대한 개발이 더욱이 요구되고 있다.Accordingly, in order to increase the user's sense of reality with virtual reality contents, the user's motion is synchronized with the virtual reality contents and provided with motion by analyzing changes in various bio signals such as the user's blood pressure and body temperature. There is a further demand for the development of techniques for determining mental state.

1. 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0012977호 (2007.01.30 공개)1. Republic of Korea Patent Publication No. 10-2007-0012977 (published on January 30, 2007)

본 발명은 전술한 바와 같은 기술 개발 요구에 따라 안출된 것으로서, 상세하게는 가상현실을 체험함에 있어서 가상현실 컨텐츠와 동기화된 모션의자에 탑승하도록 하여 실제감을 높이고자 함에 그 목적이 있다.The present invention has been conceived in accordance with the above-described technical development demand, and in detail, it is an object of the present invention to increase the sense of reality by riding a motion chair synchronized with virtual reality content in experiencing virtual reality.

또한, 사용자의 생체신호의 양상을 실시간으로 측정하여 생체신호에 따른 사용자의 심리상태를 판단하고자 함에 그 목적이 있다.In addition, the purpose is to determine the psychological state of the user according to the bio-signal by measuring the aspect of the user's bio-signal in real time.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시 예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.The technical objectives to be achieved in the present invention are not limited to the above-mentioned matters, and other technical problems that are not mentioned are to those of ordinary skill in the art from the embodiments of the present invention to be described below. Can be considered by

본 발명의 일 실시 예로써, 가상현실 컨텐츠 제어 시스템이 제공될 수 있다.As an embodiment of the present invention, a virtual reality content control system may be provided.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템은 헤드 마운티드 디스플레이(HMD: head mounted display)를 통해 사용자에게 가상현실 컨텐츠가 제공되는 컨텐츠제공부, 가상현실 컨텐츠와 동기화되어 구동되는 모션의자부, 사용자에게 제공되는 가상현실 컨텐츠 및 모션의자부의 구동에 대응하여 변화되는 사용자의 생체신호가 측정되는 생체신호측정부, 측정된 생체신호를 기초로 사용자의 심리상태가 분석되는 생체신호분석부 및 분석된 사용자의 심리상태에 따라 컨텐츠제공부 및 모션의자부 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부가 포함될 수 있다.The virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention includes a content providing unit that provides virtual reality content to a user through a head mounted display (HMD), a motion chair unit that is driven in synchronization with the virtual reality content, A bio-signal measurement unit that measures the user’s bio-signals that change in response to the virtual reality content provided to the user and the motion of the chair unit, and a bio-signal analysis unit that analyzes the user’s mental state based on the measured bio-signals and analysis A control unit for controlling at least one of a content providing unit and a motion chair unit may be included according to the mental state of the user.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템의 생체신호측정부에는 사용자의 혈류량 및 심박 변이도를 측정하기 위한 제 1 센서모듈, 사용자 신체의 온도, 습도 및 임피던스 측정을 위한 제 2 센서모듈 및 사용자의 움직임 정보를 감지하기 위한 제 3 센서모듈이 포함될 수 있다.In the biosignal measurement unit of the virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention, a first sensor module for measuring a user's blood flow and heart rate variability, a second sensor module for measuring a user's body temperature, humidity, and impedance, and A third sensor module for detecting user's motion information may be included.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템에 있어서, 모션의자부의 레그부, 팔걸이부 및 벨트부 중 적어도 어느 하나에는 제 1 센서모듈, 제 2 센서모듈 및 제 3 센서모듈이 소정의 형태로 배치될 수 있다.In the virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention, a first sensor module, a second sensor module, and a third sensor module are provided in at least one of a leg portion, an armrest portion, and a belt portion of the motion chair. Can be arranged in shape.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템의 생체신호분석부에서는 측정된 생체신호에 대한 평균, 표준편차 및 상관계수 중 적어도 어느 하나에 기초하여 심리상태 별 유의성 지수가 계산될 수 있다.In the biosignal analysis unit of the virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention, a significance index for each mental state may be calculated based on at least one of an average, a standard deviation, and a correlation coefficient for the measured biosignal.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템의 생체신호분석부에서는 측정된 생체신호에 대하여 전처리가 수행되고, 전처리가 수행된 생체신호에 대하여 성분분석 알고리즘을 이용하여 노이즈가 필터링되며, 필터링된 생체신호에 대한 평균, 표준편차 및 상관계수 중 적어도 어느 하나에 기초하여 추출된 정규분포 상 확률위치(z-score)에 기초하여 유의성 지수가 계산될 수 있다.In the biosignal analysis unit of the virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention, preprocessing is performed on the measured biosignal, and noise is filtered using a component analysis algorithm on the preprocessed biosignal. The significance index may be calculated based on a probability position (z-score) on a normal distribution extracted based on at least one of an average, a standard deviation, and a correlation coefficient for the obtained biosignal.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템에 있어서, 생체신호에는 사용자의 뇌로부터 발생되는 뇌전도(EEG: electroencephalogram) 신호 및 기능적 근적외선 분광법(fNIRS: functional near-infrared spectroscopy)을 이용하여 측정되는 사용자의 뇌 활성 신호가 더 포함되고, 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)에는 사용자의 두부에 착용되도록 하기 위한 착용부가 더 포함되며, 착용부에는 뇌전도 신호를 측정하기 위한 뇌전도 센싱모듈, 뇌 활성 신호를 측정하기 위한 근적외선 방출 모듈 및 근적외선 검출 모듈이 소정의 위치에 배치될 수 있다.In the virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention, the biological signal is measured using an electroencephalogram (EEG) signal generated from the user's brain and a functional near-infrared spectroscopy (fNIRS). The user's brain activation signal is further included, and the head-mounted display (HMD) further includes a wearing unit to be worn on the user's head, and the wearing unit includes an electroencephalogram sensing module for measuring an EEG signal, and a brain activation signal. A near-infrared emission module and a near-infrared detection module may be disposed at a predetermined position.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템의 제어부에서는 분석된 사용자의 심리상태에 대응되는 가상현실 컨텐츠에 대하여 딥러닝 알고리즘에 따라 미리 학습된 제어모델에 기초하여 컨텐츠제공부가 제어될 수 있다.In the controller of the virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention, the content providing unit may be controlled based on a control model previously learned according to a deep learning algorithm for the virtual reality content corresponding to the analyzed user's mental state. .

본 발명의 일 실시 예로써, 가상현실 컨텐츠 제어 시스템을 이용한 가상현실 컨텐츠 제어 방법이 제공될 수 있다.As an embodiment of the present invention, a virtual reality content control method using a virtual reality content control system may be provided.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 방법은 헤드 마운티드 디스플레이(HMD: head mounted display)를 통해 사용자에게 가상현실 컨텐츠가 제공되는 단계, 가상현실 컨텐츠와 동기화되어 모션의자부가 구동되는 단계, 사용자에게 제공되는 가상현실 컨텐츠 및 모션의자부의 구동에 대응하여 변화되는 사용자의 생체신호가 측정되는 단계, 측정된 생체신호를 기초로 사용자의 심리상태가 분석되는 단계 및 분석된 사용자의 심리상태에 따라 가상현실 컨텐츠의 제공 및 모션의자부의 구동 중 적어도 어느 하나가 제어되는 단계가 포함될 수 있다.A virtual reality content control method according to an embodiment of the present invention includes providing virtual reality content to a user through a head mounted display (HMD), synchronizing with the virtual reality content and driving the motion chair, the user The step of measuring the user's bio-signals that change in response to the virtual reality content provided to the user and the motion of the motion chair, the step of analyzing the user's psychological state based on the measured bio-signal, and the analyzed user's psychological state. The step of controlling at least one of providing virtual reality content and driving the motion chair may be included.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 방법의 사용자의 심리상태가 분석되는 단계에서는 측정된 생체신호에 대한 평균, 표준편차 및 상관계수 중 적어도 어느 하나에 기초하여 심리상태 별 유의성 지수가 계산될 수 있다.In the step of analyzing the user's mental state of the virtual reality content control method according to an embodiment of the present invention, a significance index for each mental state is calculated based on at least one of the average, standard deviation, and correlation coefficient of the measured bio-signal. Can be.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 방법의 사용자의 심리상태가 분석되는 단계에서는 측정된 생체신호에 대하여 전처리가 수행되는 단계, 전처리가 수행된 생체신호에 대하여 성분분석 알고리즘을 이용하여 노이즈가 필터링되는 단계, 필터링된 생체신호에 대한 평균, 표준편차 및 상관계수 중 적어도 어느 하나에 기초하여 추출된 정규분포 상 확률위치(z-score)에 기초하여 유의성 지수가 계산되는 단계가 포함될 수 있다.In the step of analyzing the user's psychological state of the virtual reality content control method according to an embodiment of the present invention, the pre-processing of the measured bio-signals is performed, and the pre-processed bio-signals are subjected to noise using a component analysis algorithm. Is filtered, a step of calculating a significance index based on a probability position (z-score) on a normal distribution extracted based on at least one of an average, a standard deviation, and a correlation coefficient for the filtered biosignal. .

본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 방법에 있어서, 분석된 사용자의 심리상태에 따라 가상현실 컨텐츠의 제공 및 모션의자부의 구동 중 적어도 어느 하나가 제어되는 단계에서는 분석된 사용자의 심리상태에 대응되는 가상현실 컨텐츠에 대하여 딥러닝 알고리즘에 따라 미리 학습된 제어모델에 기초하여 컨텐츠의 제공에 대한 제어가 수행될 수 있다.In the virtual reality content control method according to an embodiment of the present invention, in the step of controlling at least one of providing virtual reality content and driving the motion chair according to the analyzed user's mental state, the analyzed user's mental state The provision of contents may be controlled based on a control model previously learned according to a deep learning algorithm with respect to the virtual reality contents corresponding to.

본 발명의 일 실시 예로써, 전술한 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체가 제공될 수 있다.As an embodiment of the present invention, a computer-readable recording medium in which a program for implementing the above-described method is recorded may be provided.

본 발명의 일 실시 예로서 제공되는 가상현실 컨텐츠 제어 시스템에 따르면, 가상현실을 체험함에 있어서 가상현실 컨텐츠와 동기화된 모션의자에 탑승하도록 하여 실제감을 높일 수 있다.According to the virtual reality content control system provided as an embodiment of the present invention, in experiencing virtual reality, it is possible to increase the sense of reality by allowing the user to ride a motion chair synchronized with the virtual reality content.

