KR20200127469A - 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템은 사람의 행동을 인식하고, 상기 사람의 행동 패턴에 따라 미리 저장된 소리 및 시각적 효과를 출력하는 게이트웨이, 상기 사람의 조작에 의해 미리 저장된 소리 및 시각적 효과를 출력하는 적어도 하나 이상의 스마트 장난감 및 상기 게이트웨이 및 스마트 장난감에 의해 수집된 상기 사람의 행동 패턴을 분석하여 분석 데이터를 생성하는 서버를 포함하고, 상기 게이트웨이는, 상기 스마트 장난감 및 서버와 데이터 통신하며, 상기 사람의 행동 패턴을 수집하고 데이터화 하여 상기 서버로 전송하고, 상기 사람 이외에도 시스템 사용자, 관리자, 및 제3자에게 시스템 설정에 대한 사용자 인터페이스를 제공하며, 상기 스마트 장난감은, 상기 게이트웨이와는 별도로 상기 사람의 행동 패턴을 인식 및 수집하여 상기 게이트웨이와 공유하며, 상기 서버는 상기 분석 데이터를 상기 게이트웨이와 공유하여 상기 사람이 자신의 행동 패턴을 인식할 수 있도록 하고, 동시에 상기 시스템 사용자, 관리자, 및 제3자에게 상기 분석 데이터를 제공하며, 상기 게이트웨이와 스마트 장난감이 상기 사람의 행동 패턴에 변화를 감지한 경우, 상기 서버를 통하여 상기 시스템 사용자, 관리자, 및 제3자에게 상기 변화에 대한 알람을 제공한다.

Description

스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템{INTERACTION SYSTEM WITH A PERSON USING A SMART TOY}
본 발명은 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템에 관한 것으로써, 보다 구체적으로는 능동적으로 사람의 행동 및 생활 환경을 감지하는 게이트웨이와 사람의 조작을 수동적으로 감지하여 시스템을 사용하는 사람의 전반적인 행동 패턴의 변화를 감지할 수 있는 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템에 관한 것이다.
최근 개인주의 문화가 보편화되면서, 혼자 생활하는 1인 가구의 수가 급격히 증가하고 있다.
특히, 고령화 사회에 접어들면서, 전체 1인 가구 중 독거 노인으로 구성된 1인 가구의 비율이 매우 빠르게 증가하고 있는 추세이다.
이러한 1인 가구는 나이나 질병으로 인한 사고가 발생 시 가족, 의료기관, 지자체에서 파악하여 대응하기가 어려우며, 이로 인해 독거 노인이 사망하는 경우가 종종 발생하고 있다.
이러한 대처 미흡으로 인한 독거 노인의 사망을 예방함과 동시에, 1인 가구의 구성원이 느끼는 외로움, 고독감, 단절감과 같은 감정의 완화를 위하여 1인 가구의 생활 패턴이나 행동 패턴을 모니터링하여 구성원과 상호 작용할 수 있는 시스템에 대한 필요가 있다.
본 발명은 스마트 장난감 사용자의 생활 패턴 정보를 수집 및 분석하여 사용자에게 다양한 정보와 알림을 제공하는 것으로 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 홀로 거주하는 사람의 돌연사를 방지하기 위해 시스템 사용자 이외에 관리자 및 제3자에게 시스템 사용자의 행동 패턴의 변화를 알려줄 수 있는 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 사람의 행동을 인식하고, 상기 사람의 행동 패턴에 따라 미리 저장된 소리 및 시각적 효과를 출력하는 게이트웨이, 상기 사람의 조작에 의해 미리 저장된 소리 및 시각적 효과를 출력하는 적어도 하나 이상의 스마트 장난감 및 상기 게이트웨이 및 스마트 장난감에 의해 수집된 상기 사람의 행동 패턴을 분석하여 분석 데이터를 생성하는 서버를 포함하고, 상기 게이트웨이는 상기 스마트 장난감 및 서버와 데이터 통신하며, 상기 사람의 행동 패턴을 수집하고 데이터화 하여 상기 서버로 전송하고, 상기 사람 이외에도 시스템 사용자, 관리자, 및 제3자에게 시스템 설정에 대한 사용자 인터페이스를 제공하며, 상기 스마트 장난감은 상기 게이트웨이와는 별도로 상기 사람의 행동 패턴을 인식 및 수집하여 상기 게이트웨이와 공유하며, 상기 서버는 상기 분석 데이터를 상기 게이트웨이와 공유하여 상기 사람이 자신의 행동 패턴을 인식할 수 있도록 하고, 동시에 상기 시스템 사용자, 관리자, 및 제3자에게 상기 분석 데이터를 제공하며, 상기 게이트웨이와 스마트 장난감이 상기 사람의 행동 패턴에 변화를 감지한 경우, 상기 서버를 통하여 상기 시스템 사용자, 관리자, 및 제3자에게 상기 변화에 대한 알람을 제공하는 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템을 제공한다.
상기 게이트웨이는 상기 사람의 행동과 상기 사람이 거주하는 장소의 온도, 습도, 조도 및 공기 성분을 포함하는 생활 환경 정보를 능동적으로 인식할 수 있는 제1 센싱부, 상기 사람의 행동 패턴에 따라, 미리 설정된 소리 및 시각 효과로 표현되는 상호 작용 a를 출력하는 제1 출력부, 상기 스마트 장난감 및 서버와 데이터 통신을 하는 제1 통신부, 상기 제1 센싱부, 제1 출력부, 제1 통신부의 동작을 제어하고, 상기 사람, 시스템 사용자, 관리자 및 제3자가 입력한 명령을 처리하는 제1 제어부 및 상기 제1 센싱부, 제1 출력부, 제1 통신부 및 제1 제어부에 전원을 공급하는 제1 전원부를 포함할 수 있다.
상기 제1 센싱부는 RTC(Real Time Clock), PIR(Passive InfraRed) 센서, 초음파 센서, 가스 검출 센서, 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서 및 공기성분감지 센서 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 게이트웨이는 상기 사람에 대한 개인 설정 값 및 상기 서버로부터 피드백 된 상기 분석 데이터를 저장할 수 있는 메모리부를 더 포함할 수 있다.
상기 스마트 장난감은 상기 사람의 행동과 상기 스마트 장난감에 대한 상기 사람의 조작을 수동적으로 인식할 수 있는 제2 센싱부, 상기 사람의 행동 패턴 및 상기 조작에 따라, 미리 설정된 소리 및 시각 효과로 표현되는 상호 작용 b를 출력하는 제2 출력부, 다른 스마트 장난감 및 상기 게이트웨이와 데이터 통신을 하는 제2 통신부, 상기 제2 센싱부, 제2 출력부, 제2 통신부의 동작을 제어하고, 상기 사람에 의해 입력된 조작을 처리하는 제2 제어부 및 상기 제2 센싱부, 제2 출력부, 제2 통신부 및 제2 제어부에 전원을 공급하는 제2 전원부를 포함할 수 있다.
상기 제2 센싱부는 압력 센서, 터치 감응 센서, 가속도 센서, PIR 센서, 초음파 센서 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제2 전원부는 전력을 저장할 수 있는 베터리, 무선으로 전력을 수신할 수 있는 RX 코일 및 전력 및 데이터 입출력 단자를 더 포함할 수 있다.
