KR20200128906A - 학습 집중도 개선을 위한 뉴로 피드백 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

학습 집중도 개선을 위한 뉴로 피드백 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템은 사용자의 뇌파 신호를 수신하는 신호 수신부와, 수신한 뇌파 신호로부터 학습도 수치를 연산하는 신호 처리부 및 연산된 학습도 수치와 기설정된 임계값을 비교하고, 비교 결과에 대응되는 뉴로 피드백(Neuro Feedback) 기반의 힐링 컨텐츠를 제공하기 위한 제어신호를 생성하는 뉴로 피드백 제공부를 포함한다.

Description

학습 집중도 개선을 위한 뉴로 피드백 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD OF NEURO FEEDBACK FOR IMPROVING STUDY CONCENTRATION}
뉴로 피드백 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 뉴로 피드백을 이용하여 학습집중도를 개선하는 기술적 사상에 관한 것이다.
세계적으로 스마트 폰과 같은 스마트 기기에 대한 수요가 증가함에 따라, 스마트 기기를 이용하여 교육 컨텐츠를 제공하는 E-러닝(E-Learnin) 분야에 대한 수요 역시 증가하고 있으며, E-러닝 분야에 대한 수요 증대와 더불어 학습 관리 시스템에 대한 관심이 증가하고 있다.
그러나, 현재 사용되고 있는 학습 관리 시스템은 몰입(Peak), 안정(Stability), 무력(Helplessness), 흥분(Excitement), 졸림(Doziness) 등과 같은 학습자의 학습 상태(Learning State)를 고려하지 않고, 학습과정, 출결관리, 학습진도, 성적관리, 학습시간 등의 지표로만 학습 관리를 진행하는 단순 관리 시스템으로서, 학습 관리에 한계를 보이고 있으며 다양한 IT 기술이 학습에 이용되지만 학습자의 정확한 학습 상태를 알 수 있는 지표가 없어 효용성 확인이 어렵다는 문제가 있다.
한국등록특허 제10-1831757호, "뇌파를 이용한 스마트폰 어플리케이션 및 뇌파를 이용한 스마트폰 페어링 장치"
본 발명은 사용자의 뇌파를 통해 휴식이 요구되는 상태를 분석하여 뉴로 피드백 기반의 힐링 컨텐츠를 제공할 수 있는 뉴로 피드백 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 사용자의 뇌파 상태에 대응되는 뉴로 피드백 기반의 힐링 컨텐츠를 제공하여 사용자의 스트레스 및 집중도를 관리할 수 있는 뉴로 피드백 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 학습도 수치에 대응되는 아이콘을 사용자가 사용 중인 앱에 오버랩(Overlap)하여 학습도 수치를 효과적으로 디스플레이함으로써, 사용자 스스로 자신의 현재 상태를 인지 하도록 지원하는 뉴로 피드백 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템은 사용자의 뇌파 신호를 수신하는 신호 수신부와, 수신한 뇌파 신호로부터 학습도 수치를 연산하는 신호 처리부 및 연산된 학습도 수치와 기설정된 임계값을 비교하고, 비교 결과에 대응되는 뉴로 피드백(Neuro Feedback) 기반의 힐링 컨텐츠를 제공하기 위한 제어신호를 생성하는 뉴로 피드백 제공부를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 신호 수신부는 EEG(Electroencephalogram) 센서를 통해 측정된 사용자의 뇌파 신호를 수신할 수 있다.
일측에 따르면, 신호 처리부는 수신한 뇌파 신호로부터 사용자의 스트레스 수치 및 집중도 수치 중 적어도 하나 이상의 수치를 산출할 수 있다.
일측에 따르면, 신호 처리부는 집중도 수치와 스트레스 수치를 이용하여 학습도 수치를 연산할 수 있다.
일측에 따르면, 힐링 컨텐츠는 스트레스 수치, 집중도 수치 및 안정도 수치 중 적어도 하나 이상의 수치를 개선할 수 있는 비디오 컨텐츠 및 오디오 컨텐츠 중 적어도 하나의 디지털 컨텐츠일 수 있다.
일측에 따르면, 신호 처리부는 기설정된 시간 동안 스트레스 수치 및 집중도 수치 중 적어도 하나 이상의 수치를 산출하고, 기설정된 시간 동안 산출된 적어도 하나 이상의 수치에 대응되는 사용자 통계 데이터를 산출할 수 있다.
일측에 따르면, 뉴로 피드백 시스템은 사용자 통계 데이터 및 연산된 학습도 수치 중 적어도 하나를 기설정된 관리자 단말로 제공하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 뉴로 피드백 제공부는 연산된 학습도 수치에 대응되는 아이콘 형태의 컨텐츠를 사용자에게 제공하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
일측에 따르면, 뉴로 피드백 제공부는 비교 결과에 대응하여, 사용자에게 기설정된 알람을 출력하거나 사용자가 사용 중인 앱(App)의 기능을 제한하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
일실시예에 따른 뉴로 피드백 방법은 신호 수신부에서 사용자의 뇌파 신호를 수신하는 단계와, 신호 처리부에서 수신한 뇌파 신호로부터 학습도 수치를 연산하는 단계 및 뉴로 피드백 제공부에서 연산된 학습도 수치와 기설정된 임계값을 비교하고, 비교 결과에 대응되는 뉴로 피드백(Neuro Feedback) 기반의 힐링 컨텐츠를 제공하기 위한 제어신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 적어도 하나의 수치를 연산하는 단계는 수신한 뇌파 신호로부터 사용자의 스트레스 수치 및 집중도 수치 중 적어도 하나 이상의 수치를 산출할 수 있다.
일측에 따르면, 적어도 하나의 수치를 연산하는 단계는 집중도 수치와 스트레스 수치를 이용하여 학습도 수치를 연산할 수 있다.
일측에 따르면, 힐링 컨텐츠를 제공하기 위한 제어신호를 생성하는 단계는 연산된 학습도 수치에 대응되는 아이콘 형태의 컨텐츠를 사용자에게 제공하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
일측에 따르면, 힐링 컨텐츠를 제공하기 위한 제어신호를 생성하는 단계는 비교 결과에 대응하여, 사용자에게 기설정된 알람을 출력하거나 사용자가 사용 중인 앱(App)의 기능을 제한하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
일실시예에 따르면, 사용자의 뇌파를 통해 휴식이 요구되는 상태를 분석하여 뉴로 피드백 기반의 힐링 컨텐츠를 제공할 수 있다.