또한, 사용자의 생체신호의 양상을 실시간으로 측정하여 생체신호에 따른 사용자의 심리상태를 정확하게 판단함으로써 사용자의 우울감을 감소시키기 위한 가상현실 컨텐츠 및 모션의자의 제어가 수행될 수 있다.In addition, by measuring the aspect of the user's bio-signal in real time and accurately determining the user's psychological state according to the bio-signal, virtual reality content and motion chair control for reducing the user's depression may be performed.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템의 모션의자부를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템에 있어서, 센서모듈들이 배치된 형태를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템에 있어서, 기능적 근적외선 분광법(fNIRS)을 통해 사용자의 뇌 활성 신호가 측정되는 상태를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템에 있어서, 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)에 뇌전도 센싱 모듈, 근적외선 방출모듈 및 근적외선 검출 모듈이 배치된 상태를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템의 컨텐츠제공부에 의해 제공되는 가상현실 컨텐츠를 나타낸 예시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
1 is an exemplary view showing a virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view showing a motion chair part of a virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view showing a form in which sensor modules are arranged in a virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram showing a state in which a user's brain activation signal is measured through functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) in a virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary view showing a state in which an electroencephalogram sensing module, a near-infrared emission module, and a near-infrared detection module are disposed on a head-mounted display (HMD) in a virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary view showing virtual reality content provided by a content provider of a virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention.
7 and 8 are flowcharts illustrating a virtual reality content control method according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The terms used in the present specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. The terms used in the present invention have been selected from general terms that are currently widely used while considering functions in the present invention, but this may vary depending on the intention or precedent of a technician working in the field, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning of the terms will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall contents of the present invention, not a simple name of the term.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 구성을 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.When a part of the specification is said to "include" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated. In addition, terms such as "... unit" and "module" described in the specification mean units that process at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or as a combination of hardware and software. In addition, when a part of the specification is said to be "connected" with another part, this includes not only the case that it is "directly connected", but also the case that it is connected "with another configuration in the middle." .

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시 예로써, 가상현실 컨텐츠 제어 시스템이 제공될 수 있다.As an embodiment of the present invention, a virtual reality content control system may be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템을 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템의 모션의자부(200)를 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view showing a virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an exemplary view showing a motion chair 200 of a virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention .

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템은 헤드 마운티드 디스플레이(HMD: head mounted display)를 통해 사용자에게 가상현실 컨텐츠가 제공되는 컨텐츠제공부(100), 가상현실 컨텐츠와 동기화되어 구동되는 모션의자부(200), 사용자에게 제공되는 가상현실 컨텐츠 및 모션의자부(200)의 구동에 대응하여 변화되는 사용자의 생체신호가 측정되는 생체신호측정부(300), 측정된 생체신호를 기초로 사용자의 심리상태가 분석되는 생체신호분석부(400) 및 분석된 사용자의 심리상태에 따라 컨텐츠제공부(100) 및 모션의자부(200) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부(500)가 포함될 수 있다.1 and 2, a virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention includes a content providing unit 100 that provides virtual reality content to a user through a head mounted display (HMD), The motion chair unit 200 that is driven in synchronization with the virtual reality content, the virtual reality content provided to the user, and the bio-signal measurement unit 300 that measures the user's bio-signals that change in response to the driving of the motion chair unit 200 , Controls at least one of the biosignal analysis unit 400 for analyzing the user's psychological state based on the measured biosignal and the content providing unit 100 and the motion chair 200 according to the analyzed user's psychological state A control unit 500 may be included.

본 발명에서 '사용자'란 심리적 불안 혹은 우울 증세 등 정신 질환을 호소하는 환자뿐만 아니라, 상기와 같은 정신 질환을 겪고 있지는 않지만 스트레스 등의 정신적 압박을 겪고 있거나 자신의 심리 상태를 분류하고자 하는 일반인도 포함될 수 있다. 즉, 본 발명의 생체 신호 분석 시스템은 정신질환을 겪는 환자를 대상으로 하는 의료 시스템 혹은 치료 시스템이 아니라, 개인의 생체 현상을 측정 및 분석하거나 일상건강관리를 위해 의료 정보를 제공하기 위한 건강관리 시스템 또는 웰니스(wellness) 시스템에 해당될 수 있다.In the present invention, the term'user' includes not only patients complaining of mental disorders such as psychological anxiety or depression, but also general people who do not suffer from the above mental disorders but are suffering from mental pressure such as stress or who want to classify their psychological state. I can. That is, the biosignal analysis system of the present invention is not a medical system or treatment system for a patient suffering from mental illness, but a health management system for measuring and analyzing an individual's biological phenomena or providing medical information for daily health management. Or it may correspond to a wellness (wellness) system.

본 발명의 일 실시 예에 따른 컨텐츠제공부(100)에서는 헤드 마운티드 디스플레이(HMD: head mounted display)를 통해 사용자에게 가상현실 컨텐츠가 제공되는데, 상기 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)는 고글처럼 착용하여 영상을 표시할 수 있는 모니터를 칭하는 것으로 본 발명의 도면에 도시된 헤드 마운티드 디스플레이(20) 형태에 제한되지 않고 다양한 형태로 형성될 수 있다. 가상현실 컨텐츠는 컴퓨터로 만들어 놓은 가상의 세계에서 사람이 실제와 같은 체험을 할 수 있도록 하는 컨텐츠를 칭할 수 있으며, 상기 가상현실 컨텐츠는 현실의 이미지나 배경에 3차원 가상의 이미지를 겹쳐서 하나의 영상으로 보여주는 증강현실(AR: Augmented Reality) 컨텐츠도 포함될 수 있다.In the content providing unit 100 according to an embodiment of the present invention, virtual reality content is provided to a user through a head mounted display (HMD), and the head mounted display (HMD) is worn like goggles to display an image. It refers to a monitor that can be displayed and is not limited to the shape of the head mounted display 20 shown in the drawings of the present invention, and may be formed in various shapes. Virtual reality content can refer to content that enables a person to experience a real life in a virtual world created with a computer, and the virtual reality content is a single image by superimposing a 3D virtual image on a real image or background. Augmented Reality (AR) content shown as may also be included.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템에 있어서, 가상현실 컨텐츠의 카테고리에는 사용자의 설문 데이터에 기초한 가상의 시나리오가 제공됨으로써 사용자의 심리 상태 요인을 파악하기 위한 진단용컨텐츠, 사용자의 심리 상태를 안정시키게 하기 위한 안정용컨텐츠 및 사용자로 하여금 스스로 심리 상태 요인을 인지할 수 있도록 하기 위한 유도용컨텐츠뿐만 아니라 상기 진단용컨텐츠, 안정용컨텐츠 및 유도용컨텐츠가 모두 결합된 통합컨텐츠가 더 포함될 수 있다.In the virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention, by providing a virtual scenario based on the user's questionnaire data in the category of the virtual reality content, diagnostic content to identify the user's mental state factor, the user's mental state In addition to the stability content for stabilizing and guiding content for allowing the user to recognize the psychological state factor on their own, integrated content in which all of the diagnostic content, stability content, and induction content are combined may be further included.

상기 진단용컨텐츠에는 예를 들어 'Holmes-Rahe Life Stress Inventory'에 기반하여 사용자에게 스트레스를 유발할 수 있는 사건들 혹은 환경적인 요인들을 가상현실 컨텐츠를 통해 사용자가 체험할 수 있도록 하기 위한 컨텐츠가 포함될 수 있다. The diagnostic content may include content for allowing the user to experience events or environmental factors that may cause stress to the user based on, for example,'Holmes-Rahe Life Stress Inventory' through virtual reality content. .

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템의 컨텐츠제공부(100)에 의해 제공되는 가상현실 컨텐츠를 나타낸 예시도이다.6 is an exemplary view showing virtual reality content provided by the content providing unit 100 of the virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 상기 안정용컨텐츠에는 사용자의 스트레스를 완화시키거나 사용자의 심리 상태를 안정시키게 하기 위한 자연 감상 컨텐츠, 공연 감상 컨텐츠, 레저 체험 컨텐츠 등 가상현실 컨텐츠로 표현할 수 있는 컨텐츠는 모두 포함될 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다. 예를 들어, 상기 자연 감상 컨텐츠에는 바다, 강, 숲, 초원 등 자연 경관을 사용자로 하여금 감상할 수 있도록 하기 위한 자연 감상 컨텐츠를 제공할 수 있다. 상기 자연 감상 컨텐츠는 가상현실에 기반을 둔 것으로 사용자로 하여금 실제로 바다 위, 숲 속 등을 날아다니는 것처럼 입체감 및 현실감을 느끼도록 할 수 있다. 또한, 자연 감상 컨텐츠는 가상현실 영상에 맞추어 바람 소리, 파도 소리 등 자연음향이 함께 제공될 수 있다. 상기 공연 감상 컨텐츠를 통해서 사용자의 긴장을 완화시키거나 사용자의 심리 안정을 위한 공연을 가상현실을 통해 체험하도록 할 수 있다. 상기 공연 감상 컨텐츠에는 오케스트라, 콘서트, 연주회, 마술 공연 등 다양한 공연의 감상을 위한 가상현실 컨텐츠가 포함될 수 있다. 또한, 상기 상기 레저 체험 컨텐츠에는 패러글라이딩, 스쿠버다이빙, 스노쿨링 등 다양한 가상현실 레저 컨텐츠가 포함될 수 있다.Referring to FIG. 6, the stability content may include all contents that can be expressed as virtual reality content such as nature appreciation content, performance appreciation content, leisure experience content, etc. to relieve the user's stress or stabilize the user's mental state. There is no limit to the type. For example, the nature appreciation content may be provided with nature appreciation content for allowing a user to appreciate a natural landscape such as sea, river, forest, and grassland. The nature appreciation content is based on virtual reality, and allows the user to feel a three-dimensional effect and a sense of reality as if they actually fly over the sea or in a forest. In addition, the nature appreciation content may be provided with natural sound such as wind sound and wave sound in accordance with the virtual reality image. Through the performance appreciation content, a user's tension may be relieved or a user's psychological stability may be experienced through virtual reality. The performance appreciation content may include virtual reality content for appreciating various performances such as an orchestra, concert, concert, and magic performance. In addition, the leisure experience contents may include various virtual reality leisure contents such as paragliding, scuba diving, and snorkeling.