상기 서버는 상기 분석 데이터를 저장할 수 있는 데이터베이스, 공중 연결망인 인터넷에 접속할 수 있는 제3 통신부, 상기 데이터베이스와 제3 통신부의 동작을 제어하는 제3 제어부 및 상기 데이터베이스에 저장된 상기 분석 데이터를 자가 학습하는 학습 모듈을 더 포함하며, 상기 학습 모듈은 상기 분석 데이터에 포함된 상기 사람의 제1 행동 패턴이 미리 저장되어 있는 사람의 제2 행동 패턴과 얼마나 유사한지 여부를 산출하고, 제1 및 제2 행동 패턴 사이의 유사도가 낮을 경우, 상기 제1 행동 패턴에 대한 새로운 상호 작용 c를 생성하며, 상기 새로운 상호 작용 c를 상기 데이터베이스, 게이트웨이에 피드백할 수 있다.
상기 사람, 시스템 사용자, 관리자, 및 제3자가 상기 분석 데이터를 열람할 수 있고, 상기 게이트웨이에 설정 값을 입력할 수 있도록 사용자 인터페이스를 제공하는 사용자용 단말 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 사용자용 단말 장치는 스마트폰, 태블릿 및 랩탑 컴퓨터를 포함하는 모바일 디바이스 또는 데스크탑, 키오스크 및 다른 서버를 포함하는 컴퓨팅 디바이스를 포함할 수 있다.
상기 데이터 통신은 와이파이, 블루투스, 무선 주파수, 표준 데이터 통신 방식 중 적어도 하나 이상의 방식으로 이루어질 수 있다.
본 발명은 상기의 다른 목적을 달성하기 위하여, 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템을 사용하여 사람의 행동 및 생활 패턴을 파악하여 사람과 상호 작용하는 방법에 있어서, 게이트웨이의 제1 센싱부가 생활 환경에 대한 정보를 센싱하는 1차 센싱 단계, 상기 게이트웨이의 제1 센싱부 및 스마트 장난감의 제2 센싱부가 사람의 행동을 감지하는 2차 센싱 단계, 서버가 상기 1차 및 2차 센싱 단계로부터 생성된 센싱 데이터를 수신하는 단계, 서버가 상기 센싱 데이터에 근거하여, 상기 사람의 행동 패턴 및 상기 사람이 생활하는 공간에 대한 생활 정보를 분석하는 분석 단계, 상기 서버가 상기 분석 단계로부터 산출된 분석 데이터를 이용하여 상기 게이트웨이 및 스마트 장난감이 출력할 상호 작용을 생성하는 단계, 상기 서버가 상기 상호 작용을 상기 게이트웨이 및 스마트 장난감에 피드백하는 단계, 상기 게이트웨이의 제1 제어부가 상기 게이트웨이의 제1 출력부 및 스마트 장난감의 제2 출력부 중 적어도 하나 이상에게 소리 및 시각 효과를 출력할 것을 요청하는 출력 요청 단계 및 상기 게이트웨이의 제1 출력부 및 상기 스마트 장난감의 제2 출력부 중 적어도 어느 하나 이상에서 소리 및 시각 효과가 출력되는 출력 단계;를 포함하는 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템을 사용하여 사람과 상호 작용하는 방법을 제공한다.
상기 1차 센싱 단계 이전에, 사람, 시스템 사용자, 관리자 및 제3자 중 적어도 한명 이상에 의해 입력된 설정 값을 게이트웨이가 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 피드백하는 단계는 상기 서버가 시스템 사용자 이외에 관리자 및 제3자에게 상기 시스템 사용자의 행동 패턴에 변화가 있음을 알려주는 알림을 전송하는 알림 전송 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 분석 단계는 상기 서버가 상기 분석 단계로부터 도출된 분석 데이터를 데이터베이스에 저장하는 단계, 상기 서버의 학습 모듈이 상기 데이터베이스에 접근하여 상기 분석 데이터를 학습하는 단계, 상기 학습 모듈이 상기 데이터베이스에 저장된 기존의 사용자 행동 패턴 a와 상기 분석 데이터에 포함된 사용자 행동 패턴 b의 유사도를 산출하는 단계, 상기 유사도가 일정 수치 이하로 나온 경우, 상기 학습 모듈이 인터넷을 통하여 상기 행동 패턴 b와 유사한 행동 패턴을 검색하는 단계, 상기 학습 모듈이 상기 행동 패턴 b에 대하여 새로운 상호 작용을 생성하는 단계 및 상기 학습 모듈이 상기 데이터베이스에 상기 새로운 상호 작용을 저장하고, 상기 게이트웨이에 상기 새로운 상호 작용을 피드백하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템은 독거 노인과 같이 홀로 거주하는 사람에게 발생할 수 있는 건강 상 이상을 관리자 및 제3자가 조기에 원격으로 파악할 수 있도록 하고, 이에 대하여 적절한 대응을 할 수 있도록 유도하므로, 독거 노인의 고독사 비율을 대폭 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템은 시스템 사용자의 행동 패턴을 시스템 스스로 계속 분석하고 학습하여 시스템 사용자의 취향에 알맞은 상호 작용을 할 수 있으므로, 사용자의 감성을 자극하는데 매우 효과적이며, 사용자의 외로움을 감쇄할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스마트 장난감의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 게이트웨이의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 서버의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 사용자용 단말 장치의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 귀와 다리를 가진 스마트 장난감을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 셋탑 박스의 형태로 구성된 게이트웨이를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자용 단말 장치에서 구현되는 어플리케이션을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 시스템을 사용하여 사람과 상호 작용하는 방법이 시스템 상에서 단계 별로 수행되는 것을 나타내는 순서도이다.
도 10은 본 발명에 따른 학습 모듈이 사람의 행동 패턴을 자가 학습하고 새로운 상호 작용을 생성하는 과정을 나타내는 순서도이다.
이하에서 설명되는 모든 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 나타낸 것이며, 여기에 설명된 실시 예들과 다르게 변형되어 다양한 실시 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 공지 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위해서 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있으며, 각 구성요소들에 참조번호를 기재할 때, 동일한 구성요소들에 대해서는 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시하였다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결', '결합' 또는 '접속'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명에 대한 다양한 변형 실시 예들이 있을 수 있다.
그리고, 본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 첨부된 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템(100)에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템(100)의 구성을 나타내는 개념도이며, 도 2는 본 발명에 따른 스마트 장난감(1001)의 구성을 나타내는 개념도이고, 도 3은 본 발명에 따른 게이트웨이(1100)의 구성을 나타내는 개념도이며, 도 4는 본 발명에 따른 서버(1200)의 구성을 나타내는 개념도이다.