일실시예에 따르면, 사용자의 뇌파 상태에 대응되는 뉴로 피드백 기반의 힐링 컨텐츠를 제공하여 사용자의 스트레스 및 집중도를 관리할 수 있다.
일실시예에 따르면, 학습도 수치에 대응되는 아이콘을 사용자가 사용 중인 앱에 오버랩(Overlap)하여 학습도 수치를 효과적으로 디스플레이함으로써, 사용자 스스로 자신의 현재 상태를 인지 하도록 지원할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2b는 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템의 하드웨어 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템에서 아이콘 형태의 컨텐츠를 제공하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4b는 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템의 동작예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5b는 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템을 앱(App)으로 구현하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일실시예에 따른 뉴로 피드백 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.
실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
하기에서 다양한 실시 예들을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.
"제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.
어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.
예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다.
즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.
상술한 구체적인 실시예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다.
그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시 예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1를 참조하면, 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템(100)은 사용자의 뇌파를 통해 휴식이 요구되는 상태를 분석하여 뉴로 피드백 기반의 힐링 컨텐츠를 제공할 수 있다
또한, 뉴로 피드백 시스템(100)은 사용자의 뇌파 상태에 대응되는 뉴로 피드백 기반의 힐링 컨텐츠를 제공하여 사용자의 스트레스 및 집중도를 용이하게 관리할 수 있다.
또한, 뉴로 피드백 시스템(100)은 학습도 수치에 대응되는 아이콘을 사용자가 사용 중인 앱에 오버랩(Overlap)하여 학습도 수치를 효과적으로 디스플레이함으로써, 사용자 스스로 자신의 현재 상태를 인지할 수 있도록 지원할 수 있다.
이를 위해, 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템(100)은 신호 수신부(110), 신호 처리부(120) 및 뉴로 피드백 제공부(130)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 뉴로 피드백 시스템(100)은 사용자가 사용하는 스마트 기기에 적용되는 시스템일 수 있고, 스마트 기기와 무선 통신으로 연결되어 스마트 기기를 통해 뉴로 피드백(Neuro Feedback)을 제공하는 별도의 시스템일 수도 있다.
또한, 뉴로 피드백 시스템(100)은 사용자가 사용하는 스마트 기기에서 동작하는 앱(Application; App)으로 구현될 수도 있다.
여기서, 사용자가 사용하는 스마트 기기는 스마트 폰, 노트북 및 테블릿 PC 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 일실시예에 따른 스마트 기기는 이에 한정되지 않고 사용자가 사용하는 다양한 종류의 단말을 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 신호 수신부(110)는 사용자의 뇌파 신호를 수신할 수 있다.
일측에 따르면, 신호 수신부(110)는 EEG(Electroencephalogram) 센서를 통해 측정된 사용자의 뇌파 신호를 수신할 수 있다.
다시 말해, 신호 수신부(110)는 EEG 센서와 같은 사용자에게 부착되는 별도의 뇌파 센싱수단을 통해 감지되는 사용자의 뇌파 신호를 무선 통신으로 수신할 수 있다. 예를 들면, 무선 통신은 블루투스(Bluetooth) 통신일 수 있다.
일실시예에 따른 신호 처리부(120)는 수신한 뇌파 신호로부터 학습도 수치를 연산할 수 있다.
일측에 따르면, 신호 처리부(120)는 수신한 뇌파 신호로부터 디톡스 수치를 더 연산할 수도 있다.
예를 들면, 신호 처리부(120)는 사용자가 사용 중인 앱(Application; App)을 모니터링하고, 모니터링 결과에 대응하여 수신한 뇌파 신호로부터 디톡스 수치 및 학습도 수치 중 적어도 하나의 수치를 연산할 수 있다.
일측에 따르면, 신호 처리부(120)는 사용자가 사용 중인 앱(App)이 학습 컨텐츠와 관련된 앱(App)이면 학습도 수치를 연산하고, 사용자가 사용 중인 앱(App)이 학습 컨텐츠와 관련된 앱(App)이 아니면 디톡스 수치를 연산할 수 있다.
예를 들면, 디톡스 수치는 사용자의 디지털 중독을 판단하기 위한 수치이고, 학습도 수치는 사용자의 학습 집중도를 판단하기 위한 수치일 수 있다. 또한, 디톡스 수치 및 학습도 수치는 0 내지 100의 범위 내에서 어느 하나의 수치로 연산될 수 있다.
한편, 학습 컨텐츠와 관련된 앱은 인터넷 강의와 같은 교육 컨텐츠 관련 앱일 수 있고, 학습 컨텐츠와 관련되지 않은 앱은 게임, 유튜브와 같은 앱일 수 있다.
다시 말해, 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템(100)는 사용자가 사용 중인 앱을 모니터링하고, 모니터링 결과에 기초하여 디지털 디톡스 또는 학습 집중도 개선을 위한 뉴로 피드백을 제공할 수 있다.
일측에 따르면, 뉴로 피드백 시스템(100)은 사용자가 사용하는 스마트 기기 내에서 사용 앱 목록을 설정하고, 설정된 목록에 기초하여 사용자가 현재 사용 중인 앱을 모니터링할 수도 있다.
일측에 따르면, 신호 처리부(120)는 수신한 뇌파 신호로부터 사용자의 스트레스 수치 및 집중도 수치 중 적어도 하나 이상의 수치를 산출할 수 있다.
또한, 신호 처리부(120)는 수신한 뇌파 신호로부터 사용자의 안정도 수치를 더 산출할 수도 있다.
다시 말해, 신호 처리부(120)는 신호 수신부(110)로부터 수신한 사용자의 뇌파 신호에 기초하여, 사용자의 스트레스(피로도, 흥분도), 안정도(평안함, 이완도) 및 집중도를 수치화할 수 있다.
일측에 따르면, 스트레스 수치, 집중도 수치 및 안정도 수치 각각은 0 내지 100의 범위 내에서 어느 하나의 수치로 환산될 수 있다.