상기 유도용컨텐츠에는 사용자 스스로 우울이나 불안의 요인을 인지하여 사용자 자신을 객관적으로 바라볼 수 있도록 유도가 가능한 컨텐츠가 포함될 수 있다. 즉, 외부 환경적 요인이나 유전, 노화, 트라우마 등 내부 환경적 요인은 물론 신체적, 심리적이든 사용자의 우울 혹은 불안을 일으키는 요인을 인지하여 이를 치유하기 위하여 사용자로 하여금 적극적으로 참여하도록 하기 위한 컨텐츠가 포함될 수 있다.The content for induction may include content that can be induced so that the user can perceive a factor of depression or anxiety and see the user objectively. In other words, content to encourage users to actively participate in recognizing factors that cause depression or anxiety of users, whether physical or psychological, as well as internal environmental factors such as external environmental factors, genetics, aging, and trauma are included. I can.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템의 모션의자부(200)는 사용자의 신체를 받쳐서 지지하되, 가상현실 컨텐츠와 동기화(Synchronization)되어 사용자로 하여금 가상현실 공간에서 실제 현장(Ex. 자연, 공연장 등)에서 보고 느끼는 체험을 전달하도록 하기 위해 다양한 움직임을 위한 액츄에이터부(actuator module)가 포함된 장치 혹은 기기를 지칭할 수 있다. 상기 액츄에이터부는 모션의자부(200)가 전후축(x축) 회전운동 하도록 하기 위한 롤(roll), 수평축(y축) 회전운동 하도록 하기 위한 피치(pitch), 상하축(z축) 회전운동 하도록 하기 위한 요우(yaw), 전후축(x축) 앞뒤 왕복운동을 위한 서지(surge), 수평축(y축) 좌우 왕복운동을 위한 스웨이(sway) 및 상하축(z축) 위아래 왕복운동을 위한 히브(heave) 동작으로 구동되도록 할 수 있다. 뿐만 아니라 모션의자부(200)는 가상현실 컨텐츠에 맞추어 진동(vibration)하도록 할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모션의자부(200)는 가상현실 컨텐츠의 각 장면에 맞게 모션의자부(200)가 롤(roll), 피치(pitch), 요우(yaw), 서지(surge), 스웨이(sway), 히브(heave) 및 진동(vibration) 등의 동작을 함으로써 컨텐츠와 동기화되어 구동될 수 있다.The motion chair part 200 of the virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention supports and supports the user's body, but is synchronized with the virtual reality content so that the user can be in the virtual reality space at the actual site (Ex. It may refer to a device or device including an actuator module for various movements in order to deliver experiences that you see and feel in nature, performance halls, etc.). The actuator part is a roll for rotating the motion chair part 200 forward and backward (x-axis), a pitch for rotating a horizontal axis (y-axis), and a vertical rotation (z-axis). A yaw to perform, a surge for an anteroposterior (x-axis) forward and backward reciprocating motion, a sway for a horizontal axis (y-axis) left and right reciprocating motion, and a heave for up and down reciprocating motions on the vertical axis (z-axis) It can be driven by (heave) operation. In addition, the motion chair unit 200 may be vibrated according to virtual reality content. That is, in the motion chair part 200 according to an embodiment of the present invention, the motion chair part 200 is rolled, pitched, yaw, and surged according to each scene of virtual reality content. ), sway, heave, and vibration can be synchronized with the content and driven.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템의 생체신호측정부(300)에는 사용자의 혈류량 및 심박 변이도를 측정하기 위한 제 1 센서모듈, 사용자 신체의 온도, 습도 및 임피던스 측정을 위한 제 2 센서모듈 및 사용자의 움직임 정보를 감지하기 위한 제 3 센서모듈이 포함될 수 있다. 또한, 본 가상현실 컨텐츠 제어 시스템에는 상기 제 1 센서모듈, 제 2 센서모듈 및 제 3 센서모듈을 통해 측정된 데이터들을 저장하기 위한 데이터베이스(미도시)가 더 포함될 수 있다.The biosignal measurement unit 300 of the virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention includes a first sensor module for measuring a user's blood flow and heart rate variability, and a second sensor module for measuring a user's body temperature, humidity, and impedance. A sensor module and a third sensor module for detecting user motion information may be included. In addition, the virtual reality content control system may further include a database (not shown) for storing data measured through the first sensor module, the second sensor module, and the third sensor module.

상기 제 1 센서모듈은 혈류량 및 심박 변이도 뿐 아니라 심박 출량, 산소운반능력, 혈압, 혈관 탄성 정도, 혈류 속도 및 산소 포화도 등을 측정하기 위한 광혈류 센서모듈(PPG sensor module: photoplethysmography sensor module)을 지칭할 수 있다. 상기 제 2 센서모듈에서는 사용자 피부의 온도, 습도 및 피부임피던스 뿐만 아니라 피부 전도도도 측정될 수 있다. 상기 제 3 센서모듈은 모션의자부(200)의 구동에 따라 사용자의 몸의 움직이는 속도 및 가속도의 변화를 측정하기 위한 센서모듈로, 상기 제 3 센서모듈은 가속도 센싱모듈, 자이로스코프(gyroscope) 및 지자기센싱 모듈이 포함된 관성측정장치 모듈(IMU: Inertial Measurement Unit)을 지칭할 수 있다. The first sensor module refers to a photoplethysmography sensor module (PPG sensor module) for measuring not only blood flow and heart rate variability, but also heart rate output, oxygen carrying capacity, blood pressure, blood vessel elasticity, blood flow rate and oxygen saturation. can do. In the second sensor module, not only the temperature, humidity and skin impedance of the user's skin, but also skin conductivity may be measured. The third sensor module is a sensor module for measuring a change in the moving speed and acceleration of the user's body according to the drive of the motion chair 200, and the third sensor module is an acceleration sensing module, a gyroscope, and It may refer to an inertial measurement unit (IMU) including a geomagnetic sensing module.

즉, 본 명세서에서 생체신호는 전술한 제 1 센서모듈 내지 제 3 센서모듈에 의해서 측정되는 사용자의 광혈류(PPG), 피부 온도, 피부 임피던스, 몸의 움직임 정보 등을 지칭할 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 뇌파(EEG) 및 뇌활성 신호 등도 상기 생체신호에 더 포함될 수 있다.That is, in the present specification, the biosignal may refer to the user's optical blood flow (PPG), skin temperature, skin impedance, body motion information, etc. measured by the aforementioned first to third sensor modules. In addition, as will be described later, brain waves (EEG) and brain activity signals may be further included in the bio signals.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템에 있어서, 모션의자부(200)의 레그부, 팔걸이부(50) 및 벨트부(40) 중 적어도 어느 하나에는 제 1 센서모듈, 제 2 센서모듈 및 제 3 센서모듈이 소정의 형태로 배치될 수 있다.In the virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention, at least one of the leg portion, the armrest portion 50, and the belt portion 40 of the motion chair portion 200 includes a first sensor module and a second sensor. The module and the third sensor module may be arranged in a predetermined shape.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이 모션의자부(200)의 소정의 위치에 사용자의 생체신호를 측정하기 위한 센서모듈들이 구비되어 있다. 특히, 사용자의 신체와 접촉되는 모션의자부(200)의 구조(레그부, 팔걸이부, 벨트부 등)에 소정의 형태로 배치된 센서모듈들이 구비되어 있다.That is, as shown in FIG. 2, sensor modules for measuring a user's bio-signals are provided at a predetermined position of the motion chair 200. In particular, sensor modules arranged in a predetermined shape are provided in a structure (leg part, armrest part, belt part, etc.) of the motion chair part 200 in contact with the user's body.

구체적으로, 레그부는 모션의자부(200)에서 사용자의 착석 시 발판(60)이 마련되어 사용자의 발을 지지하는 부분으로, 사용자의 발바닥과 접촉되는 발판(60)에는 전술한 제 1 센서모듈, 제 2 센서모듈 및 제 3 센서모듈이 소정의 형태로 배치되어 내장(embedded)되어 형성될 수 있다. 또한, 사용자의 팔과 접촉되는 팔걸이부(50)에도 마찬가지로 제 1 센서모듈, 제 2 센서모듈 및 제 3 센서모듈이 소정의 형태로 배치되어 내장(embedded)되어 형성될 수 있다. 사용자의 복부와 접촉되는 벨트부(40)에는 모션의자부(200)의 구동에 따라 사용자의 몸의 움직이는 속도 및 가속도의 변화를 측정하기 위한 제 3 센서모듈이 부착되어 형성될 수 있다.Specifically, the leg portion is a portion that supports the user's foot by providing the footrest 60 when the user is seated in the motion chair 200, and the footrest 60 in contact with the user's foot includes the aforementioned first sensor module and the first sensor module. The 2 sensor module and the third sensor module may be disposed in a predetermined shape and embedded. Also, in the armrest part 50 in contact with the user's arm, the first sensor module, the second sensor module, and the third sensor module may be disposed in a predetermined shape and embedded. A third sensor module for measuring a change in a moving speed and acceleration of the user's body according to the driving of the motion chair 200 may be attached to the belt unit 40 in contact with the user's abdomen.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템에 있어서, 센서모듈들이 배치된 형태를 나타낸 예시도이다. 도 3의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 제 1 센서모듈, 제 2 센서모듈 및 제 3 센서모듈은 모션의자부(200)의 레그부, 팔걸이부(50), 벨트부 등 구조에 따라 각기 다른 패턴으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 모션의자부(200)의 레그부의 발판(60)에는 도 3의 (a)와 같이 다섯 줄로 제 1 센서모듈, 제 2 센서모듈 및 제 3 센서모듈이 배치된 형태로 구비될 수 있으며, 이와는 달리 모션의자부(200)의 팔걸이부(50)에는 도 3의 (b)와 같이 세 줄로 제 1 센서모듈, 제 2 센서모듈 및 제 3 센서모듈이 배치된 형태로 구비될 수 있다. 3 is an exemplary view showing a form in which sensor modules are arranged in a virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention. As shown in (a) and (b) of Fig. 3, the first sensor module, the second sensor module, and the third sensor module have a structure such as a leg part, an armrest part 50, and a belt part of the motion chair part 200. They can be arranged in different patterns depending on the situation. For example, a first sensor module, a second sensor module, and a third sensor module may be arranged in five rows as shown in FIG. 3 (a) on the footrest 60 of the leg portion of the motion chair part 200. Unlike this, the armrest part 50 of the motion chair part 200 may be provided in a form in which a first sensor module, a second sensor module, and a third sensor module are arranged in three rows as shown in FIG. 3(b). .