또한, 도 5는 본 발명에 따른 사용자용 단말 장치(1300)의 구성을 나타내는 개념도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 귀와 다리를 가진 스마트 장난감(1001)을 구현한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 셋탑 박스의 형태로 구성된 게이트웨이(1100)를 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자용 단말 장치(1300)에서 구현되는 어플리케이션을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템(100)은 적어도 하나 이상의 스마트 장난감(1001, 1002, 1003)과 게이트웨이(1100) 및 서버(1200)를 포함하며, 스마트 장난감(1002, 1003)만을 사용하는 사람인 사용자, 스마트 장난감(1001) 및 게이트웨이(1100)를 모두 사용하는 사람인 시스템 사용자, 이러한 시스템(100)의 관리자 및 상술한 사용자들과 관리자를 제외한 제3자가 사용하는 사용자 단말 장치(1300)를 더 포함한다.
스마트 장난감(1001)은 사람의 조작에 따라 미리 저장된 소리 및 시각적 효과를 출력한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 장난감(1001, 1002, 1003)은 제2 제어부(10100), 제2 통신부(10110), 제2 센싱부(10120), 제2 출력부(10130) 및 제2 전원부(10140)를 포함한다.
우선, 제2 제어부(10100)는 제2 센싱부(10120), 제2 출력부(10130), 제2 통신부(10110)의 기본적인 동작을 제어하고, 사람에 의해 스마트 장난감(1001)에 조작이 입력되면 입력된 조작에 따라 스마트 장난감(1001)이 반응을 하도록 처리한다.
제2 통신부(10110)는 하나의 스마트 장난감(1001)이 다른 스마트 장난감(1001) 또는 게이트웨이(1100)와 데이터 통신을 가능하게 한다.
한편, 본 발명에서 데이터 통신은, IEEE에서 재정된 통신 표준인 3G, 4G, LTE 및 5G를 포함하는 통신 표준 방식, 와이파이(Wi-fi), 블루투스(Bluetooth) 및 무선 주파수(RF) 방식을 모두 포함하는 데이터 통신을 의미한다.
따라서, 이하에서 데이터 통신이라 지칭할 경우, 상술한 통신 표준 방식, 와이파이(Wi-fi), 블루투스(Bluetooth) 및 무선 주파수(RF) 방식 중 적어도 하나 이상의 방식을 사용하여 동종 또는 이종 디바이스간 데이터 통신을 하는 것을 전제로 하여 설명한다.
본 발명에 따른 제2 센싱부(10120)는 스마트 장난감(1001)에 대한 사람의 조작이 있을 경우, 이러한 조작을 수동적으로 인식할 수 있는 센서들로 구성되어 있다.
따라서, 사람의 행동을 감지하기 위해, 제2 센싱부(10120)는 압력 센서(미도시), 터치 감응 센서(10121), 가속도 센서(10122), PIR 센서(Passive InfraRed Sensor)(미도시), 초음파 센서(미도시) 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
제2 출력부(10130)는 스마트 장난감(1001)이 인식한 사람의 행동 패턴 및 사람이 스마트 장난감에 가한 조작의 종류에 따라, 미리 설정된 다양한 상호 작용 중에서 해당 행동 패턴 및 조작에 대응하는 상호 작용을 출력한다.
이렇게 제2 출력부(10130)에서 출력되는 상호 작용은 소리 및 시각 효과로 구성되며, 추후 구체적으로 설명할 게이트웨이(1100)의 제1 출력부(11130)에서 출력되는 상호 작용과는 다르게 구성될 수 있다.
따라서, 제2 출력부(10130)에서 출력되는 상호 작용을 게이트웨이(1100)의 제1 출력부(11130)에서 출력되는 상호 작용과 구분하기 위해, 제2 출력부(10130)에서 출력되는 상호 작용을 '상호 작용 b'라고 하고, 게이트웨이(1100)의 제1 출력부(11130)에서 출력되는 상호 작용을 '상호 작용 a'라고 할 수 있다.
한편, 제1 및 제2 출력부(11130, 10130)에서 출력되는 상호 작용은 모두 동일하게 소리 및 시각적 효과 중 적어도 하나 이상으로 구성된다.
제2 전원부(10140)는 제2 센싱부(10120), 제2 출력부(10130), 제2 통신부(10110) 및 제2 제어부(10100)에 전원을 공급하도록 구성되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 전력을 저장할 수 있는 제2 베터리(10141), 무선으로 전력을 수신할 수 있는 RX 코일(10143) 및 전력 및 데이터를 입출력 할 수 있는 제2 단자(10142)를 더 포함한다.
특히, 제2 단자(10142)가 micro USB 단자로 구성될 경우, 전력과 데이터 송수신을 동시에 수행할 수 있다.
한편, 스마트 장난감(1001)은 후술할 게이트웨이(1100)와는 별도로 사람의 행동 패턴을 인식하고 수집하며, 사람이 스마트 장난감(1001)에 가한 조작 내용과 사람의 행동 패턴을 게이트웨이(1100)와 함께 공유한다.
또한, 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 장난감(1001)은 귀와 다리를 가진 인형의 형태로 구현될 수 있다.
하지만, 이는 어디까지나, 본 발명에 따른 스마트 장난감(1001)을 예시적으로 구현한 것에 불과하며, 시스템 사용자나 스마트 장난감(1001)을 이용하는 사람의 감성을 자극할 수 있도록 다양한 형태와 모양을 가진 인형 또는 장난감으로 구현될 수 있다.
게이트웨이(1100)는 스마트 장난감(1001)과 유사하게 사람의 행동을 인식하고, 인식된 사람의 행동을 기반으로 사람의 행동 패턴을 파악하여, 미리 저장된 다양한 상호 작용 중에서 해당 행동 패턴에 대응하는 '상호 작용 a'를 출력한다.
아울러 '상호 작용 a'역시 소리 및 시각적 효과로 구성되어 있음은 이미 상술한 바와 같다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 게이트웨이(1100)는 제1 센싱부(11120), 제1 출력부(11130), 제1 통신부(11110), 제1 제어부(11100) 및 제1 전원부(11140)를 포함한다.
우선, 제1 제어부(11100)는 제1 센싱부(11120), 제1 출력부(11130), 제1 통신부(11110)의 기본적인 동작을 제어하고, 사람, 시스템 사용자, 관리자 및 제3자가 설정 값이나 명령을 처리하여 게이트웨이(1100)에 반영되도록 한다.
제1 센싱부(11120)는 게이트웨이(1100)와 일정한 범위의 거리에 있는 사람의 행동과 그 사람이 거주하는 장소의 온도, 습도, 조도 및 공기 성분을 포함하는 생활 환경 정보를 능동적으로 인식한다.
따라서, 사람의 행동을 감지하고, 그 사람이 거주하는 장소의 생활 환경 정보를 감지하기 위해, 제1 센싱부(11120)는 RTC(Real Time Clock), PIR(Passive InfraRed) 센서, 초음파 센서, 가스 검출 센서, 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서 및 공기성분감지 센서 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
또한, 제1 출력부(11130)는 게이트웨이(1100)가 인식한 사람의 행동 패턴 및 사람이 생활하고 있는 환경 조건에 따라, 미리 설정된 다양한 상호 작용 중에서 해당 행동 패턴 및 환경 조건에 대응하는 상호 작용을 출력한다.
이렇게 제1 출력부(11130)에서 출력되는 상호 작용은 상술한 바와 같이, 상호 작용 a라고 할 수 있으며, 소리 및 시각 효과로 구성되고, 스마트 장난감(1001)의 제2 출력부(10130)에서 출력되는 상호 작용 b와는 다르게 구성될 수 있다.