또한, 신호 처리부(120)는 사용자의 뇌파 신호에 기초하여 스트레스 수치, 집중도 수치 및 안정도 수치 중 적어도 하나 이상의 수치를 산출하는 감성 알고리즘을 포함할 수 있다.
예를 들면, 신호 처리부(120)는 사용자의 뇌파 신호를 주파수의 범위에 따라 델타파(0.2~4.99Hz), 세타파(4~7.99Hz), 알파파(8~12.99Hz), SMR파(13~17Hz), Mid 베타파(18~23Hz), High 베타파(24~30Hz), 감마파(30~50Hz)로 분류할 수 있다.
또한, 신호 처리부(120)는 분류된 뇌파 신호 중에서 특정 주파수 영역의 뇌파를 이용하여 스트레스 수치, 집중도 수치 및 안정도 수치 각각을 정량적으로 산출할 수 있다.
즉, 감성 알고리즘은 분류된 뇌파 신호 각각의 주파수 파워 값을 측정하고, 측정된 주파수 파워값에 기초하여 스트레스 수치, 집중도 수치 및 안정도 수치를 0 내지 100의 범위 내의 수치로 출력하는 알고리즘일 수 있다.
일측에 따르면, 신호 처리부(120)는 하기 수학식 1을 통해 집중력 값(%)을 산출하고, 산출된 집중력 값(%)을 0 내지 100의 범위 내에서 어느 하나의 수치로 변환하는 과정을 통해 집중도 수치를 산출할 수도 있다.
[수학식 1]
집중력 값(%) = (SMR파의 전압값 + Mid 베타파의 전압값)/(세타파의 전압값)
또한, 신호 처리부(120)는 하기 수학식 2를 통해 0 내지 100의 범위 내에서 어느 하나의 수치로 출력되는 스트레스 수치를 산출할 수 있다.
[수학식 2]
스트레스 수치 = (왼쪽전극파워 - 오른쪽전극파워) / (왼쪽전극파워 + 오른쪽전극파워)
다시 말해, 사용자의 뇌파 신호를 측정하는 뇌파 센싱수단은 2개의 전극을 이용하여 사용자의 전전두엽의 왼쪽 부위 및 전전두엽의 오른쪽 부위에 대한 뇌파 신호를 측정한 후, 측정된 뇌파 신호를 신호 수신부(110)로 전달할 수 있으며, 신호 처리부(120)는 전달받은 뇌파 신호에 기초하여 전전두엽의 왼쪽 부위에 대한 전극의 파워 값과 전전두엽의 오른쪽 부위에 대한 전극의 파워값을 검출할 수 있다.
즉, 신호 처리부(120)는 전전두엽의 왼쪽 부위에 대한 전극의 파워 값과 전전두엽의 오른쪽 부위에 대한 전극의 파워 값을 기반으로 하는 수학식 2를 통해 사용자의 스트레스 수치를 산출할 수 있다.
한편, 안정도 수치는 일반적으로 많이 사용되는 알파비(total 알파파 / total 베타파)를 통해 산출된 값을 0 내지 100의 범위 내에서 어느 하나의 수치로 환산하는 과정을 통해 산출될 수 있다.
일측에 따르면, 신호 처리부(120)는 집중도 수치와 스트레스 수치를 이용하여 학습도 수치를 연산할 수 있다.
또한, 신호 처리부(120)는 안정도 수치와 스트레스 수치를 이용하여 디톡스 수치를 연산할 수도 있다.
예를 들면, 신호 처리부(120)는 집중도 수치에서 스트레스 수치를 감산한 값을 학습도 수치(학습도 수치 = 집중도 수치 - 스트레스 수치)로 결정할 수 있으며, 안정도 수치에서 스트레스 수치를 감산한 값을 디톡스 수치(디톡스 수치 = 안정도 수치 - 스트레스 수치)로 결정할 수 있다.
한편, 신호 처리부(120)는 집중도 수치가 스트레스 수치 보다 작으면 학습도 수치를 '0'으로 결정하고, 안정도 수치가 스트레스 수치 보다 작으면 디톡스 수치를 '0'으로 결정할 수 있다.
일측에 따르면, 신호 처리부(120)는 기설정된 시간 동안 스트레스 수치 및 집중도 수치 중 적어도 하나 이상의 수치를 산출하고, 기설정된 시간 동안 산출된 적어도 하나 이상의 수치에 대응되는 사용자 통계 데이터를 산출할 수 있다.
또한, 신호 처리부(120)는 기설정된 시간 동안 안정도 수치를 산출하고, 기설정된 시간 동안 산출된 안정도 수치에 대응되는 사용자 통계 데이터를 산출할 수도 있다.
다시 말해, 일실시예에 따른 신호 수신부(110)는 기설정된 시간동안 또는 기설정된 시간 단위로 뇌파 센싱수단을 통해 감지된 사용자의 뇌파 신호를 수신할 수 있으며, 신호 처리부(120)는 기설정된 시간동안 또는 기설정된 시간 단위로 수신된 뇌파 신호에 기초하여 시간의 경과에 따른 사용자 뇌파의 세부적인 변화를 반영하는 사용자 통계 데이터를 산출할 수 있다.
예를 들면, 사용자 통계 데이터는 스트레스 수치, 집중도 수치, 안정도 수치, 학습도 수치 및 디톡스 수치 중 적어도 하나의 수치에 대한 정보 및 적어도 하나의 수치의 시간 경과에 따른 변화 데이터를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 뉴로 피드백 시스템(100)은 신호 처리부(120)를 통해 생성된 사용자 통계 데이터와, 연산된 학습도 수치를 기설정된 관리자 단말로 제공하는 통신부(140)를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 통신부(140)는 연산된 디톡스 수치를 기설정된 관리자 단말로 제공할 수도 있다.
예를 들면, 통신부(140)는 블루투스 통신을 통해 기설정된 관리자 단말과 무선통신을 수행할 수 있다.
또한, 연산된 디톡스 수치 및 학습도 수치 중 적어도 하나는 신호 처리부(120)를 통해 실시간으로 연산된 수치일 수 있다.
또한, 기설정된 관리자 단말은 사용자의 부모님이 사용하는 스마트 기기일 수 있으나, 기설정된 관리자 단말은 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템(100)은 제 3자(부모 또는 기타 관리자)에게 사용자의 뇌파 상태에 대한 통계 데이터와 실시간 모니터링을 제공하여, 사용자의 스트레스, 안정도 및 집중도가 용이하게 관리 되도록 지원할 수 있다.