이하에서는, 본 가상현실 컨텐츠 제어 시스템의 생체신호분석부(400)에서 사용자의 심리상태가 분석되는 내용을 설명한다. 이하에서의 분석 과정을 통해 상기와 같은 분석을 통해 사용자의 심리 상태는 정상, 우울 및 불안뿐만 아니라, 광장 공포증, 비행 공포증, 폐쇄 공포증, 고소 공포증, 공황 장애, 정신 분열증, 외상 후 스트레스 장애, 중독증, 불면증, 거식증, 폭식증, 강박증 등 다양한 심리 상태로 분류될 수 있다.Hereinafter, a description will be given of a content of analyzing a user's psychological state by the bio-signal analysis unit 400 of the present virtual reality content control system. Through the analysis process described below, the user's psychological state is not only normal, depression, and anxiety, but also agoraphobia, flight phobia, obstructive phobia, acrophobia, panic disorder, schizophrenia, post-traumatic stress disorder, and addiction. , Insomnia, anorexia, bulimia, and obsessive-compulsive disorder can be classified into various psychological states.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템의 생체신호분석부(400)에서는 측정된 생체신호에 대한 평균, 표준편차 및 상관계수 중 적어도 어느 하나에 기초하여 심리상태 별 유의성 지수가 계산될 수 있다.In the biosignal analysis unit 400 of the virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention, a significance index for each psychological state may be calculated based on at least one of an average, a standard deviation, and a correlation coefficient for the measured biosignal. I can.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템의 생체신호분석부(400)에는 측정된 생체신호에 대하여 전처리가 수행되는 전처리부, 전처리가 수행된 생체신호에 대하여 성분분석 알고리즘을 이용하여 노이즈가 필터링되는 노이즈필터링부, 필터링된 생체신호에 대한 평균, 표준편차 및 상관계수 중 적어도 어느 하나에 기초하여 추출된 정규분포 상 확률위치(z-score)에 기초하여 유의성 지수가 계산되는 유의성지수계산부가 더 포함될 수 있다.In addition, in the biosignal analysis unit 400 of the virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention, a preprocessing unit that performs preprocessing on the measured biosignals, and a component analysis algorithm on the biosignals subjected to preprocessing are used. Significance in which a significance index is calculated based on a probability position (z-score) on the normal distribution extracted based on at least one of the noise filtering unit, the average of the filtered bio-signals, the standard deviation, and the correlation coefficient. An index calculation unit may be further included.

상기 전처리부에서는 사용자의 측정된 생체 신호 별 퓨리에 변환을 이용하여 주파수 영역에서 저주파 필터(LPF: Low Pass Filter), 고주파 필터(HPF: High Pass Filter) 등 주파수 필터링 과정을 통해 생체 신호 주파수 이외의 성분(Ex. 다른 생리 현상, 센서모듈 동작을 위한 신호 등)이 필터링될 수 있다.In the preprocessing unit, components other than the biosignal frequency are performed through frequency filtering processes such as a low pass filter (LPF) and a high pass filter (HPF) in the frequency domain by using Fourier transform for each biosignal measured by the user. (Ex. other physiological phenomena, signals for sensor module operation, etc.) can be filtered.

상기 노이즈필터링부에서는 전처리된 생체 신호에 대하여 독립 성분 분석(ICA: Independent Component Analysis)와 같은 성분 분석 알고리즘을 이용하여 생체 신호에 추가적으로 포함될 수 있는 노이즈(noise)가 필터링될 수 있다.In the noise filtering unit, noise that may be additionally included in the biosignal may be filtered using a component analysis algorithm such as an independent component analysis (ICA) on the preprocessed biosignal.

상기 유의성지수계산부에서는 시계열적 상황(Ex. 제 1 상황, 제 2상황 ?? 제 n 상황 등) 별 생체 신호에 대하여 제트 스코어(z-score) 계산을 통해 각 상황 별 유의성 지수가 계산될 수 있는데, 상기 계산된 상황 별 유의성 지수의 값이 작을수록 해당 상황과의 유의성 정도가 높은 것으로 판단될 수 있다.In the significance index calculation unit, the significance index for each situation can be calculated by calculating the jet score (z-score) for the biosignals for each time-series situation (ex. the first situation, the second situation ??the nth situation, etc.). However, as the value of the calculated significance index for each situation is smaller, it may be determined that the degree of significance with the corresponding situation is higher.

이하에서는 상기 전처리부 및 노이즈필터링부에서 각각 전처리 및 필터링되어 유의성지수계산부로 전달된 사용자 생체신호에 대하여 유의성 지수가 계산되는 과정을 예를 들어 설명한다.Hereinafter, a process in which a significance index is calculated for a user biosignal that is preprocessed and filtered by the preprocessing unit and the noise filtering unit and transmitted to the significance index calculation unit will be described as an example.

상기 시계열적 상황(Ex. 제 1 상황, 제 2상황 ?? 제 n 상황 등) 별 사용자의 생체신호는

Figure pat00001
(i= 1, 2, … , n)와 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00002
는 사용자가 가상현실 컨텐츠를 체험하는 시간을 지칭하며,
Figure pat00003
는 상기
Figure pat00004
시간 동안 사용자의 생체신호가 본 발명의 생체신호측정부(300)에서의 기록될 때의 시간을 지칭할 수 있고, 아래와 같이 [수학식 1]로 표현할 수 있으며, k= 1, 2, …, m 이다.The biosignal of the user for each of the time series situations (Ex. the first situation, the second situation ??the nth situation, etc.)
Figure pat00001
It can be expressed as (i = 1, 2,…, n).
Figure pat00002
Refers to the time when a user experiences virtual reality content,
Figure pat00003
Is reminded
Figure pat00004
During the time, it may refer to the time when the user's biosignal is recorded in the biosignal measurement unit 300 of the present invention, and can be expressed as [Equation 1] as follows, k = 1, 2, ... , m.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00005
Figure pat00005

여기에서 제 1 상황 내지 제 n 상황에서의 생체신호의 평균(

Figure pat00006
)은 다음의 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다.Here, the average of the biosignals in the first to nth situations (
Figure pat00006
) Can be expressed as the following [Equation 2].

[수학식 2][Equation 2]

Figure pat00007
Figure pat00007

또한, 제 1 상황 내지 제 n 상황에서의 생체신호의 표준편차(

Figure pat00008
) 및 제 1 상황 내지 제 n 상황에서의 생체신호 간 상관계수(
Figure pat00009
)는 각각 다음의 [수학식 3] 및 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있다.In addition, the standard deviation of the biosignal in the first to nth situations (
Figure pat00008
) And the correlation coefficient between the biosignals in the first to nth situations (
Figure pat00009
) Can be expressed as the following [Equation 3] and [Equation 4], respectively.

[수학식 3][Equation 3]

Figure pat00010
Figure pat00010

[수학식 4][Equation 4]

Figure pat00011
Figure pat00011

이하에서는 상기 생체신호의 평균, 표준편차 및 상관계수에 따라 각각 달리 산출되는 제트스코어(z-score)를 설명한다.Hereinafter, a jet score (z-score) calculated differently according to the average, standard deviation, and correlation coefficient of the biological signal will be described.

먼저, 평균으로부터 산출되는 제 1 제트스코어를 도출한다.First, a first jet score calculated from the average is derived.

데이터베이스에 미리 저장되어 있는 기준 상황 별(제 1 상황 내지 제 p 상황) 생체신호의 평균(

Figure pat00012
)에 대한 평균은
Figure pat00013
와 같이 나타낼 수 있고, 데이터베이스에 미리 저장되어 있는 기준 상황 별(제 1 상황 내지 제 p 상황) 생체신호의 평균(
Figure pat00014
)에 대한 표준편차는
Figure pat00015
와 같이 나타낼 수 있다. 상기 평균 및 표준편차를 이용하면 제 1 제트스코어는 아래 [수학식 5]와 같이 나타낼 수 있다.By reference situation stored in the database in advance (the first situation to the p situation) Average of biosignals (
Figure pat00012
) Is the average
Figure pat00013
And the average of the biosignals for each reference situation (the first situation to the pth situation) stored in the database in advance (
Figure pat00014
The standard deviation for) is
Figure pat00015
It can be expressed as Using the mean and standard deviation, the first jet score can be expressed as [Equation 5] below.

[수학식 5][Equation 5]

Figure pat00016
Figure pat00016

상기 [수학식 5]에서 제 1 제트스코어(

Figure pat00017
)는 전술한 바와 같이 본 발명의 생체신호측정부(300)에서 측정된 제 1 상황 내지 제 n 상황 별 생체신호(
Figure pat00018
)의 평균에 기초하여 도출된 기준 상황 별 표준점수를 나타낸다.In the above [Equation 5], the first jet score (
Figure pat00017
) Is a biosignal for each of the first to nth situations measured by the biosignal measurement unit 300 of the present invention as described above (
Figure pat00018
Shows the standard score for each standard situation derived based on the average of ).

다음으로, 표준편차로부터 산출되는 제 2 제트스코어를 도출한다.Next, a second jet score calculated from the standard deviation is derived.

데이터베이스에 미리 저장되어 있는 기준 상황 별(제 1 상황 내지 제 p 상황) 생체신호의 표준편차(

Figure pat00019
)에 대한 평균은
Figure pat00020
와 같이 나타낼 수 있고, 데이터베이스에 미리 저장되어 있는 기준 상황 별(제 1 상황 내지 제 p 상황) 생체신호의 표준편차(
Figure pat00021
)에 대한 표준편차는
Figure pat00022
와 같이 나타낼 수 있다. 상기 평균 및 표준편차를 이용하면 제 2 제트스코어는 아래 [수학식 6]와 같이 나타낼 수 있다.The standard deviation of the biosignal for each reference situation (the first situation to the pth situation) stored in the database in advance (
Figure pat00019
) Is the average
Figure pat00020
The standard deviation of the biosignal for each reference situation (the first situation to the pth situation) and stored in the database in advance (
Figure pat00021
The standard deviation for) is
Figure pat00022
It can be expressed as Using the mean and standard deviation, the second jet score can be expressed as [Equation 6] below.

[수학식 6][Equation 6]

Figure pat00023
Figure pat00023

상기 [수학식 6]에서 제 2 제트스코어(

Figure pat00024
)는 전술한 바와 같이 본 발명의 생체신호측정부(300)에서 측정된 제 1 상황 내지 제 n 상황 별 생체신호(
Figure pat00025
)의 표준편차에 기초하여 도출된 기준 상황 별 표준점수를 나타낸다.In the above [Equation 6], the second jet score (
Figure pat00024
) Is a biosignal for each of the first to nth situations measured by the biosignal measurement unit 300 of the present invention as described above (
Figure pat00025
Shows the standard score for each standard situation derived based on the standard deviation of ).

다음으로, 상관계수로부터 산출되는 제 3 제트스코어를 도출한다.Next, a third jet score calculated from the correlation coefficient is derived.