한편, 제1 통신부(11110)는 스마트 장난감(1001) 및 서버(1200)와 데이터 통신을 가능하게 한다.
제1 전원부(11140)는 제1 센싱부(11120), 제1 출력부(11130), 제1 통신부(11110) 및 제1 제어부(11100)에 전원을 공급하며, 도 3에 도시된 바와 같이, 전력을 저장할 수 있는 제1 베터리(11141), 무선으로 전력을 송신할 수 있는 TX 코일(11143) 및 전력 및 데이터를 입출력하기 위한 제1 단자(11142)를 더 포함한다.
게이트웨이(1100)에 포함된 제1 전원부(11140)의 TX 코일(11143)은 스마트 장난감(1001)에 포함된 제2 전원부(10140)의 RX 코일(10143)로 무선 전력을 송신하여, 자기장 유도 방식에 의해 RX 코일(10143)에서 전력이 생성되도록 한다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 게이트웨이(1100)는 메모리부(11150)를 더 포함할 수 있다.
메모리부(11150)는 사람, 시스템 사용자, 관리자 등에 의해 설정된 개인 설정 값과 서버(1200)로부터 피드백 된 사람의 행동 패턴을 분석한 분석 데이터를 저장할 수 있다.
따라서, 게이트웨이(1100)는 서버(1200)와 데이터 통신을 할 수 없는 경우에도, 사람의 행동 패턴을 인식한 뒤, 인식된 사람의 행동 패턴과 메모리부(11150)에 저장된 분석 데이터를 비교하여, 유사도가 가장 높은 사람의 행동 패턴에 대한 분석 데이터를 선별할 수 있으며, 해당 분석 데이터에 포함된 상호 작용 a를 제1 출력부(11130)를 통해 출력할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 게이트웨이(1100)는 게이트웨이(1100)를 포함하는 다양한 컴퓨팅 디바이스들과 근거리 통신망(LAN) 및 공중 통신망(Internet)을 상호 접속시킬 수 있도록 구성된다.
이 경우, 게이트웨이(1100)는 라우터(router)와 동일한 개념으로 볼 수 있으며, 패킷(packet)을 다른 네트워크로 보내주는 역할을 한다.
한편, 본 발명에 따른 게이트웨이(1100)는 미니 컴퓨터, 허브(Hub) 또는 셋탑 박스(Set top box)로 구성될 수 있으며, 제1 제어부(11100)가 프로세서 유닛을 포함하므로, 게이트웨이 프로세서(gateway　processor)라고도 불린다.
게이트웨이(1100)는 근거리 통신망(LAN) 및 공중 통신망(Internet)을 통해 다른 컴퓨팅 디바이스들과 네트워크　통신을 행할 경우, 각 컴퓨팅 디바이스들 간의 통신 속도를 제어하고,　트래픽을 제어하며, 네트워크 사이에서 컴퓨팅 디바이스 각각에 할당된 어드레스의 변환과 같은 복잡한　연산 작업을 처리해야 하므로, 미니 컴퓨터 정도의 능력을 갖는 프로세서 유닛이 필요하며, 따라서 제1 제어부(11100)는 자체적으로 프로세서 유닛과 메모리를 포함하는 것이 바람직하다.
이렇게, 자체적으로 프로세서 유닛과 메모리를 포함하는 게이트웨이(1100)는 네트워크 프로토콜 변환이나 전송 대역폭 변환도 가능하다.
특히, 본 발명에 따른 게이트웨이(1100)는 스마트 장난감(1001) 및 서버(1200)와 데이터 통신하며, 게이트웨이(1100)의 주변에 있는 사람의 행동 패턴을 인식하여 수집하고, 수집된 행동 패턴을 데이터화 한 뒤, 서버(1200)로 전송한다.
또한, 게이트웨이(1100)는 시스템을 사용하는 사람 이외에도 관리자, 및 제3자에게 시스템 설정에 대한 사용자 인터페이스를 제공하며, 이러한 사용자 인터페이스는 버튼, 키패드, 넘버 패드, 마우스 및 터치스크린 중 적어도 어느 하나 이상으로 구성된다.
한편, 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 게이트웨이(1100)는 셋탑 박스 형태로 구현될 수 있으나, 이는 어디까지나 본 발명에 따른 게이트웨이(1100)의 예시적인 구현에 불과하며, 셋탑 박스 이외에도 미니 컴퓨터 또는 허브 형태의 컴퓨팅 디바이스로 구현될 수 있다.
한편, 게이트웨이(1100) 및 스마트 장난감(1001)에 의해 수집된 사람의 행동 패턴은 게이트웨이(1100)를 통해 서버(1200)로 전송된다.
본 발명에 따른 서버(1200)는 이렇게 수집된 사람의 행동 패턴을 분석하여 분석 데이터를 생성하고, 분석 데이터를 게이트웨이(1100)와 공유하여, 시스템을 사용하는 사람이 자신의 행동 패턴을 파악할 수 있도록 한다.
도 4를 참조하면, 서버(1200)는 제3 제어부(12010), 데이터베이스(12020), 제3 통신부(12030) 및 학습 모듈(12040)을 포함한다.
제3 제어부(12010)는 데이터베이스(12020), 제3 통신부(12030)의 기본적인 동작을 제어하고, 게이트웨이(1100)로부터 사람의 행동 패턴에 대한 데이터가 입력되면, 이를 데이터베이스(12020)에 유형별로 미리 저장된 사람의 행동 패턴과 비교하여 유사도를 산출한다.
그리고, 산출된 유사도를 이용하여 게이트웨이(1100)로부터 전송된 사람의 행동 패턴의 미리 저장된 어느 유형의 행동 패턴과 유사한지를 분석하여 분석 데이터를 생성한다.
따라서, 제3 제어부(12010)는 이러한 유사도 연산을 위해 프로세서 유닛과 메모리를 포함하는 것이 바람직하다.
데이터베이스(12020)는 제3 제어부(12010)가 연산한 분석 데이터를 저장하고, 사람의 다양한 행동 패턴들을 미리 유형별로 분류하여 저장해두고 있다.
또한, 본 발명에 따른 시스템(100)을 사용하면서 발생하는 다양한 데이터 및 로그를 저장하고 보관할 수 있다.
제3 통신부(12030)는 기본적으로 공중 통신망(Internet)과 상시 연결되어 있으며, 게이트웨이(1100) 및 사용자용 단말 장치(1300)와 데이터 통신을 할 수 있다.
한편, 학습 모듈(12040)은 제3 제어부(12010)와는 별도의 프로세서 유닛과 메모리를 포함하고 있으며, 제3 제어부(12010)의 제어와는 별도로 구동되고 동작하여 데이터베이스(12020)에 접속하고 연산을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 서버(1200)는 또한, 제3 제어부(12010)가 생성한 분석 데이터를 사용자나 관리자가 쉽게 파악할 수 있도록 시각화하여 출력 또는 디스플레이 할 수 있다.
이를 위해, 제3 제어부(12010)는 생성된 분석 데이터를 다시 수치나 백분율에 의해 분류된 차트, 그래프, 다이어그램 및 도표 중 적어도 어느 하나 이상으로 시각화하는 과정을 거친다.