일실시예에 따른 뉴로 피드백 제공부(130)는 신호 처리부(120)를 통해 연산된 학습도 수치와 기설정된 임계값을 비교하고, 비교 결과에 대응되는 뉴로 피드백(Neuro Feedback) 기반의 힐링 컨텐츠를 제공하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
일측에 따르면, 뉴로 피드백 제공부(130)는 신호 처리부(120)를 통해 연산된 디톡스 수치와 기설정된 임계값을 비교하고, 비교 결과에 대응되는 힐링 컨텐츠를 제공하기 위한 제어신호를 생성할 수도 있다.
뉴로 피드백 제공부(130)는 생성된 제어 신호를 사용자가 사용 중인 스마트 기기의 프로세서(Processor)에 제공함으로써, 사용자가 사용 중인 스마트 기기에서 제어 신호에 대응되는 동작이 수행 되도록 지원 할 수 있다.
일측에 따르면, 힐링 컨텐츠는 스트레스 수치 및 집중도 수치 중 적어도 하나 이상의 수치를 개선할 수 있는 비디오 컨텐츠 및 오디오 컨텐츠 중 적어도 하나의 디지털 컨텐츠일 수 있다.
또한, 힐링 컨텐츠는 안정도 수치를 개선할 수 있는 디지털 컨텐츠일 수도 있다.
예를 들면, 힐링 컨텐츠는 음악 컨텐츠, 자연과 관련된 소리 또는 영상 컨텐츠, 호흡법 또는 명상 진행을 유도할 수 있는 컨텐츠 중 적어도 하나 이상의 컨텐츠를 포함할 수 있다.
또한, 힐링 컨텐츠는 사용자의 안구건조증을 예방하기 위한 눈깜빡임 횟수를 제공하는 컨텐츠를 포함할 수도 있다.
일측에 따르면, 기설정된 임계값은 복수의 임계값들을 포함할 수 있다.
예를 들면, 기설정된 임계값은 제1 내지 제5 임계값을 포함할 수 있으며, 제1 임계값은 '15', 제2 임계값은 '30', 제3 임계값은 '50', 제4 임계값은 '60', 제5 임계값은 '85'일 수 있다.
즉, 뉴로 피드백 제공부(130)는 연산된 디톡스 수치 및 학습도 수치 중 적어도 하나의 수치와 제1 내지 제5 임계값을 비교하여, 디톡스 수치 및 학습도 수치 중 적어도 하나의 수치를 제1 내지 제5 임계값에 대응되는 6개의 단계 중 어느 하나로 구분할 수 있다.
보다 구체적으로, 뉴로 피드백 제공부(130)는 연산된 디톡스 수치 및 학습도 수치 중 적어도 하나의 수치가 86 내지 100의 범위에 포함되면 매우 좋음(Excellent) 단계로 구분할 수 있고, 61 내지 85의 범위에 포함되면 더 좋음(Better) 단계로 구분할 수 있다.
또한, 뉴로 피드백 제공부(130)는 적어도 하나의 수치가 51 내지 60의 범위에 포함되면 좋음(Good) 단계로, 31 내지 50의 범위에 포함되면 보통(Nomal) 단계로, 16 내지 30의 범위에 포함되면 나쁨(Bad) 단계로, 30 이하인 경우에는 매우 나쁨(Worst) 단계로 구분할 수 있다.
예를 들면, 뉴로 피드백 제공부(130)는 연산된 디톡스 수치 및 학습도 수치 중 적어도 하나의 수치가 보통(Nomal) 단계 이하인 경우에, 즉, 보통(Nomal) 단계, 나쁨(Bad) 단계 및 매우 나쁨(Worst) 단계 중 어느 하나의 단계에 해당하면, 각 단계에 대응되는 힐링 컨텐츠를 제공할 수 있다.
다시 말해, 뉴로 피드백 제공부(130)는 매우 좋음(Excellent) 단계, 더 좋음(Better) 단계, 좋음(Good) 단계, 보통(Nomal) 단계, 나쁨(Bad) 단계, 매우 나쁨(Worst) 단계별로 서로 다른 힐링 컨텐츠를 제공할 수 있다.
보다 구체적인 예를 들면, 뉴로 피드백 제공부(130)는 연산된 디톡스 수치 및 학습도 수치 중 적어도 하나의 수치가 나쁨(Bad) 단계인 경우, 보통(Nomal) 단계인 경우에 제공되는 음악 컨텐츠보다 상대적으로 약한 비트를 갖는 릴렉스용 음악 컨텐츠를 제공할 수 있다.
음악 컨텐츠는 사람의 뇌파를 변화시키는 힘이 있는 것으로 알려져 있다. 즉, 1분에 약 60회의 장단을 갖는 강한 비트의 음악은 뇌파를 세타파에서 알파파로 변화시켜 각성 상태를 더욱 명료하게 해 주고 우울했던 기분을 명랑하게 해주는 반면, 상대적으로 약한 비트를 갖는 음악은 느린 뇌파(감마파나 델타파, 세타파)가 되도록 유도하여 심신을 이완되고 느긋한 만족감을 느끼고 마음이 평화로워지도록 유도하는 경향을 갖는 것으로 알려져 있다.
따라서, 일실시예에 따른 뉴로 피드백 제공부(130)는 디지털 컨텐츠와 뇌파 사이의 상관 관계를 고려하여, 사용자 뇌파에 대응되는 힐링 컨텐츠를 단계별로 제공할 수 있다.
일측에 따르면, 뉴로 피드백 제공부(130)는 연산된 학습도 수치에 대응되는 아이콘 형태의 컨텐츠를 사용자에게 제공하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
또한, 뉴로 피드백 제공부(130)는 연산된 디톡스 수치에 대응되는 아이콘 형태의 컨텐츠를 사용자에게 제공하기 위한 제어신호를 생성할 수도 있다.
다시 말해, 일실시예에 따른 뉴로 피드백 제공부(130)는 디톡스 수치 또는 학습도 수치에 대응되는 아이콘을 사용자가 사용 중인 앱에 오버랩(Overlap)하여 디톡스 수치 또는 학습도 수치를 효과적으로 디스플레이함으로써, 사용자 스스로 자신의 현재 상태를 용이하게 인지하도록 지원할 수 있다.