데이터베이스에 미리 저장되어 있는 기준 상황 별(제 1 상황 내지 제 p 상황) 생체신호의 상관계수(

Figure pat00026
)에 대한 평균은
Figure pat00027
와 같이 나타낼 수 있고, 데이터베이스에 미리 저장되어 있는 기준 상황 별(제 1 상황 내지 제 p 상황) 생체신호의 상관계수(
Figure pat00028
)에 대한 표준편차는
Figure pat00029
와 같이 나타낼 수 있다. 상기 평균 및 표준편차를 이용하면 제 3 제트스코어는 아래 [수학식 7]와 같이 나타낼 수 있다.Correlation coefficient of bio-signals for each reference situation (1st situation to pth situation) stored in the database in advance (
Figure pat00026
) Is the average
Figure pat00027
Correlation coefficient of bio-signals for each reference situation (the first situation to the p-th situation) that can be expressed as and stored in the database in advance (
Figure pat00028
The standard deviation for) is
Figure pat00029
It can be expressed as Using the mean and standard deviation, the third jet score can be expressed as shown in [Equation 7] below.

[수학식 7][Equation 7]

Figure pat00030
Figure pat00030

상기 [수학식 7]에서 제 3 제트스코어(

Figure pat00031
)는 전술한 바와 같이 본 발명의 생체신호측정부(300)에서 측정된 제 1 상황 내지 제 n 상황 별 생체신호(
Figure pat00032
)의 상관계수에 기초하여 도출된 기준 상황 별 표준점수를 나타낸다.In the above [Equation 7], the third jet score (
Figure pat00031
) Is a biosignal for each of the first to nth situations measured by the biosignal measurement unit 300 of the present invention as described above (
Figure pat00032
Shows the standard score for each standard situation derived based on the correlation coefficient of ).

상기에서 산출된 제 1 제트스코어(

Figure pat00033
), 제 2 제트스코어(
Figure pat00034
) 및 제 3 제트스코어(
Figure pat00035
)에 기초하여 상황(제 1 상황 내지 제 p 상황) 별 유의성 지수 값이 다음의 [수학식 8]과 같이 도출될 수 있다.The first jet score calculated above (
Figure pat00033
), 2nd Jet Score (
Figure pat00034
) And the third jet score (
Figure pat00035
), the significance index value for each situation (the first situation to the pth situation) may be derived as shown in [Equation 8] below.

[수학식 8][Equation 8]

Figure pat00036
Figure pat00036

즉, 상기 유의성 지수(

Figure pat00037
)는 상기 [수학식 8]과 같이 제 1 제트스코어(
Figure pat00038
), 제 2 제트스코어(
Figure pat00039
) 및 제 3 제트스코어(
Figure pat00040
) 합의 평균을 상황 별로 도출한 값에 해당할 수 있다. 전술한 바와 같이 유의성 지수는 그 값이 작을수록 해당 상황과의 유의성 정도가 높다고 할 수 있으며, 유의성 지수를 통해 사용자의 심리상태가 판단될 수 있다.That is, the significance index (
Figure pat00037
) Is the first jet score as shown in [Equation 8] above (
Figure pat00038
), 2nd Jet Score (
Figure pat00039
) And the third jet score (
Figure pat00040
) It may correspond to the value derived from the average of the sum for each situation. As described above, the smaller the value of the significance index is, the higher the degree of significance with the corresponding situation is, and the user's psychological state can be determined through the significance index.

또한, 후술하는 바와 같이 생체신호에는 뇌전도(EEG) 신호 및 뇌 활성 신호가 더 포함될 수 있고, 생체신호는 전술한 제 1 센서모듈 내지 제 3 센서모듈에 의해서 측정되는 사용자의 광혈류(PPG), 피부 온도, 피부 임피던스, 몸의 움직임 정보 등을 나타내는 제 1 생체신호 및 후술하는 뇌전도 신호 및 뇌 활성 신호를 나타내는 제 2 생체신호로 구분할 수 있으며, 제 2 생체신호에도 마찬가지로 전술한 바와 같은 유의성 지수를 구하기 위한 과정(Ex. 전처리, 노이즈필터링, 유의성지수 계산 등)들이 적용될 수 있다.In addition, as described below, the biosignal may further include an electroencephalogram (EEG) signal and a brain activation signal, and the biosignal is a user's optical blood flow (PPG) measured by the above-described first to third sensor modules, It can be divided into a first biosignal representing skin temperature, skin impedance, body motion information, etc., and an EEG signal and a second biosignal representing brain activation signal, which will be described later, and similarly to the second biosignal, the significance index as described above is Procedures to obtain (Ex. pre-processing, noise filtering, significance index calculation, etc.) can be applied.

즉, 유의성 지수는 제 1 생체신호에 기초하여 전술한 과정에 의해 도출된 제 1 유의성 지수(

Figure pat00041
) 및 제 2 생체신호에 기초하여 도출된 제 2 유의성 지수(
Figure pat00042
,
Figure pat00043
)를 지칭할 수 있다. 상기 제 1 유의성 지수(
Figure pat00044
) 및 제 2 유의성 지수(
Figure pat00045
)에 따르면, 사용자의 심리상태가 제 2 생체신호(뇌전도 및 뇌 활성 신호)와 유의한지 여부가 판단될 수 있다. 다시 말하면, 현재 사용자의 심리상태와 뇌 활성 신호와 같은 뇌와 관련하여 측정된 신호와 어떠한 연관 관계가 있는지 판단될 수 있다.That is, the significance index is the first significance index derived by the above-described process based on the first biosignal (
Figure pat00041
) And a second significance index derived based on the second biosignal (
Figure pat00042
,
Figure pat00043
) May be referred to. The first significance index (
Figure pat00044
) And the second significance index (
Figure pat00045
According to ), it may be determined whether the user's psychological state is significant with the second biological signal (electroencephalogram and brain activation signal). In other words, it may be determined whether there is a relationship between the current user's psychological state and a signal measured in relation to the brain, such as a brain activation signal.

상기와 같은 과정을 통해서 도출된 상황 별 유의성 지수 값에 따라 제어부(500)에서는 가상현실 컨텐츠의 종류, 레벨, 시간 및 주기 등을 변경하거나 모션의자부(200)의 동작을 제어할 수 있다.According to the significance index value for each situation derived through the above process, the controller 500 may change the type, level, time, and period of the virtual reality content or control the motion of the motion chair 200.

또한, 제어부(500)에서 상기와 같이 제공될 가상현실 컨텐츠 및 모션의자부의 동작이 제어됨으로써 사용자로부터 피드백되어 측정되는 생체신호 및 이에 따른 유의성 지수에 기초하여 생체신호분석부(400)에서는 사용자의 상태변화가 판단될 수 있다.In addition, the control unit 500 controls the operation of the virtual reality content and motion chair to be provided as described above, so that the biosignal analysis unit 400 provides the user's State change can be determined.

즉, 상기 피드백된 생체신호 또는 유의성 지수가 이전 시점의 생체신호 또는 유의성 지수에 비해 소정의 기준 비율만큼 변화가 생긴 경우에는 사용자의 상태가 호전되었거나 악화되었음을 추가로 확인할 수 있다. 예를 들면, t1 시점에 측정된 사용자의 생체신호에 비하여 t2 시점에 측정된 생체신호가 15% 정도의 변화가 생긴 것으로 판단된다면 t1 시점에 비하여 사용자의 상태가 변화된 것으로 판단될 수 있다. 다만 전술한 15% 비율은 예시적인 것에 불과하고 이에 제한되지 않는다.That is, when the feedback biosignal or significance index changes by a predetermined reference ratio compared to the biosignal or significance index at the previous time, it can be further confirmed that the user's condition has improved or deteriorated. For example, if it is determined that the biosignal measured at the time t2 changes by about 15% compared to the biosignal of the user measured at the time t1, it may be determined that the user's state has changed compared to the time t1. However, the above 15% ratio is only exemplary and is not limited thereto.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템에 있어서, 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)에 뇌전도 센싱 모듈, 근적외선 방출모듈 및 근적외선 검출 모듈이 배치된 상태를 나타낸 예시도이다.5 is an exemplary view showing a state in which an electroencephalogram sensing module, a near-infrared emission module, and a near-infrared detection module are disposed on a head-mounted display (HMD) in a virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템에 있어서, 생체신호에는 사용자의 뇌로부터 발생되는 뇌전도(EEG: electroencephalogram) 신호 및 기능적 근적외선 분광법(fNIRS: functional near-infrared spectroscopy)을 이용하여 측정되는 사용자의 뇌 활성 신호가 더 포함되고, 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)에는 사용자의 두부에 착용되도록 하기 위한 착용부(21)가 더 포함되며, 착용부에는 뇌전도 신호를 측정하기 위한 뇌전도 센싱모듈, 뇌 활성 신호를 측정하기 위한 근적외선 방출 모듈 및 근적외선 검출 모듈이 소정의 위치에 배치될 수 있다. 즉, 본 발명의 생체신호측정부(300)에는 뇌전도 센싱모듈, 근적외선 방출 모듈 및 근적외선 검출 모듈이 더 포함될 수 있다.Referring to FIG. 5, in the virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention, bio-signals include an electroencephalogram (EEG) signal generated from a user's brain and a functional near-infrared spectroscopy (fNIRS). ), the user's brain activation signal measured using) is further included, the head-mounted display (HMD) further includes a wearing part 21 for being worn on the user's head, and the wearing part for measuring an EEG signal An EEG sensing module, a near-infrared emission module for measuring a brain activation signal, and a near-infrared detection module may be disposed at predetermined positions. That is, the biosignal measurement unit 300 of the present invention may further include an EEG sensing module, a near-infrared emission module, and a near-infrared detection module.

상기 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)는 다양한 형태로 형성될 수 있음은 전술한 바와 같다. 마찬가지로, 사용자의 두부에 착용되어 두부에 헤드 마운티드 디스플레이(20)가 고정되도록 하기 위한 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)의 착용부(21)도 밴드(band), 헬멧 형태 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 도 5를 참조하면, 상기 착용부(21)는 사용자의 뒤통수를 감싸는 밴드부 및 상기 밴드부의 일 부분으로부터 사용자 두부의 정수리를 거쳐 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)의 사용자에게 가상현실 컨텐츠가 제공되는 디스플레이부의 일 부분까지 연장되도록 형성될 수 있다. As described above, the head mounted display HMD may be formed in various forms. Similarly, the wearing part 21 of the head-mounted display (HMD) for being worn on the user's head and fixing the head-mounted display 20 on the head may also be formed in various shapes such as a band or a helmet shape. Referring to FIG. 5, the wearing part 21 is a band part surrounding the user's back head and a display part that provides virtual reality content to a user of a head mounted display (HMD) through a portion of the band part through the top of the user's head. It can be formed to extend to the part.