그리고 시각화 된 분석 데이터는 본 시스템(100)의 사용자 외에도 관리자 및 제3자에게도 제공되어 타인이 본 발명에 따른 시스템(100)을 사용하는 사람의 행동 패턴과 생활 환경을 파악할 수 있도록 한다.
한편, 여기서 관리자라 함은 본 발명에 따른 시스템(100)의 운영을 중앙에서 조절 및 통제하고 시스템(100)의 원활한 운영을 도모하는 사람으로써, 시스템(100) 자체의 관리자 및 시스템을 도입한 의료기관의 관리자를 모두 포함하며, 시스템 사용자라 함은 스마트 장난감(1001)과 게이트웨이(1100)를 모두 사용하는 사람을 의미하고, 제3자는 시스템 사용자나 스마트 장난감(1001) 만을 사용하는 사람과 가족 관계에 있는 사람들을 의미한다.
또한, 본 발명에 따른 서버(1200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 학습 모듈(12040)을 더 포함한다.
학습 모듈(12040)은 자체적으로 프로세서 유닛과 메모리를 구비하여, 제3 제어부(12010)의 제어가 없이도 독자적으로 구동이 가능하고, 데이터베이스(12020)에 접속하여 데이터베이스(12020)에 저장된 모든 행동 패턴을 분석한 분석 데이터를 자가 학습한다.
예를 들어, 게이트웨이(1100) 및 스마트 장난감(1001)을 통해 수집된 사람의 행동 패턴을 제1 행동 패턴이라고 하고, 서버(1200)의 데이터베이스(12020)에 유형별로 저장되어 있는 사람의 행동 패턴을 제2 행동 패턴이라고 할 경우, 본 발명에 따른 학습 모듈(12040)은 제1 행동 패턴과 제2 행동 패턴이 얼마나 유사한지 여부를 분석 및 산출하여, 제1 및 제2 행동 패턴 사이의 유사도가 낮을 경우, 제1 행동 패턴에 대한 새로운 상호 작용 c를 생성한다.
이러한 새로운 상호 작용 c는 종래 스마트 장난감(1001)에 저장되어 있는 상호 작용 b 및 게이트웨이(1100)에 저장되어 있는 상호 작용 a와는 다르게 구성되며, 이러한 상호 작용 c는 학습 모듈(12040)에 의해 데이터베이스(12020)에 저장됨과 동시에, 게이트웨이(1100)에 피드백된다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 시스템(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 사용자용 단말 장치(1300)를 더 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 사용자용 단말 장치(1300)는 제4 제어부(13010), 제4 통신부(13020) 및 제4 전원부(13030)를 포함하며, 제4 제어부(13010)는 제4 통신부(13020) 및 제4 전원부(13030)의 기본적인 동작을 제어한다.
한편, 제4 제어부(13010)는 시스템 사용자, 관리자 및 제3자에 의해 게이트웨이(1100)에 대한 설정 값이나 시스템(100) 사용 명령이 입력되면, 입력된 설정 값이나 명령을 제4 통신부(13020)를 통해 게이트웨이(1100)로 전송되도록 처리한다.
한편, 제4 통신부(13020)는 게이트웨이(1100), 서버(1200) 및 다른 사용자용 단말 장치(1300)와 데이터 통신을 할 수 있다.
제4 전원부(13030)는 제4 제어부(13010)와 제4 통신부(13020)에 전원을 공급한다.
또한, 본 발명에 따른 사용자용 단말 장치(1300)는 스마트폰, 태블릿, 랩탑 컴퓨터와 같은 모바일 컴퓨팅 디바이스 및 데스크탑 컴퓨터, 키오스크, 서버와 같이 종래의 컴퓨팅 디바이스를 모두 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 사용자용 단말 장치(1300)는 IEEE에서 제정된 통신 표준인 3G, 4G, LTE 및 5G와 같은 데이터 통신 표준 방식, 와이파이(Wifi) 및 블루투스(Bluetooth) 중 적어도 하나 이상의 방식을 포함하는 무선 데이터 통신이 가능한 모든 종류의 컴퓨팅 디바이스도 포함한다.
다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 본 발명에 따른 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템(100)에 포함되는 사용자 단말 장치(1300)는 스마트폰에 해당됨을 예시로 하여 설명하도록 한다.
또한, 사용자용 단말 장치(1300)는 시스템 사용자, 관리자 및 제3자에게 사용자 인터페이스로써 본 시스템(100)의 응용 어플리케이션을 제공한다.
도 8을 참조하면, 사용자 단말 장치(1300)가 제공하는 응용 어플리케이션은 상술한 스마트폰, 태블릿, 데스크 탑과 같은 모든 종류의 컴퓨팅 디바이스에 설치되어, 게이트웨이(1100)와 서버(1200)에 의해 제공되는 행동 패턴의 분석 데이터를 열람할 수 있도록 함과 동시에, 게이트웨이(1100) 및 스마트 장난감(1001)의 상태를 확인하고 이들의 설정을 변경할 수 있는 커맨드를 제공한다.
특히, 관리자 및 제3자는 본 발명에 따른 시스템(100)이 시스템 사용자의 행동 패턴에 변화를 감지하면, 게이트웨이(1100) 및 서버(1200)를 통하여 사용자용 단말 장치(1300)에 시스템 사용자의 행동 패턴이 변하였음을 알려주는 알림을 제공한다.
따라서, 본 시스템(100)을 사용하는 사람이 예를 들어, 독거 노인에 해당하는 경우, 해당 노인이 자택에서 홀로 거주하다가 질병이나 사고에 의해 의식을 잃고 방치되어 있다면, 게이트웨이(1100) 및 스마트 장난감(1001) 중 적어도 어느 하나는 노인의 행동 패턴이 이전과 동일하지 않음을 인식하고, 게이트웨이(1100) 및 서버(1200)를 통해 관리자 및 노인과 가족 관계에 있는 제3자에게 노인의 행동 패턴이 변하였음을 알리는 알람을 보내어, 관리자나 제3자가 노인의 현재 상태를 확인하고, 그에 따른 알맞은 조치를 미리 취하도록 할 수 있다.
결국, 본 시스템(100)을 이용하게 되면, 본 시스템(100)을 이용하면서 홀로 거주하는 사람이 예기치 못한 사정으로 건강 상의 문제가 생겨 스스로 문제에 대처할 수 없을 때, 외부에서 이러한 상황을 파악하고, 대신 대응할 수 있도록 하므로, 홀로 사는 사람의 사망률을 줄일 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 도 10을 참조하여, 본 발명에 따른 시스템(100)을 사용하여 사람과 상호 작용하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
한편, 본 발명에 따른 시스템(100)을 사용하여 사람과 상호 작용하는 방법을 설명함에 있어서, 본 발명에 따른 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템과 동일한 구성에 대하여는 중복되는 설명을 피하고, 설명의 편의를 위해 구체적인 설명이나 도면의 도시를 생략할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 시스템(100)을 사용하여 사람과 상호 작용하는 방법을 설명함에 있어서, 설명의 이해를 돕기 위해, 스마트 장난감(1001)은 예시적으로 도 6에 도시된 귀와 다리를 가진 인형으로 구현되고, 게이트웨이(1100)는 예시적으로 도 7에 도시된 셋탑 박스로 구현되며, 사용자용 단말 장치(1300)에서 구동되는 사용자 인터페이스를 제공하기 위한 응용 어플리케이션은 도 8에 도시된 화면으로 출력되는 것을 예시적으로 하여 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 귀와 다리를 가진 스마트 장난감(1001)을 구현한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 셋탑 박스의 형태로 구성된 게이트웨이(1100)를 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자용 단말 장치(1300)에서 구현되는 어플리케이션을 나타낸 도면이다.