일측에 따르면, 뉴로 피드백 제공부(130)는 연산된 적어도 하나의 수치에 대응되는 아이콘 형태의 컨텐츠를 통신부(140)를 통해 기설정된 관리자 단말로 제공할 수도 있다.
일측에 따르면, 뉴로 피드백 제공부(130)는 디톡스 수치 및 학습도 수치 중 연산된 적어도 하나의 수치와 기설정된 임계값의 비교 결과에 대응하여, 사용자에게 기설정된 알람을 출력하거나 사용 중인 앱(App)의 기능을 제한하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
예를 들면, 뉴로 피드백 제공부(130)는 디톡스 수치 및/또는 학습도 수치가 보통(Nomal) 단계 이하인 경우에, 사용자가 사용중인 스마트 기기의 영상 또는 음성을 통한 알람 기능을 지원할 수 있다.
보다 구체적인 예를 들면, 뉴로 피드백 제공부(130)는 디톡스 수치 및/또는 학습도 수치가 보통(Nomal) 단계 이하인 경우에, "집중력이 좋아요", "좀 더 효율을 올려봐요", "눈이 건조해요, 눈을 깜빡이세요", "잘했어요, 쉬고 해요", "뇌가 피곤해요", "휴식이 필요해요", "5분 후에 중단할께요"와 같은 기설정된 문구에 대한 음성 또는 이미지 출력을 지원할 수 있다.
또한, 뉴로 피드백 제공부(130)는 디톡스 수치 및/또는 학습도 수치가 보통(Nomal) 이하인 경우에, 사용자가 사용 중인 스마트 기기의 화면 또는 소리를 오프(Off)하거나, 앱(App)을 강제 종료하는 등의 기능을 지원하여 사용 중인 앱(App)의 기능을 제한할 수도 있다.
일측에 따르면, 뉴로 피드백 제공부(130)는 사용자가 사용 중인 스마트 기기의 근접 센서와 연동하여, 사용자가 스마트 기기와 기 설정된 거리 이상 가까워지면 경고 알람을 출력하도록 제어하기 위한 제어신호를 생성할 수도 있다.
도 2a 내지 도 2b는 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템의 하드웨어 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2b를 참조하면, 참조부호 210은 도 1을 통해 설명한 뇌파 센싱수단의 하드웨어 구성에 대한 예시를 나타내고, 참조부호 220은 도 1을 통해 설명한 일실시예예 따른 신호 처리부의 하드웨어 구성에 대한 예시를 나타낸다.
구체적으로, 사용자의 뇌파 신호를 감지하는 뇌파 센싱수단(210)은 전극(211), 전처리 엠프(Pre AMP)(212), 제1 밴드 패스 필터(Band Pass Filter & 1st AMP)(213), 로우 패스 필터(Low Pass Filter)(214), 파워 노이즈 캔슬 필터(Power Noise Cancellation Filter)(215) 및 제2 밴드 패스 필터(Band Pass Filter & 2nd Filter)(216)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 일실시예에 따른 뇌파 센싱수단(210)은 전극(211), 전처리 엠프(212), 제1 밴드 패스 필터(213), 로우 패스 필터(214), 파워 노이즈 캔슬 필터(215) 및 제2 밴드 패스 필터(216)를 통해, 측정된 사용자의 뇌파 신호를 증폭하고, 증폭된 뇌파 신호를 대역 제한 시켜 왜곡 현상을 방지하며 노이즈 성분을 필터링하고, 노이즈 필터링된 아날로그 기반의 뇌파 신호를 도 1의 신호 수신부로 전달할 수 있다.
한편, 일실시예예 따른 신호 처리부(220)는 아날로그-디지털 변환기(Analog-Digital Converter; ADC)(221), 고속 푸리에 변환기(Fast Fourier Transform)(222) 및 뇌파 데이터 샘플링기(Brainwave Data Sampling)(223)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 일실시예예 따른 신호 처리부(220)는 아날로그-디지털 변환기(221), 고속 푸리에 변환기(222) 및 뇌파 데이터 샘플링기(223)를 통해, 뇌파 센싱수단(210)으로부터 수신한 아날로그 기반의 뇌파 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호에 대하여 고속 푸리에 변환을 수행하며, 고속 푸리에 변환된 뇌파 데이터를 샘플링할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템에서 아이콘 형태의 컨텐츠를 제공하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
다시 말해, 도 3은 도 1 내지 도 2b를 통해 설명한 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템의 동작에 관한 예시를 설명하기 위한 도면으로, 이후 도 3을 통해 설명하는 내용 중 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템을 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 참조부호 300은 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템에서 제공하는 연산된 디톡스 수치 및 학습도 수치 중 적어도 하나의 수치에 대응되는 아이콘 형태의 컨텐츠의 예시를 나타낸다.
참조부호 300에 따르면, 일실시예예 따른 뉴로 피드백 시스템의 뉴로 피드백 제공부는 연산된 디톡스 수치 및 학습도 수치 중 적어도 하나의 수치가 86 내지 100의 범위에 포함되면 매우 좋음(Excellent) 단계로 구분할 수 있고, 61 내지 85의 범위에 포함되면 더 좋음(Better) 단계로 구분할 수 있다.
또한, 뉴로 피드백 제공부는 적어도 하나의 수치가 51 내지 60의 범위에 포함되면 좋음(Good) 단계로, 31 내지 50의 범위에 포함되면 보통(Nomal) 단계로, 16 내지 30의 범위에 포함되면 나쁨(Bad) 단계로, 30 이하인 경우에는 매우 나쁨(Worst) 단계로 구분할 수 있다.
한편, 뉴로 피드백 제공부는 매우 좋음(Excellent) 단계, 더 좋음(Better) 단계, 좋음(Good) 단계, 보통(Nomal) 단계, 나쁨(Bad) 단계 및 매우 나쁨(Worst) 단계에 대응되는 각각의 아이콘에 연산된 디톡스 수치 및 학습도 수치 중 적어도 하나의 수치를 매칭할 수 있다.
예를 들면, 일실시예예 따른 뉴로 피드백 시스템은 연산된 디톡스 수치 및 학습도 수치 중 적어도 하나의 수치에 대응되는 서로 다른 형태의 아이콘들을 사전에 설정할 수 있다.