상기 착용부(21)에서 사용자의 두부와 접촉되는 소정의 위치에는 적어도 하나의 근적외선 방출 모듈(221), 근적외선 검출 모듈(222), 뇌전도 센싱 모듈이 소정의 형태로 배치될 수 있다. 상기 소정의 위치는 사용자의 두부 중 상기 근적외선 방출 모듈(221) 및 근적외선 검출 모듈(222)이 사용자의 전두엽 영역으로부터 뇌 활성 신호를 추출할 수 있도록 하기 위한 위치가 포함될 수 있다. At least one near-infrared emission module 221, a near-infrared detection module 222, and an electroencephalogram sensing module may be disposed in a predetermined position in the wearing part 21 in contact with the user's head. The predetermined location may include a location for allowing the near-infrared emission module 221 and the near-infrared detection module 222 of the user's head to extract a brain activation signal from the user's frontal lobe region.

상기 뇌전도 센싱모듈에서 뇌전도(EEG)는 사람의 대뇌에서 일어나는 전위변동 또는 상기 전위변동으로 인한 뇌전류(brain current)를 두피(頭皮) 상에서 유도하여 기록한 전기기록도에 해당될 수 있다. 상기 뇌전도 센싱모듈에는 복수개의 뇌전도 채널(225) 및 노이즈(noise)의 영향을 최소화하기 위한 신호증폭기 및 필터가 더 포함될 수 있다.In the electroencephalogram sensing module, the electroencephalogram (EEG) may correspond to an electrical record recorded by inducing a potential change occurring in a person's cerebrum or a brain current caused by the potential change on the scalp (頭皮). The EEG sensing module may further include a plurality of EEG channels 225 and a signal amplifier and a filter for minimizing the influence of noise.

도 5를 참조하면, 상기 헤드 마운티드 디스플레이(20)의 착용부(21)의 일 부분에 본 발명의 생체신호측정부(300)의 근적외선 방출 모듈(221), 근적외선 검출 모듈(222) 및 뇌전도 채널(225)이 소정 형태로 배치되어 있다.5, a near-infrared emission module 221, a near-infrared detection module 222 and an electroencephalogram of the biosignal measurement unit 300 of the present invention in a part of the wearing part 21 of the head mounted display 20 225 is arranged in a predetermined shape.

구체적으로, 근적외선 방출 모듈(221)과 근적외선 검출 모듈(222)은 서로 교차적으로 배치가 되어 두 개의 선을 이루고 있다. 즉, 근적외선 방출 모듈(221)과 근적외선 검출 모듈(222)이 하나씩 번갈아가면서 배치된 두 개의 선이 있고, 상기 두 개의 선 각각에서 근적외선 방출 모듈(221) 및 근적외선 검출 모듈(222)은 서로 엇갈리게 배치되어 있다. 다시 말하면, 도 4에 점선으로 형성된 사각형의 배치모듈(25)이 도시되어 있는데, 도시된 배치모듈(25) 상에는 근적외선 방출 모듈(221) 및 근적외선 검출 모듈(222)이 교차적으로 배치되어 같은 모듈끼리 대각선 상에 위치하도록 배치되어 있다. 또한, 뇌전도 채널(225)은 상기 두 개의 선 가운데에 일정 간격을 두고 배치되어 있다.Specifically, the near-infrared emission module 221 and the near-infrared detection module 222 are disposed to cross each other to form two lines. That is, there are two lines in which the near-infrared emission module 221 and the near-infrared detection module 222 are alternately arranged one by one, and the near-infrared emission module 221 and the near-infrared detection module 222 are alternately arranged from each of the two lines. Has been. In other words, a rectangular arrangement module 25 formed by a dotted line in FIG. 4 is shown. On the illustrated arrangement module 25, the near-infrared emission module 221 and the near-infrared detection module 222 are alternately arranged to be the same module. They are arranged so that they are located diagonally. In addition, the electroencephalogram channel 225 is disposed at a predetermined interval between the two lines.

전술한 배치모듈(25)을 기초로 빛이 조사되는 과정에 대하여 살펴본다. 하나의 배치모듈(25)에는 두 개의 근적외선 방출 모듈(221) 및 두 개의 근적외선 검출 모듈(222)이 포함되어 있다. 각 근적외선 방출 모듈(221)에서는 근적외선 파장만 방출되는 것이 아니라 적외선이 포함된 파장 영역의 듀얼 파장이 방출될 수 있다. 즉, 근적외선 방출 모듈(221)에서는 적외선 파장(

Figure pat00046
1) 및 근적외선 파장(
Figure pat00047
2) 모두 방출될 수 있다. 상기 근적외선 방출 모듈(221)에서는 적외선 파장(
Figure pat00048
1)이 방출되고 근적외선 파장(
Figure pat00049
2)이 방출될 수 있다. 예를 들면, 도 4의 배치모듈(25) 상에서 근적외선 방출 모듈(L1, L2)로부터 빛이 조사되는 순서는 'L1(
Figure pat00050
1) -> L1(
Figure pat00051
2) -> L2(
Figure pat00052
1) -> L2(
Figure pat00053
2) -> Dark -> L1(
Figure pat00054
1) -> ...' 또는 'L1(
Figure pat00055
1) -> L1(
Figure pat00056
2) -> L2(
Figure pat00057
1) -> L2(
Figure pat00058
2) -> L1(
Figure pat00059
1) -> L1(
Figure pat00060
2) -> L2(
Figure pat00061
1) -> L2(
Figure pat00062
2) -> Dark -> L1(
Figure pat00063
1) -> ...'와 같이 방출될 수 있다. 근적외선 검출 모듈(D1, D2)는 'Dark'인 경우를 제외하고 근적외선 방출 모듈(L1 및 L2)로부터 방출된 빛을 검출할 수 있다. 즉, 근적외선 방출 모듈(221)로부터 빛이 방출되지 않은 경우(Dark) 근적외선 검출 모듈(222)에서는 빛을 검출할 수 없다. 본 발명의 생체신호측정부(300)에서 근적외선 방출 모듈(221), 근적외선 검출 모듈(222) 및 뇌전도 채널(225)의 배치 형태는 도 5에 제한되지 않으며, 배치 간격도 다양하게 정해질 수 있다.A process in which light is irradiated based on the above-described arrangement module 25 will be described. One arrangement module 25 includes two near-infrared emission modules 221 and two near-infrared detection modules 222. Each near-infrared emission module 221 may emit not only near-infrared wavelengths, but also dual wavelengths in a wavelength region including infrared rays. That is, in the near-infrared emission module 221, the infrared wavelength (
Figure pat00046
1) and near-infrared wavelength (
Figure pat00047
2) All can be released. In the near-infrared emission module 221, the infrared wavelength (
Figure pat00048
1) is emitted and the near-infrared wavelength (
Figure pat00049
2) can be released. For example, the order in which light is irradiated from the near-infrared emission modules L1 and L2 on the arrangement module 25 of FIG. 4 is'L1 (
Figure pat00050
1) -> L1(
Figure pat00051
2) -> L2(
Figure pat00052
1) -> L2(
Figure pat00053
2) -> Dark -> L1(
Figure pat00054
1) ->...'or'L1(
Figure pat00055
1) -> L1(
Figure pat00056
2) -> L2(
Figure pat00057
1) -> L2(
Figure pat00058
2) -> L1(
Figure pat00059
1) -> L1(
Figure pat00060
2) -> L2(
Figure pat00061
1) -> L2(
Figure pat00062
2) -> Dark -> L1(
Figure pat00063
1) ->...' can be emitted. The near-infrared detection modules D1 and D2 may detect light emitted from the near-infrared emission modules L1 and L2 except for the case of'Dark'. That is, when light is not emitted from the near-infrared emission module 221 (Dark), the near-infrared detection module 222 cannot detect light. The arrangement of the near-infrared emission module 221, the near-infrared detection module 222, and the EEG channel 225 in the biosignal measurement unit 300 of the present invention is not limited to FIG. .

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템에 있어서, 기능적 근적외선 분광법(fNIRS)을 통해 사용자의 뇌 활성 신호가 측정되는 상태를 나타낸 예시도이다.4 is an exemplary diagram showing a state in which a user's brain activation signal is measured through functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) in a virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 도 4는 사용자의 뇌 활성 신호를 측정하기 위한 기능적 근적외선 분광법(fNIRS)을 나타낸 것으로, 기능성 근적외선 분광법(fNIRS)은 650nm-950nm의 근적외선 영역에서의 산화 헤모글로빈과 탈산화 헤모글로빈의 흡수율 차이를 이용하여 국부적인 뇌 활성 신호가 추출될 수 있는 생체 신호 측정법을 지칭할 수 있다. 즉, 기능적 근적외선 분광법(fNIRS)을 통해 근적외선 흡수율에 따른 혈류산소포화도를 통해 뇌의 뉴런 활동 및 뇌 활동에 대한 혈류학적 정보의 획득이 가능하다. 도 4에 도시된 바와 같이, 근적외선 방출 모듈(221)에서는 사용자의 뇌로 근적외선을 방출할 수 있으며, 근적외선 검출 모듈(222)에서는 근적외선 방출 모듈(221)로부터 방출되어 사용자의 뇌를 투과한 근적외선을 검출할 수 있다. Referring to FIG. 4, FIG. 4 shows a functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) for measuring a user's brain activity signal. It may refer to a biosignal measurement method in which a local brain activation signal can be extracted using the difference in absorption rate. In other words, it is possible to obtain hemodynamic information on neuronal activity and brain activity in the brain through blood oxygen saturation according to the near-infrared absorption rate through functional near-infrared spectroscopy (fNIRS). As shown in FIG. 4, the near-infrared ray emission module 221 can emit near-infrared rays to the user's brain, and the near-infrared ray detection module 222 detects near-infrared rays that are emitted from the near-infrared emission module 221 and penetrated the user's brain. can do.

또한, 전술한 생체신호분석부(400)에서 사용자의 심리상태가 분석되는 내용은 뇌 활성 신호 및 뇌전도 신호가 더 포함된 생체신호에도 동일하게 적용될 수 있다.In addition, the above-described bio-signal analysis unit 400 analyzes the user's psychological state may be equally applied to a bio-signal further including a brain activation signal and an EEG signal.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 시스템의 제어부(500)에서는 분석된 사용자의 심리상태에 대응되는 가상현실 컨텐츠에 대하여 딥러닝 알고리즘에 따라 미리 학습된 제어모델에 기초하여 컨텐츠제공부(100)가 제어될 수 있다.In the control unit 500 of the virtual reality content control system according to an embodiment of the present invention, a content providing unit based on a control model previously learned according to a deep learning algorithm for the virtual reality content corresponding to the analyzed user's mental state. 100) can be controlled.