또한, 도 9는 본 발명에 따른 시스템(100)을 사용하여 사람과 상호 작용하는 방법이 시스템(100) 상에서 단계 별로 수행되는 것을 나타내는 순서도이며, 도 10은 본 발명에 따른 학습 모듈(12040)이 사람의 행동 패턴을 자가 학습하고 새로운 상호 작용을 생성하는 과정을 나타내는 순서도이다.
우선 도 9를 참조하면, 시스템 사용자, 관리자 및 제3자는 사용자용 단말 장치(1300)의 응용 어플리케이션이나 게이트웨이(1100)에서 제공되는 사용자 인터페이스를 이용하여 게이트웨이(1100) 및 스마트 장난감(1001)에 대한 설정 값을 입력한다.
즉 이 단계에서, 시스템 사용자, 관리자 및 제3자는 사용자용 단말 장치(1300)나 게이트웨이(1100)를 통해 제공되는 사용자 인터페이스(User Interface, UI)를 로딩하여, 게이트웨이(1100)와 스마트 장난감(1001)을 설정할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서 사용자용 단말 장치(1300)를 통해 사용자 인터페이스로 제공되는 응용 어플리케이션은 도 8에 도시된 바와 같다.
도 8을 참조하면, 시스템 사용자, 관리자 및 제3자가 사용자용 단말 장치(1300)에서 응용 어플리케이션을 실행하면, 제어할 수 있는 제어 대상으로써 스마트 장난감(1001)이나 게이트웨이(1100)가 표시된다.
우선, 도 8에는 제어 가능한 대상으로써, 스마트 장난감(1001)인 인형이 선택된 경우가 도시되어 있다.
또한, 시스템 사용자, 관리자 및 제3자는 이러한 응용 어플리케이션을 통해 스마트 장난감(1001) 및 게이트웨이(1100)에 모닝콜 시간을 설정하고, 현재 생활 공간에 대한 온도와 습도를 확인할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 시스템(100)에 모닝콜이나 약속 시간 알람과 같이 시간 알림 기능을 설정하는 것은 아래의 표 1과 같이 수행된다.
[표 1]
Figure pat00001
위 표 1에서 'GW'는 게이트웨이(1100)를 나타내며, '인형'은 스마트 장난감(1001)을 나타낸다.
또한, '달력'이나 '시계'는 게이트웨이(1100) 및 서버(1200)에 내장된 스케쥴러 및 전자 시계를 의미한다.
이렇게 시스템 사용자, 관리자 및 제3자가 응용 어플리케이션을 이용하여 게이트웨이(1100)와 스마트 장난감(1001)에 대한 설정 값을 입력하면, 게이트웨이(1100)는 이를 수신하여(S1010), 자체적으로 설정 값을 반영함과 동시에 제1 통신부(11110)를 통하여 스마트 장난감(1001)에 설정 값을 전송하여 스마트 장난감(1001) 역시 사용자의 설정이 반영되도록 한다.
이후, 게이트웨이(1100)는 자체적으로 팩토리 셋팅 된 주기 또는 시스템 사용자, 관리자 및 제3자의 응용 어플리케이션을 통한 실행 명령에 의해, 1차적으로 센싱을 실시한다(S1020).
게이트웨이(1100)에 의해 행해지는 1차 센싱은 시스템 사용자가 생활하는 환경에 대한 온도, 습도, 조도 및 공기 성분을 측정함 이외에도, 시스템(100)이 운영되고 있는 시간과 날짜를 카운팅한다.
이러한 1차 센싱이 종료되면, 게이트웨이(1100)는 능동적으로 사람의 존재 여부 및 사람의 동작을 2차적으로 센싱한다(S1030).
게이트웨이(1100)에 의한 2차 센싱은 예시적으로 아래의 표 2와 같이, 특정하게 설정된 시간대 즉, 오전 출근 시간대나 오후 퇴근 시간대에 생활 공간에 사람의 존재 여부를 감지하고, 사람이 존재할 경우, 사람의 움직임이나 행동을 감지하는 것이다.
[표 2]
Figure pat00002
또한, 게이트웨이(1100)에 의한 2차 센싱이 이루어지는 것과 동시에, 스마트 장난감(1001)은 시스템 사용자가 스마트 장난감(1001)을 조작하는 것을 아래의 표 3과 같이 감지한다.
[표 3]
Figure pat00003
한편, 게이트웨이(1100)는 시스템 사용자가 생활 공간에 존재함을 인지하였지만, 시스템 사용자의 움직임이 일정 시간 이상 감지되지 않을 경우, 시스템 사용자에게 응급한 상황이 발생되었다고 판단하여, 아래의 표 4와 같은 시나리오로 상호 작용을 진행할 수 있다.
[표 4]
Figure pat00004
위의 표 4에서 준응급상황은 실제 응급상황이라고 판단하기 이전의 예비 경보 단계로써, 이러한 준응급상황에서 게이트웨이(1100)는 매초단위로 사람의 움직임을 센싱(sensing)하도록 구성될 수 있다.
또한, 게이트웨이(1100)는 시스템 사용자가 생활 공간에 존재하지 않음을 인지하여 경비 모드로 전환된 경우, 아래의 표 5에 나타난 바와 같이, 생활 공간에 침입하는 침입자를 감지하도록 구성된다.
[표 5]
Figure pat00005
즉, 게이트웨이(1100)가 경비 모드인 상태에서, 이러한 경비 모드를 해제하기 위한 올바른 암호 코드나 보안 키가 입력되지 않은 상태에서, 게이트웨이(1100)가 사람의 움직임을 감지한 경우, 위의 표 5에 나타난 바와 같이 상호 작용을 할 수 있도록 구성된다.
한편, 게이트웨이(1100)는 시스템 사용자가 생활 공간에 존재함을 인지하였으나, 사용자의 컨디션이나 건강에 영향을 미칠 수 있는 정도로 생활 공간의 조건 즉, 가스누출 감지, 공기 성분, 온도, 습도 및 조도가 변경됨을 능동적으로 감지하면, 아래의 표 6 내지 표 9와 같이 상호 작용을 할 수 있도록 구성된다.
[표 6]
Figure pat00006
[표 7]
Figure pat00007
[표 8]
Figure pat00008
[표 9]
Figure pat00009
더욱이, 게이트웨이(1100)는 아래의 표 10에 나타난 바와 같이, 시스템 사용자의 행동 패턴에 대한 분석 데이터를 서버(1200)로부터 피드백 받은 이후에는, 시스템 사용자 개개인의 관심 및 취향에 따라 추천 정보를 제공할 수 있도록 구성된다.