보다 구체적인 예를 들면, 뉴로 피드백 제공부는 연산된 디톡스 수치 및 학습도 수치 중 적어도 하나의 수치가 '54'인 경우, 좋음(Good) 단계에 대응되는 아이콘에 '54'라는 수치를 반영하고, 수치가 반영된 아이콘을 사용자가 사용 중인 앱에 오버랩(Overlap)하여 디스플레이함으로써, 현재 수치를 사용자에게 용이하게 제공할 수 있다.
도 4a 내지 도 4b는 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템의 동작예를 설명하기 위한 도면이다.
다시 말해, 도 4a 내지 도 4b는 도 1 내지 도 3을 통해 설명한 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템의 동작에 따른 예시를 설명하기 위한 도면으로, 이후 도 4a 내지 도 4b를 통해 설명하는 내용 중 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템을 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 4a 내지 도 4b를 참조하면, 참조부호 410은 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템을 이용한 디지털 디톡스 동작에 대한 예시를 나타내고, 참조부호 420은 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템을 이용한 학습 집중도 개선 동작을 나타낸다.
참조부호 410에 따르면, 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템은 사용자가 기설정된 사용 앱 목록에 포함된 게임 앱 또는 유튜브 앱을 사용하고자 앱을 선택하면, 사용자가 앱을 사용하기 전에 현재 사용자의 뇌파 상태를 측정하여 안정도 수치와 스트레스 수치를 산출할 수 있다.
일측에 따르면, 뉴로 피드백 시스템은 사용자가 스마트 기기를 사용하는 경우에 사용자의 뇌가 건상한 상태인지를 파악하기 위하여 시간대별로 뇌파 측정 및 분석을 실시하여 안정도 수치와 스트레스 수치를 모니터링할 수 있다.
또한, 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템은 게임 또는 유튜브 앱의 사용 시, 뇌의 상태를 측정 후, 디톡스 수치를 연산하고, 연산된 디톡스 수치가 '30'이하인 경우에 연산된 디톡스 수치에 대응되는 아이콘 형태의 컨텐츠를 출력하고, 사용자가 사용 중인 앱의 사용 중단을 유도하며, 소정의 시간이 경과하면 사용 중인 앱을 강제 중단되도록 제어할 수 있다.
또한, 뉴로 피드백 시스템은 연산된 디톡스 수치에 기초하여, 사용자가 휴식이 요구되는 상황인지를 분석하며, 분석 결과에 대응하여 뉴로 피드백 기반의 힐링 컨텐츠를 제공하여 사용자의 안정도를 향상시키고, 스트레스를 감소시킬 수 있다.
한편, 뉴로 피드백 시스템은 연산된 디톡스 수치가 '60' 이상인 경우에, 다시 게임 또는 유튜브 앱이 실행되도록 제어할 수 있으며, 상술한 뇌파측정 및 분석, 아이콘 출력, 힐링 컨텐츠 제공의 과정을 반복 수행할 수 있다.
참조부호 420에 따르면, 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템은 사용자가 기설정된 사용 앱 목록에 포함된 학습 또는 인터넷 강의 앱을 사용하고자 앱을 선택하면, 사용자가 앱을 사용하기 전에 현재 사용자의 뇌파 상태를 측정하여 집중도 수치와 스트레스 수치를 산출할 수 있다.
일측에 따르면, 뉴로 피드백 시스템은 사용자가 스마트 기기를 사용하는 경우에 사용자의 뇌가 건상한 상태인지를 파악하기 위하여 시간대별로 뇌파 측정 및 분석을 실시하여 집중도 수치와 스트레스 수치를 주기적으로 산출할 수 있다.
또한, 뉴로 피드백 시스템은 학습 또는 인터넷 강의 앱의 사용 시, 뇌의 상태를 측정 후, 학습도 수치를 연산하고, 연산된 학습도 수치에 따라 아이콘 형태의 컨텐츠의 출력 및 알림 기능을 수행할 수 있다.
또한, 연산된 학습도 수치가 '30'이하인 경우에 연산된 디톡스 수치에 대응되는 아이콘 형태의 컨텐츠를 출력하고, 연산된 학습도 수치에 대응되는 뉴로 피드백 기반의 힐링 컨텐츠를 제공할 수 있다.
예를 들면, 뉴로 피드백 시스템은 연산된 학습도 수치가 '30'이하인 경우에 집중력을 강화 시킬 수 있는 게임 컨텐츠를 제공할 수도 있다.
또한, 뉴로 피드백 시스템은 상술한 뇌파측정 및 분석, 아이콘 출력, 힐링 컨텐츠 제공의 과정을 반복 수행할 수 있다.
다시 말해, 본 발명을 이용하면 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 EEG 신호 측정 + 신호 처리 + 감성 알고리즘 + 힐링 컨텐츠를 제공하여 사용자의 뇌파를 효과적으로 제어할 수 있다.
또한, 앱의 무조건적인 사용 제한이 아니라 현재 뇌의 상태에 따라 앱 사용을 제한할 수 있으며, 사용자의 뇌가 건강한 상태인지 확인하기 위해 뇌파측정 후 수치 분석을 수행할 수 있다.
또한, 피로도와 관련된 수치 상승 시 앱의 경고 아이콘을 오버랩해서 알림을 진행한 이후에 작동 중단을 유도하고 일정시간 후 앱의 강제 중단 기능을 수행할 수 있다.
또한, 사용자의 현재 상태가 휴식이 요구되는 상태인지를 분석하여, 뉴로 피드백 기반의 힐링 컨텐츠를 제공하고, 제 3자(부모 또는 기타 관리자)의 개입이 가능한 뇌파 상태의 통계 및 모니터링 기능을 제공할 수 있다.
또한, 사용자가 학습을 수행하는 경우, 학습도 수치를 제공하여 학습의 효율성을 높일 수 있다.
도 5a 내지 도 5b는 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템을 앱(App)으로 구현하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
다시 말해, 도 5a 내지 도 5b는 도 1 내지 도 4b를 통해 설명한 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템을 사용자가 사용하는 스마트 기기에서 동작하는 앱(App)으로 구현하는 예시를 설명하기 위한 도면으로, 이후 도 5a 내지 도 5b를 통해 설명하는 내용 중 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템을 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 참조부호 510은 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템의 디지털 디톡스 동작을 구현하는 앱의 구성을 나타내고, 참조부호 520은 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템의 학습 집중도 개선 동작을 구현하는 앱의 구성을 나타낸다.