즉, 제어부(500)에서는 사용자의 심리상태에 가장 적합한 가상현실 컨텐츠를 결정하기 위해서 심리상태의 변화를 일으키는 가상현실 컨텐츠에 관하여 딥러닝 알고리즘을 이용하여 제어모델을 학습시키고, 학습된 제어모델에 기초하여 최적의 가상현실 컨텐츠가 제공되도록 할 수 있다.That is, in order to determine the most suitable virtual reality content for the user's mental state, the control unit 500 learns a control model using a deep learning algorithm for the virtual reality content that causes a change in the mental state, and based on the learned control model. Thus, optimal virtual reality content can be provided.

본 발명의 일 실시 예로써, 가상현실 컨텐츠 제어 시스템을 이용한 가상현실 컨텐츠 제어 방법이 제공될 수 있다. 이하에서 설명하는 가상현실 컨텐츠 제어 방법과 관련하여 전술한 가상현실 컨텐츠 제어 시스템과 동일한 내용은 생략하였다.As an embodiment of the present invention, a virtual reality content control method using a virtual reality content control system may be provided. In connection with the virtual reality content control method described below, the same contents as those of the virtual reality content control system described above are omitted.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 방법을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of controlling virtual reality content according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 방법은 헤드 마운티드 디스플레이(HMD: head mounted display)를 통해 사용자에게 가상현실 컨텐츠가 제공되는 단계, 가상현실 컨텐츠와 동기화되어 모션의자부(200)가 구동되는 단계, 사용자에게 제공되는 가상현실 컨텐츠 및 모션의자부(200)의 구동에 대응하여 변화되는 사용자의 생체신호가 측정되는 단계, 측정된 생체신호를 기초로 사용자의 심리상태가 분석되는 단계 및 분석된 사용자의 심리상태에 따라 가상현실 컨텐츠의 제공 및 모션의자부(200)의 구동 중 적어도 어느 하나가 제어되는 단계가 포함될 수 있다.Referring to FIG. 7, in a virtual reality content control method according to an embodiment of the present invention, a virtual reality content is provided to a user through a head mounted display (HMD), and motion is synchronized with the virtual reality content. The step of driving the magnetic part 200, the step of measuring the user's bio-signals changed in response to the operation of the virtual reality content and motion chair part 200 provided to the user, and the user's psychological state based on the measured bio-signals It may include a step of controlling at least one of providing virtual reality content and driving the motion chair 200 according to the analyzing step and the analyzed mental state of the user.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 방법의 사용자의 심리상태가 분석되는 단계에서는 측정된 생체신호에 대한 평균, 표준편차 및 상관계수 중 적어도 어느 하나에 기초하여 심리상태 별 유의성 지수가 계산될 수 있다.In the step of analyzing the user's mental state of the virtual reality content control method according to an embodiment of the present invention, a significance index for each mental state is calculated based on at least one of the average, standard deviation, and correlation coefficient of the measured bio-signal. Can be.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 방법을 나타낸 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a method of controlling virtual reality content according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 방법의 사용자의 심리상태가 분석되는 단계에서는 측정된 생체신호에 대하여 전처리가 수행되는 단계, 전처리가 수행된 생체신호에 대하여 성분분석 알고리즘을 이용하여 노이즈가 필터링되는 단계, 필터링된 생체신호에 대한 평균, 표준편차 및 상관계수 중 적어도 어느 하나에 기초하여 추출된 정규분포 상 확률위치(z-score)에 기초하여 유의성 지수가 계산되는 단계가 포함될 수 있다.Referring to FIG. 8, in the step of analyzing the user's mental state of the virtual reality content control method according to an embodiment of the present invention, a step of performing pre-processing on a measured bio-signal, and a component of the pre-processed bio-signal The noise is filtered using an analysis algorithm, and a significance index is calculated based on a probability position (z-score) on the normal distribution extracted based on at least one of the average, standard deviation, and correlation coefficient of the filtered biosignal. May include steps to become.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가상현실 컨텐츠 제어 방법에 있어서, 분석된 사용자의 심리상태에 따라 가상현실 컨텐츠의 제공 및 모션의자부(200)의 구동 중 적어도 어느 하나가 제어되는 단계에서는 분석된 사용자의 심리상태에 대응되는 가상현실 컨텐츠에 대하여 딥러닝 알고리즘에 따라 미리 학습된 제어모델에 기초하여 컨텐츠의 제공에 대한 제어가 수행될 수 있다.In the virtual reality content control method according to an embodiment of the present invention, in the step of controlling at least one of providing virtual reality content and driving the motion chair 200 according to the analyzed user's mental state, the analyzed user The provision of contents may be controlled based on a control model learned in advance according to a deep learning algorithm for virtual reality contents corresponding to the mental state of.

한편, 본 발명의 일 실시 예로써, 전술한 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체가 제공될 수 있다.Meanwhile, as an embodiment of the present invention, a computer-readable recording medium in which a program for implementing the above-described method is recorded may be provided.

또한, 전술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터 판독 가능 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 본 발명의 다양한 방법들을 수행하기 위한 실행 가능한 컴퓨터 프로그램이나 코드를 기록하는 기록 매체는, 반송파(carrier waves)나 신호들과 같이 일시적인 대상들은 포함하는 것으로 이해되지는 않아야 한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, DVD 등)와 같은 저장 매체를 포함할 수 있다.In addition, the above-described method can be written as a program that can be executed on a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable medium. Further, the structure of the data used in the above-described method may be recorded on a computer-readable medium through various means. A recording medium for recording executable computer programs or codes for performing various methods of the present invention should not be understood as including temporary objects such as carrier waves or signals. The computer-readable medium may include a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, ROM, floppy disk, hard disk, etc.), and an optical reading medium (eg, CD-ROM, DVD, etc.).

전술한 본 발명의 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 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 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.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. .

20: 헤드 마운티드 디스플레이 40: 벨트부
50: 팔걸이부 60: 발판
100: 컨텐츠제공부 200: 모션의자부
300: 생체신호측정부 400: 생체신호분석부
500: 제어부
20: head mounted display 40: belt portion
50: armrest part 60: footrest
100: content providing unit 200: motion chair unit
300: biosignal measurement unit 400: biosignal analysis unit
500: control unit

Claims (12)