[표 10]
Figure pat00010
한편, 서버(1200)는 게이트웨이(1100)로부터 1차 및 2차 센싱 데이터를 수신하고(S1040), 이러한 센싱 데이터에 포함된 시스템 사용자의 행동 패턴과 생활 환경 정보를 분석하여 분석 데이터를 생성한다(S1050).
서버(1200)는 생성된 분석 데이터를 이용하여, 상술한 표 3 내지 표 9와 같이, 데이터베이스(12020)에 미리 저장된 다양한 유형의 상호 작용 중에서 시스템 사용자의 행동 패턴에 대응되는 상호 작용을 선택한다(S1060).
그리고, 서버(1200)는 분석 데이터를 게이트웨이(1100)로 피드백하여(S1070) 분석 데이터를 서로 공유하며, 게이트웨이(1100) 역시, 분석 데이터를 이용하여 메모리부(11150)에 미리 저장된 다양한 유형의 상호 작용 중에서 시스템 사용자의 행동 패턴에 대응되는 상호 작용을 선택한다(S1060).
또한, 상술한 표 2에서와 같이, 스마트 장난감(1001) 역시 시스템 사용자의 스마트 장난감(1001) 조작에 대응하는 상호 작용을 선택한다(S1060).
한편, 서버(1200)는 분석 데이터를 생성하여 사용자의 행동 패턴을 파악하면, 이러한 행동 패턴에 대하여 시스템 사용자 이외에 관리자 및 제3자에게 시스템 사용자의 행동 패턴에 변화가 있음을 알려주는 알림을 전송할 수 있다.
또한, 서버(1200), 게이트웨이(1100) 및 스마트 장난감(1001)에서 각각 실행해야 할 상호 작용이 모두 선택되면, 서버(1200)와 게이트웨이(1100)는 게이트웨이(1100)의 제1 출력부(11130)에 선택된 상호 작용 a를 출력하도록 요청하고, 스마트 장난감(1001)의 제2 제어부(10100) 역시 제2 출력부(10130)에 선택된 상호 작용 b를 출력하도록 요청한다(S1080).
출력 요청을 받은 제1 및 제2 출력부(10130)는 각각 해당 상호작용 a 및 b를 출력하여 시스템 사용자에게 표현한다.
한편, 도 10을 참조하여, 본 발명에 따른 학습 모듈(12040)이 시스템 사용자의 새로운 행동 패턴을 분석하여 새로운 상호 작용 c를 생성하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
우선, 서버(1200)가 1차 및 2차 센싱 데이터를 수신하여(S1040), 시스템 사용자의 행동 패턴에 대한 분석 데이터를 생성하면(S1050), 서버(1200)는 분석 데이터를 데이터베이스(12020)에 저장한다(S1051).
그러면, 학습 모듈(12040)은 데이터베이스(12020)에 접근하여 사용자의 행동 패턴이 담긴 분석 데이터를 자가 학습하고(S1052), 데이터베이스(12020)에 기존에 저장되어 있는 사용자의 행동 패턴 a 및 일반 사람들의 행동 패턴 a'와 분석 데이터에 포함된 사용자의 행동 패턴 b의 유사도를 산출한다(S1053).
만약, 기존에 저장되어 있는 사용자의 행동 패턴 a 및 일반 사람들의 행동 패턴 a'와 분석 데이터에 포함된 사용자의 행동 패턴 b의 유사도가 일정 수치, 예시적으로 30% 이하일 경우, 학습 모듈(12040)은 서버(1200)의 제3 통신부(12030)를 통해 인터넷에서 사용자의 행동 패턴 b와 유사한 행동 패턴을 검색하고(S1054), 검색된 행동 패턴을 참조하여 사용자의 행동 패턴 b에 대응하는 새로운 상호 작용 c를 생성한다(S1055).
한편, 학습 모듈(12040)은 새로이 생성된 상호 작용 c를 서버(1200)의 데이터베이스(12020)와 게이트웨이(1100)에 피드백하여(S1056), 사용자가 새로운 행동 패턴 b를 보여주더라도 시스템(100)이 이에 적절한 상호 작용으로 대응할 수 있도록 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템(100) 및 이러한 시스템(100)을 사용하여 사람과 상호 작용하는 방법은, 시스템 사용자 이외의 관리자 및 제3자에게 시스템 사용자의 행동 패턴에 변화를 알림으로 인하여, 시스템 사용자에게 발생한 상황에 따라 관리자와 제3자가 함께 대응할 수 있도록 알림 체계를 구축할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 시스템(100)은 사용자가 기존의 행동 패턴과 다른 행동 패턴을 보여주더라도, 시스템이 사용자의 새로운 행동 패턴을 스스로 학습하여 이에 적절한 상호 작용을 스스로 생성할 수 있으므로, 사용자의 감성을 직접적으로 자극할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 스마트 장난감을 이용한 상호 작용 시스템
1001: 스마트 장난감
1100: 게이트웨이
1200: 서버
1300: 사용자용 단말 장치

Claims (15)

  1. 사람의 행동을 인식하고, 상기 사람의 행동 패턴에 따라 미리 저장된 소리 및 시각적 효과를 출력하는 게이트웨이;
    상기 사람의 조작에 의해 미리 저장된 소리 및 시각적 효과를 출력하는 적어도 하나 이상의 스마트 장난감; 및
    상기 게이트웨이 및 스마트 장난감에 의해 수집된 상기 사람의 행동 패턴을 분석하여 분석 데이터를 생성하는 서버를 포함하고,
    상기 게이트웨이는,
    상기 스마트 장난감 및 서버와 데이터 통신하며, 상기 사람의 행동 패턴을 수집하고 데이터화 하여 상기 서버로 전송하고, 상기 사람 이외에도 시스템 사용자, 관리자, 및 제3자에게 시스템 설정에 대한 사용자 인터페이스를 제공하며,
    상기 스마트 장난감은,
    상기 게이트웨이와는 별도로 상기 사람의 행동 패턴을 인식 및 수집하여 상기 게이트웨이와 공유하며,
    상기 서버는,
    상기 분석 데이터를 상기 게이트웨이와 공유하여 상기 사람이 자신의 행동 패턴을 인식할 수 있도록 하고, 동시에 상기 시스템 사용자, 관리자, 및 제3자에게 상기 분석 데이터를 제공하며,
    상기 게이트웨이와 스마트 장난감이 상기 사람의 행동 패턴에 변화를 감지한 경우, 상기 서버를 통하여 상기 시스템 사용자, 관리자, 및 제3자에게 상기 변화에 대한 알람을 제공하는, 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 게이트웨이는,
    상기 사람의 행동과 상기 사람이 거주하는 장소의 온도, 습도, 조도 및 공기 성분 중 적어도 하나 이상을 포함하는 생활 환경 정보를 능동적으로 인식할 수 있는 제1 센싱부;
    상기 사람의 행동 패턴에 따라, 미리 설정된 소리 및 시각 효과로 표현되는 상호 작용 a를 출력하는 제1 출력부;
    상기 스마트 장난감 및 서버와 데이터 통신을 하는 제1 통신부;
    상기 제1 센싱부, 제1 출력부, 제1 통신부의 동작을 제어하고, 상기 사람, 시스템 사용자, 관리자 및 제3자가 입력한 명령을 처리하는 제1 제어부; 및
    상기 제1 센싱부, 제1 출력부, 제1 통신부 및 제1 제어부에 전원을 공급하는 제1 전원부를 포함하는, 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 센싱부는,
    RTC(Real Time Clock), PIR(Passive InfraRed) 센서, 초음파 센서, 가스 검출 센서, 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서 및 공기성분감지 센서 중 적어도 하나 이상을 포함하는, 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 게이트웨이는,