도 5a 내지 도 5b에서는 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템의 디지털 디톡스 동작과 학습 집중도 개선 동작을 구현하는 앱을 구분하여 설명하나, 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템은 이에 한정되지 않고, 디지털 디톡스 동작과 학습 집중도 개선 동작을 하나의 앱에서 구현할 수도 있다.
참조부호 510에 따르면, 디톡스 동작을 구현하는 앱은 설정 기능(511), 뇌파 측정 기능(512), 사용앱에 아이콘 및 음성 알람을 수행하는 기능(513), 힐링 컨텐츠 제공 기능(514) 및 통계 및 모니터링 기능(515)을 제공할 수 있다.
구체적으로, 설정 기능(511)은 사용자의 프로필 설정하고, 사용 앱 목록을 설정하며, 각종 연결 기능을 제어할 수 있다.
예를 들면, 설정 기능(511)은 사용자의 이름, 나이 및 성별을 포함한 사용자의 프로필을 등록 및 유지할 수 있다. 또한, 도 1의 신호 수신부 또는 통신부의 블루투스 통신 상태를 제어하고, 뇌파 센싱수단에 구비된 전극의 상태를 제어할 수 있다.
뇌파 측정 기능(512)은 실시간 및/또는 시간대 별로 사용자의 뇌파를 측정 및 분류하고, 감성알고리즘을 적용할 수 있다.
예를 들면, 뇌파 측정 기능(512)은 감성 알고리즘을 통해 스트레스 수치, 안정도 수치 및 사용자의 눈 깜빡임을 체크할 수 있다. 사용자의 눈 깜빡임은 별도의 센싱 수단 또는 사용자가 사용 중인 스마트 기기와 연동하여 체크할 수 있다.
사용앱에 아이콘 및 음성 알람을 수행하는 기능(513)은 디톡스 수치에 대응되는 아이콘 및 저장 음성을 발화할 수 있으며, 디톡스 수치가 낮아지면 아이콘 및 음성을 통한 경고 및 사용 중인 앱의 중단을 수행할 수 있다.
힐링 컨텐츠 제공 기능(514)은 오디오(음악/자연), 비디오(자연)와 같은 디지털 컨텐츠 또는 호흡법(명상 진행 유도)과 관련한 컨텐츠를 제공할 수 있다.
통계 및 모니터링 기능(515)은 기설정된 시간대별, 요일별, 주일별, 월별로 사용자의 뇌파에 대응되는 데이터를 관리하는 기능을 수행하며, 시간대 별로 수치 및 그래프를 통해 관리를 수행할 수 있다.
예를 들면, 통계 및 모니터링 기능(515)은 디톡스 수치, 안정도 수치, 스트레스 수치와 관련한 정보들에 대한 통계 및 모니터링을 수행할 수 있으며, 사용자의 흥미도 및 효율성과 관련한 정보를 통계 및 모니터링할 수도 있다.
참조부호 520에 따르면, 학습 집중도 개선 동작을 구현하는 앱은 설정 기능(521), 뇌파 측정 기능(522), 사용앱에 아이콘 및 음성 알람을 수행하는 기능(523), 힐링 컨텐츠 제공 기능(524) 및 통계 및 모니터링 기능(525)을 제공할 수 있다.
구체적으로, 설정 기능(521)은 사용자의 프로필 설정하고, 사용 앱 목록을 설정하며, 각종 연결 기능을 제어할 수 있다.
예를 들면, 설정 기능(521)은 사용자의 이름, 나이 및 성별을 포함한 사용자의 프로필을 등록 및 유지할 수 있다. 또한, 도 1의 신호 수신부 또는 통신부의 블루투스 통신 상태를 제어하고, 뇌파 센싱수단에 구비된 전극의 상태를 제어할 수 있다.
뇌파 측정 기능(522)은 실시간 및/또는 시간대 별로 사용자의 뇌파를 측정 및 분류하고, 감성알고리즘을 적용할 수 있다.
예를 들면, 뇌파 측정 기능(522)은 감성 알고리즘을 통해 스트레스 수치, 집중도 수치 및 사용자의 눈 깜빡임을 체크할 수 있다.
사용앱에 아이콘 및 음성 알람을 수행하는 기능(523)은 학습도 수치에 대응되는 아이콘 및 저장 음성을 발화할 수 있으며, 학습도 수치가 낮아지면 아이콘 및 음성을 통한 경고 및 사용 중인 앱의 중단을 수행할 수 있다.
힐링 컨텐츠 제공 기능(524)은 오디오(음악/자연), 비디오(자연)와 같은 디지털 컨텐츠 또는 호흡법(명상 진행 유도)과 관련한 컨텐츠를 제공할 수 있다.
통계 및 모니터링 기능(525)은 기설정된 시간대별, 요일별, 주일별, 월별로 사용자의 뇌파에 대응되는 데이터를 관리하는 기능을 수행하며, 시간대 별로 수치 및 그래프를 통해 관리를 수행할 수 있다.
예를 들면, 통계 및 모니터링 기능(525)은 학습도 수치, 집중도 수치, 스트레스 수치와 관련한 정보들에 대한 통계 및 모니터링을 수행할 수 있으며, 사용자의 흥미도 및 효율성과 관련한 정보를 통계 및 모니터링할 수도 있다.
도 6은 일실시예에 따른 뉴로 피드백 방법을 설명하기 위한 도면이다.
다시 말해, 도 6은 도 1 내지 도 5b를 통해 설명한 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템을 이용하여 뉴로 피드백을 수행하는 방법을 설명하는 도면으로, 이후 도 6을 통해 설명하는 내용 중 일실시예에 따른 뉴로 피드백 시스템을 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 610 단계에서 일실시예에 따른 뉴로 피드백 방법은 신호 수신부에서 사용자의 뇌파 신호를 수신할 수 있다.
다음으로, 620 단계에서 일실시예에 따른 뉴로 피드백 방법은 수신한 뇌파 신호로부터 학습도 수치를 연산할 수 있다.