가상현실 컨텐츠 제어 시스템에 있어서,
헤드 마운티드 디스플레이(HMD: head mounted display)를 통해 사용자에게 가상현실 컨텐츠가 제공되는 컨텐츠제공부;
상기 가상현실 컨텐츠와 동기화되어 구동되는 모션의자부;
상기 사용자에게 제공되는 가상현실 컨텐츠 및 모션의자부의 구동에 대응하여 변화되는 사용자의 생체신호가 측정되는 생체신호측정부;
상기 측정된 생체신호를 기초로 상기 사용자의 심리상태가 분석되는 생체신호분석부; 및
상기 분석된 사용자의 심리상태에 따라 상기 컨텐츠제공부 및 모션의자부 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부;가 포함되는 가상현실 컨텐츠 제어 시스템.
In the virtual reality content control system,
A content providing unit that provides virtual reality content to a user through a head mounted display (HMD);
A motion chair unit driven in synchronization with the virtual reality content;
A bio-signal measuring unit for measuring a bio-signal of a user that is changed in response to the virtual reality content provided to the user and driving the motion chair;
A biosignal analysis unit for analyzing the user's psychological state based on the measured biosignal; And
A virtual reality content control system comprising: a control unit for controlling at least one of the content providing unit and the motion chair unit according to the analyzed psychological state of the user.
제 1 항에 있어서,
상기 생체신호측정부에는 상기 사용자의 혈류량 및 심박 변이도를 측정하기 위한 제 1 센서모듈;
상기 사용자 신체의 온도, 습도 및 임피던스 측정을 위한 제 2 센서모듈; 및
상기 사용자의 움직임 정보를 감지하기 위한 제 3 센서모듈;이 포함되는 가상현실 컨텐츠 제어 시스템.
The method of claim 1,
The bio-signal measuring unit includes: a first sensor module for measuring the user's blood flow and heart rate variability;
A second sensor module for measuring temperature, humidity, and impedance of the user's body; And
Virtual reality content control system including; a third sensor module for detecting the user's motion information.
제 2 항에 있어서,
상기 모션의자부의 레그부, 팔걸이부 및 벨트부 중 적어도 어느 하나에는 상기 제 1 센서모듈, 제 2 센서모듈 및 제 3 센서모듈이 소정의 형태로 배치되는 가상현실 컨텐츠 제어 시스템.
The method of claim 2,
A virtual reality content control system in which the first sensor module, the second sensor module, and the third sensor module are arranged in a predetermined shape in at least one of the leg portion, the armrest portion, and the belt portion of the motion chair portion.
제 1 항에 있어서,
상기 생체신호분석부에서는 상기 측정된 생체신호에 대한 평균, 표준편차 및 상관계수 중 적어도 어느 하나에 기초하여 심리상태 별 유의성 지수가 계산되는 가상현실 컨텐츠 제어 시스템.
The method of claim 1,
The bio-signal analysis unit calculates a significance index for each psychological state based on at least one of an average, a standard deviation, and a correlation coefficient for the measured bio-signal.
제 4 항에 있어서,
상기 생체신호분석부에서는 상기 측정된 생체신호에 대하여 전처리가 수행되고, 상기 전처리가 수행된 생체신호에 대하여 성분분석 알고리즘을 이용하여 노이즈가 필터링되며, 필터링된 생체신호에 대한 평균, 표준편차 및 상관계수 중 적어도 어느 하나에 기초하여 추출된 정규분포 상 확률위치(z-score)에 기초하여 상기 유의성 지수가 계산되는 가상현실 컨텐츠 제어 시스템.
The method of claim 4,
In the biosignal analysis unit, preprocessing is performed on the measured biosignal, noise is filtered using a component analysis algorithm for the biosignal subjected to the preprocessing, and the average, standard deviation and correlation of the filtered biosignal A virtual reality content control system in which the significance index is calculated based on a probability position (z-score) on a normal distribution extracted based on at least one of the coefficients.
제 1 항에 있어서,
상기 생체신호에는 사용자의 뇌로부터 발생되는 뇌전도(EEG: electroencephalogram) 신호 및 기능적 근적외선 분광법(fNIRS: functional near-infrared spectroscopy)을 이용하여 측정되는 사용자의 뇌 활성 신호가 더 포함되고,
상기 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)에는 상기 사용자의 두부에 착용되도록 하기 위한 착용부가 더 포함되며, 상기 착용부에는 상기 뇌전도 신호를 측정하기 위한 뇌전도 센싱모듈, 상기 뇌 활성 신호를 측정하기 위한 근적외선 방출 모듈 및 근적외선 검출 모듈이 소정의 위치에 배치되는 가상현실 컨텐츠 제어 시스템.
The method of claim 1,
The biosignal further includes an electroencephalogram (EEG) signal generated from the user's brain and a brain activity signal of the user measured using a functional near-infrared spectroscopy (fNIRS),
The head mounted display (HMD) further includes a wearing part for being worn on the user's head, and the wearing part includes an electroencephalogram sensing module for measuring the EEG signal, a near-infrared emission module for measuring the brain activation signal, and Virtual reality content control system in which the near-infrared ray detection module is disposed at a predetermined position.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부에서는 상기 분석된 사용자의 심리상태에 대응되는 가상현실 컨텐츠에 대하여 딥러닝 알고리즘에 따라 미리 학습된 제어모델에 기초하여 상기 컨텐츠제공부가 제어되는 가상현실 컨텐츠 제어 시스템.
The method of claim 1,
The virtual reality content control system in which the content provider controls the virtual reality content corresponding to the analyzed user's mental state based on a control model previously learned according to a deep learning algorithm.
가상현실 컨텐츠 제어 시스템을 이용한 가상현실 컨텐츠 제어 방법에 있어서,
헤드 마운티드 디스플레이(HMD: head mounted display)를 통해 사용자에게 가상현실 컨텐츠가 제공되는 단계;
상기 가상현실 컨텐츠와 동기화되어 모션의자부가 구동되는 단계;
상기 사용자에게 제공되는 가상현실 컨텐츠 및 모션의자부의 구동에 대응하여 변화되는 사용자의 생체신호가 측정되는 단계;
상기 측정된 생체신호를 기초로 상기 사용자의 심리상태가 분석되는 단계; 및
상기 분석된 사용자의 심리상태에 따라 상기 가상현실 컨텐츠의 제공 및 상기 모션의자부의 구동 중 적어도 어느 하나가 제어되는 단계;가 포함되는 가상현실 컨텐츠 제어 방법.
In the virtual reality content control method using a virtual reality content control system,
Providing virtual reality content to a user through a head mounted display (HMD);
Driving the motion chair unit in synchronization with the virtual reality content;
Measuring a bio-signal of a user that changes in response to the virtual reality content provided to the user and driving of the motion chair;
Analyzing the psychological state of the user based on the measured biometric signal; And
Controlling at least one of providing the virtual reality content and driving the motion chair according to the analyzed psychological state of the user.
제 8 항에 있어서,
상기 사용자의 심리상태가 분석되는 단계에서는 상기 측정된 생체신호에 대한 평균, 표준편차 및 상관계수 중 적어도 어느 하나에 기초하여 심리상태 별 유의성 지수가 계산되는 가상현실 컨텐츠 제어 방법.
The method of claim 8,
In the step of analyzing the user's mental state, a significance index for each mental state is calculated based on at least one of an average, a standard deviation, and a correlation coefficient for the measured biological signal.
제 9 항에 있어서,
상기 사용자의 심리상태가 분석되는 단계에서는 상기 측정된 생체신호에 대하여 전처리가 수행되는 단계, 상기 전처리가 수행된 생체신호에 대하여 성분분석 알고리즘을 이용하여 노이즈가 필터링되는 단계, 상기 필터링된 생체신호에 대한 평균, 표준편차 및 상관계수 중 적어도 어느 하나에 기초하여 추출된 정규분포 상 확률위치(z-score)에 기초하여 유의성 지수가 계산되는 단계가 포함되는 가상현실 컨텐츠 제어 방법.
The method of claim 9,
In the step of analyzing the user's psychological state, pre-processing is performed on the measured bio-signal, noise is filtered using a component analysis algorithm for the pre-processed bio-signal, and the filtered bio-signal is A virtual reality content control method comprising the step of calculating a significance index based on a probability position (z-score) on a normal distribution extracted based on at least one of a mean, a standard deviation, and a correlation coefficient.
제 8 항에 있어서,
상기 분석된 사용자의 심리상태에 따라 상기 가상현실 컨텐츠의 제공 및 상기 모션의자부의 구동 중 적어도 어느 하나가 제어되는 단계에서는 상기 분석된 사용자의 심리상태에 대응되는 가상현실 컨텐츠에 대하여 딥러닝 알고리즘에 따라 미리 학습된 제어모델에 기초하여 상기 컨텐츠의 제공에 대한 제어가 수행되는 가상현실 컨텐츠 제어 방법.
The method of claim 8,
In the step of controlling at least one of the provision of the virtual reality content and the driving of the motion chair according to the analyzed user's mental state, a deep learning algorithm is used for the virtual reality content corresponding to the analyzed user's mental state. Accordingly, a virtual reality content control method in which control for provision of the content is performed based on a control model learned in advance.
제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.
A computer-readable recording medium on which a program for implementing the method of any one of claims 8 to 11 is recorded.
KR1020190038397A 2019-04-02 2019-04-02 The virtual reality contents control system and the virtual reality contents control method operating by the same KR20200117089A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190038397A KR20200117089A (en) 2019-04-02 2019-04-02 The virtual reality contents control system and the virtual reality contents control method operating by the same
KR1020220174092A KR102595088B1 (en) 2019-04-02 2022-12-13 The virtual reality contents control system and the virtual reality contents control method operating by the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190038397A KR20200117089A (en) 2019-04-02 2019-04-02 The virtual reality contents control system and the virtual reality contents control method operating by the same

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220174092A Division KR102595088B1 (en) 2019-04-02 2022-12-13 The virtual reality contents control system and the virtual reality contents control method operating by the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200117089A true KR20200117089A (en) 2020-10-14

Family

ID=72847076

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190038397A KR20200117089A (en) 2019-04-02 2019-04-02 The virtual reality contents control system and the virtual reality contents control method operating by the same
KR1020220174092A KR102595088B1 (en) 2019-04-02 2022-12-13 The virtual reality contents control system and the virtual reality contents control method operating by the same

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220174092A KR102595088B1 (en) 2019-04-02 2022-12-13 The virtual reality contents control system and the virtual reality contents control method operating by the same

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR20200117089A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102269428B1 (en) * 2020-10-29 2021-06-29 주식회사 엑스알텍 Dementia and brain disease diagnosis and preventive treatment treatment system and solution based on artificial intelligence and big data and using virtual reality
KR102379132B1 (en) * 2021-06-30 2022-03-30 액티브레인바이오(주) device and method for providing digital therapeutics information
KR20220095535A (en) 2020-12-30 2022-07-07 숭실대학교산학협력단 METHOD FOR EXTRACTING BRAIN ACTIVATION AREA USING POLYNOMIAL REGRESSION FROM fNIRS DATA, RECORDING MEDIUM AND DEVICE FOR PERFORMING THE METHOD
FR3124937A1 (en) * 2021-07-12 2023-01-13 Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives Device for determining a cerebral response to a sensory stimulus
KR20230040092A (en) * 2021-09-15 2023-03-22 사회복지법인 삼성생명공익재단 Method, Computer Program And System For Linking Video Content and Motion Chair
WO2023043012A1 (en) * 2021-09-15 2023-03-23 사회복지법인 삼성생명공익재단 Biofeedback method using image content, computer program, and system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070012977A (en) 2005-07-25 2007-01-30 장영준 Safe shower unit for the blind

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101765151B1 (en) * 2016-04-04 2017-08-04 삼성물산 주식회사 Apparatus and method for controlling virtual reality contents using information obtained from cybernaut's body

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070012977A (en) 2005-07-25 2007-01-30 장영준 Safe shower unit for the blind

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102269428B1 (en) * 2020-10-29 2021-06-29 주식회사 엑스알텍 Dementia and brain disease diagnosis and preventive treatment treatment system and solution based on artificial intelligence and big data and using virtual reality
KR20220095535A (en) 2020-12-30 2022-07-07 숭실대학교산학협력단 METHOD FOR EXTRACTING BRAIN ACTIVATION AREA USING POLYNOMIAL REGRESSION FROM fNIRS DATA, RECORDING MEDIUM AND DEVICE FOR PERFORMING THE METHOD
KR102379132B1 (en) * 2021-06-30 2022-03-30 액티브레인바이오(주) device and method for providing digital therapeutics information
KR102388595B1 (en) * 2021-06-30 2022-04-25 액티브레인바이오(주) device for determining a brain condition and providing digital therapeutics information
KR102388596B1 (en) * 2021-06-30 2022-04-25 액티브레인바이오(주) device and method that collect signals related to the brain in an active state and provide digital therapeutics information
EP4111966A1 (en) * 2021-06-30 2023-01-04 Actibrain Bio, Inc. Digital content-based device for providing therapeutics information and method thereof
FR3124937A1 (en) * 2021-07-12 2023-01-13 Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives Device for determining a cerebral response to a sensory stimulus
WO2023285360A1 (en) * 2021-07-12 2023-01-19 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Device for determining a brain response to a sensory stimulus
KR20230040092A (en) * 2021-09-15 2023-03-22 사회복지법인 삼성생명공익재단 Method, Computer Program And System For Linking Video Content and Motion Chair
WO2023043012A1 (en) * 2021-09-15 2023-03-23 사회복지법인 삼성생명공익재단 Biofeedback method using image content, computer program, and system
WO2023043011A1 (en) * 2021-09-15 2023-03-23 사회복지법인 삼성생명공익재단 Method, computer program, and system for interlinking image content and motion chair

Also Published As

Publication number Publication date
KR102595088B1 (en) 2023-10-27
KR20220167792A (en) 2022-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102595088B1 (en) The virtual reality contents control system and the virtual reality contents control method operating by the same
US11399761B2 (en) Systems and methods for analyzing brain activity and applications thereof
KR102378278B1 (en) The biological signal analysis system and biological signal analysis method for operating by the system
US8439686B2 (en) Device, system, and method for treating psychiatric disorders
KR20180134310A (en) Appratus for controlling integrated supervisory of pilots status and method for guiding task performance ability of pilots using the same
KR102388596B1 (en) device and method that collect signals related to the brain in an active state and provide digital therapeutics information
Bălan et al. A machine learning approach to automatic phobia therapy with virtual reality
US20220022790A1 (en) Ai (artificial intelligence) based device for providing brain information
CN110772699A (en) Attention training system for automatically adjusting heart rate variability based on virtual reality
KR20220136973A (en) System and method for providing virtual-reality contents for relaxation training to the user so that the user's phychology is stabilized
KR102235716B1 (en) Learning disorder diagnosing/cure apparatus and method using virtual reality
KR20200019403A (en) The stress relaxation system and stress relaxation method by the system
Chen The Evaluation and Application of Bio-Emotion Estimation Methods
KR20220012139A (en) System and method for providing virtual-reality contents for cognitive behavior training to the user so that the user's phychology is stabilized
CN117582655A (en) VR game emotion regulation and control method based on EEG signals

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination
A107 Divisional application of patent