    상기 사람에 대한 개인 설정 값 및 상기 서버로부터 피드백 된 상기 분석 데이터를 저장할 수 있는 메모리부를 더 포함하는, 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스마트 장난감은,
    상기 사람의 행동과 상기 스마트 장난감에 대한 상기 사람의 조작을 수동적으로 인식할 수 있는 제2 센싱부;
    상기 사람의 행동 패턴 및 상기 조작에 따라, 미리 설정된 소리 및 시각 효과로 표현되는 상호 작용 b를 출력하는 제2 출력부;
    다른 스마트 장난감 및 상기 게이트웨이와 데이터 통신을 하는 제2 통신부;
    상기 제2 센싱부, 제2 출력부, 제2 통신부의 동작을 제어하고, 상기 사람에 의해 입력된 조작을 처리하는 제2 제어부; 및
    상기 제2 센싱부, 제2 출력부, 제2 통신부 및 제2 제어부에 전원을 공급하는 제2 전원부를 포함하는, 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 센싱부는,
    압력 센서, 터치 감응 센서, 가속도 센서, PIR 센서, 초음파 센서 중 적어도 하나 이상을 포함하는, 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 전원부는,
    전력을 저장할 수 있는 베터리;
    무선으로 전력을 수신할 수 있는 RX 코일; 및
    전력 및 데이터 입출력 단자를 더 포함하는, 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 서버는,
    상기 분석 데이터를 저장할 수 있는 데이터베이스;
    공중 연결망인 인터넷에 접속할 수 있는 제3 통신부;
    상기 데이터베이스와 제3 통신부의 동작을 제어하는 제3 제어부; 및
    상기 데이터베이스에 저장된 상기 분석 데이터를 자가 학습하는 학습 모듈을 더 포함하며,
    상기 학습 모듈은,
    상기 분석 데이터에 포함된 상기 사람의 제1 행동 패턴이 미리 저장되어 있는 사람의 제2 행동 패턴과 얼마나 유사한지 여부를 산출하고, 제1 및 제2 행동 패턴 사이의 유사도가 낮을 경우, 상기 제1 행동 패턴에 대한 새로운 상호 작용 c를 생성하며,
    상기 새로운 상호 작용 c를 상기 데이터베이스, 게이트웨이에 피드백하는, 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 사람, 시스템 사용자, 관리자, 및 제3자가 상기 분석 데이터를 열람할 수 있고, 상기 게이트웨이에 설정 값을 입력할 수 있도록 사용자 인터페이스를 제공하는 사용자용 단말 장치를 더 포함하는, 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 사용자용 단말 장치는 스마트폰, 태블릿 및 랩탑 컴퓨터를 포함하는 모바일 디바이스 또는 데스크탑, 키오스크 및 다른 서버를 포함하는 컴퓨팅 디바이스를 포함하는, 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터 통신은 와이파이, 블루투스, 무선 주파수, 표준 데이터 통신 방식 중 적어도 하나 이상의 방식으로 이루어지는, 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템.
  12. 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템을 사용하여 사람의 행동 및 생활 패턴을 파악하여 사람과 상호 작용하는 방법에 있어서,
    게이트웨이의 제1 센싱부가 생활 환경에 대한 정보를 센싱하는 1차 센싱 단계;
    상기 게이트웨이의 제1 센싱부 및 스마트 장난감의 제2 센싱부가 사람의 행동을 감지하는 2차 센싱 단계;
    서버가 상기 1차 및 2차 센싱 단계로부터 생성된 센싱 데이터를 수신하는 단계;
    서버가 상기 센싱 데이터에 근거하여, 상기 사람의 행동 패턴 및 상기 사람이 생활하는 공간에 대한 생활 정보를 분석하는 분석 단계;
    상기 서버가 상기 분석 단계로부터 산출된 분석 데이터를 이용하여 상기 게이트웨이 및 스마트 장난감이 출력할 상호 작용을 생성하는 단계;
    상기 서버가 상기 상호 작용을 상기 게이트웨이 및 스마트 장난감에 피드백하는 단계;
    상기 게이트웨이의 제1 제어부가 상기 게이트웨이의 제1 출력부 및 스마트 장난감의 제2 출력부에 중 적어도 하나 이상에게 소리 및 시각 효과를 출력할 것을 요청하는 출력 요청 단계; 및
    상기 게이트웨이의 제1 출력부 및 상기 스마트 장난감의 제2 출력부 중 적어도 어느 하나 이상에서 소리 및 시각 효과가 출력되는 출력 단계를 포함하는, 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템을 사용하여 사람과 상호 작용하는 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 1차 센싱 단계 이전에,
    사람, 시스템 사용자, 관리자 및 제3자 중 적어도 한명 이상에 의해 입력된 설정 값을 게이트웨이가 수신하는 단계를 더 포함하는, 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템을 사용하여 사람과 상호 작용하는 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 피드백하는 단계는,
    상기 서버가 시스템 사용자 이외에 관리자 및 제3자에게 상기 시스템 사용자의 행동 패턴에 변화가 있음을 알려주는 알림을 전송하는 알림 전송 단계를 더 포함하는, 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템을 사용하여 사람과 상호 작용하는 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 분석 단계는,
    상기 서버가 상기 분석 단계로부터 도출된 분석 데이터를 데이터베이스에 저장하는 단계;
    상기 서버의 학습 모듈이 상기 데이터베이스에 접근하여 상기 분석 데이터를 학습하는 단계;
    상기 학습 모듈이 상기 데이터베이스에 저장된 기존의 사용자 행동 패턴 a와 상기 분석 데이터에 포함된 사용자 행동 패턴 b의 유사도를 산출하는 단계;
    상기 유사도가 일정 수치 이하로 나온 경우, 상기 학습 모듈이 인터넷을 통하여 상기 행동 패턴 b와 유사한 행동 패턴을 검색하는 단계;
    상기 학습 모듈이 상기 행동 패턴 b에 대하여 새로운 상호 작용을 생성하는 단계; 및
    상기 학습 모듈이 상기 데이터베이스에 상기 새로운 상호 작용을 저장하고, 상기 게이트웨이에 상기 새로운 상호 작용을 피드백하는 단계를 더 포함하는, 스마트 장난감을 이용하여 사람과 상호 작용하는 시스템을 사용하여 사람과 상호 작용하는 방법.
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KR20160065341A (ko) * 2014-11-28 2016-06-09 (주)스튜디오 크로스컬쳐 돌보미 토이 및 모바일기기를 이용한 독거노인 지원 시스템

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