일측에 따르면, 620 단계에서 일실시예에 따른 뉴로 피드백 방법은 수신한 뇌파 신호로부터 사용자의 스트레스 수치 및 집중도 수치 중 적어도 하나 이상의 수치를 산출할 수 있다.
일측에 따르면, 620 단계에서 일실시예에 따른 뉴로 피드백 방법은 집중도 수치와 스트레스 수치를 이용하여 학습도 수치를 연산할 수 있다.
다음으로, 630 단계에서 일실시예에 따른 뉴로 피드백 방법은 뉴로 피드백 제공부에서 연산된 학습도 수치와 기설정된 임계값을 비교하고, 비교 결과에 대응되는 뉴로 피드백(Neuro Feedback) 기반의 힐링 컨텐츠를 제공하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
일측에 따르면, 630 단계에서 일실시예에 따른 뉴로 피드백 방법은 연산된 학습도 수치에 대응되는 아이콘 형태의 컨텐츠를 사용자에게 제공하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
일측에 따르면, 630 단계에서 일실시예에 따른 뉴로 피드백 방법은 비교 결과에 대응하여, 사용자에게 기설정된 알람을 출력하거나 사용 중인 앱(App)의 기능을 제한하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
결국, 본 발명을 이용하면, 사용자가 사용 중인 앱에 대한 무조건적인 사용 제한이 아니라, 사용자의 현재 뇌 상태를 고려하여 앱의 사용을 제한할 수 있다.
또한, 사용자의 뇌파를 통해 휴식이 요구되는 상태를 분석하여 뉴로 피드백 기반의 힐링 컨텐츠를 제공할 수 있다.
또한, 사용자의 뇌파 상태에 대응되는 뉴로 피드백 기반의 힐링 컨텐츠를 제공하여 사용자의 스트레스, 안정도 및 집중도를 관리할 수 있다.
또한, 디톡스 수치 또는 학습도 수치에 대응되는 아이콘을 사용자가 사용 중인 앱에 오버랩(Overlap)하여 디톡스 수치 또는 학습도 수치를 효과적으로 디스플레이함으로써, 사용자 스스로 자신의 현재 상태를 인지 하도록 지원할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다.
소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
100: 뉴로 피드백 시스템 110: 신호 수신부
120: 신호 처리부 130: 뉴로 피드백 제공부

Claims (14)

  1. 사용자의 뇌파 신호를 수신하는 신호 수신부;
    상기 수신한 뇌파 신호로부터 학습도 수치를 연산하는 신호 처리부 및
    상기 연산된 학습도 수치와 기설정된 임계값을 비교하고, 상기 비교 결과에 대응되는 뉴로 피드백(Neuro Feedback) 기반의 힐링 컨텐츠를 제공하기 위한 제어신호를 생성하는 뉴로 피드백 제공부
    를 포함하는 뉴로 피드백 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 수신부는,
    EEG(Electroencephalogram) 센서를 통해 측정된 상기 사용자의 뇌파 신호를 수신하는
    뉴로 피드백 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    상기 수신한 뇌파 신호로부터 상기 사용자의 스트레스 수치 및 집중도 수치 중 적어도 하나 이상의 수치를 산출하는
    뉴로 피드백 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    상기 집중도 수치와 상기 스트레스 수치를 이용하여 상기 학습도 수치를 연산하는
    뉴로 피드백 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 힐링 컨텐츠는,
    상기 스트레스 수치, 상기 집중도 수치 및 상기 안정도 수치 중 적어도 하나 이상의 수치를 개선할 수 있는 비디오 컨텐츠 및 오디오 컨텐츠 중 적어도 하나의 디지털 컨텐츠인 것을 특징으로 하는
    뉴로 피드백 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    기설정된 시간 동안 상기 스트레스 수치 및 상기 집중도 수치 중 적어도 하나 이상의 수치를 산출하고, 상기 기설정된 시간 동안 산출된 적어도 하나 이상의 수치에 대응되는 사용자 통계 데이터를 산출하는
    뉴로 피드백 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 사용자 통계 데이터 및 상기 연산된 학습도 수치 중 적어도 하나를 기설정된 관리자 단말로 제공하는 통신부
    를 더 포함하는 뉴로 피드백 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 뉴로 피드백 제공부는,
    상기 연산된 학습도 수치에 대응되는 아이콘 형태의 컨텐츠를 상기 사용자에게 제공하기 위한 제어신호를 생성하는
    뉴로 피드백 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 뉴로 피드백 제공부는,
    상기 비교 결과에 대응하여, 상기 사용자에게 기설정된 알람을 출력하거나 상기 사용자가 사용 중인 앱(App)의 기능을 제한하기 위한 제어신호를 생성하는
    뉴로 피드백 시스템.
  10. 신호 수신부에서, 사용자의 뇌파 신호를 수신하는 단계;
    신호 처리부에서, 상기 수신한 뇌파 신호로부터 학습도 수치를 연산하는 단계 및
    뉴로 피드백 제공부에서, 상기 연산된 학습도 수치와 기설정된 임계값을 비교하고, 상기 비교 결과에 대응되는 뉴로 피드백(Neuro Feedback) 기반의 힐링 컨텐츠를 제공하기 위한 제어신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 뉴로 피드백 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 수치를 연산하는 단계는,
    상기 수신한 뇌파 신호로부터 상기 사용자의 스트레스 수치 및 집중도 수치 중 적어도 하나 이상의 수치를 산출하는
    뉴로 피드백 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 수치를 연산하는 단계는,
    상기 집중도 수치와 상기 스트레스 수치를 이용하여 상기 학습도 수치를 연산하는
    뉴로 피드백 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 힐링 컨텐츠를 제공하기 위한 제어신호를 생성하는 단계는,
    상기 연산된 학습도 수치에 대응되는 아이콘 형태의 컨텐츠를 상기 사용자에게 제공하기 위한 제어신호를 생성하는
    뉴로 피드백 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 힐링 컨텐츠를 제공하기 위한 제어신호를 생성하는 단계는,
    상기 비교 결과에 대응하여, 상기 사용자에게 기설정된 알람을 출력하거나 상기 사용자가 사용 중인 앱(App)의 기능을 제한하기 위한 제어신호를 생성하는
    뉴로 피드백 방법.
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