KR20210076561A - Vr콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템 - Google Patents

Abstract

상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은,
치매 예방 인지 훈련에 관한 프로그램을 포함하는 VR콘텐츠(100); 상기 VR콘텐츠(100)가 구동되는 키오스크(200); 상기 키오스크(200)로부터 데이터를 전송받아 상기 VR콘텐츠(100)가 구현되는 VR디스플레이부(300); 상기 VR디스플레이부(300)에서 구현되는 상기 VR콘텐츠(100)를 조작하는 VR콘트롤러(400); 및 사용자의 멀미 상태를 감지하여 멀미 상태를 저감시키는 멀미저감부(500); 를 포함하고,
사용자는 상기 VR디스플레이부(300)와 상기 VR콘트롤러(400)를 착용하고, 상기 VR디스플레이부(300)에서 구현되는 상기 VR콘텐츠(100)에 따라 인지 훈련을 하면, 상기 키오스크(200)에서 상기 훈련이 모니터링되고, 상기 훈련이 종료되면 훈련 결과가 데이터베이스화되는 것을 특징으로 하여 구성될 수 있다.

Description

VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템 {Recognition Training System For Preventing Dementia Using Virtual Reality Contents}

본 명세서에 개시된 내용은 치매 예방 인지 훈련 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 인지 훈련이 필요한 대상자가 VR디스플레이부와 VR콘트롤러를 착용하고 게임기반 VR콘텐츠를 이용하여 치매 예방 인지 훈련을 하는 시스템에 관한 것이다.

가상현실이란 컴퓨터를 이용하여 구축한 가상공간(Virtual Environmental)속에서 인간감각계(sensory system)와의 상호작용을 통해 물리적, 공간적 제약에 의해 현실세계에서는 직접 경험하기 어려운 상황을 간접체험 할 수 있도록 만든 정보활동 분야이다. 가상현실을 구현해 내는 시스템들이 사용자의 시점과 동작이 실현되는 가상의 환경을 제공하게 되면 일반적으로 사용자의 시점이나 동작의 변화를 가상의 공간에서 실제로 행하거나 가상현실공간에서 인간의 신체를 대신하여 행위를 수행하는 존재를 통하여 그 환경을 경험한다.

가상·증강현실 전문가들과 경제학자들은 이 시장규모를 52억 달러에서 2020년 1620억 달러(190조 원)까지 증가할 것으로 예측한다. 또 인공지능과 함께 4차 산업혁명을 이끌 수 있는 유망기술로 전망한다. 가상현실 환경에서 인터랙션 디바이스들은 입력용 센서 장치를 기반으로 사용자의 다양한 정보를 인식하기 위해 사용되어져 왔다. 예를 들어, 가상 스크린에서 공이 골프채에 맞자마자, 골프채에 부착된 공간 인지 모션 센서가 사용자의 스윙 각도와 퍼팅 자세 등을 바로 분석하고, 분석된 사용자 정보는 곧바로 스마트폰으로 전송되며, 사용자는 해당 정보를 활용해 자세를 교정해 나갈 수 있다.

다만, 사용자에게 반력이나 촉각, 자극정보와 같은 피드백 신호를 생성하여 역으로 정보를 전달하기 위한 출력용 장치는 이제 걸음마 단계에 있다. 이를 응용한 기술 개발의 성장가능성이 크다.

한편, 우리나라는 2000년에 65세 이상 노인인구의 비율이 전체의 7.2%에 달하는 고령화 사회에 진입하였고, 2026년에는 초고령화사회(고령인구 21%)에 도달할 것으로 예상된다. 이에 따라 인지 강화, 인지 재활 훈련의 중요성이 날로 증대하고 있다.

이에 HMD(Head Mount Display) 같은 VR(Virtual Reality, 가상현실) 장치에 인지 강화, 인지 재활 훈련을 돕는 콘텐츠를 탑재하면 참여자가 원하는 시간과 장소에서 개별적으로 훈련 프로그램을 이수할 수 있으므로 훈련 효과가 매우 클 것으로 판단된다.

KR 101915238 B1 KR 101944489 B1 KR 101881986 B1 KR 101777755 B1

본 개시의 실시예에 의한 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템은 VR장치를 활용하여 치매 예방 인지 훈련이 필요한 복수의 사람들이 함께 참여하여 치매 예방 인지 훈련 프로그램을 이수할 수 있는 훈련 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 개시의 실시예에 의한 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템은,

치매 예방 인지 훈련에 관한 프로그램을 포함하는 VR콘텐츠(100); 상기 VR콘텐츠(100)가 구동되는 키오스크(200); 상기 키오스크(200)로부터 데이터를 전송받아 상기 VR콘텐츠(100)가 구현되는 VR디스플레이부(300); 상기 VR디스플레이부(300)에서 구현되는 상기 VR콘텐츠(100)를 조작하는 VR콘트롤러(400); 및 사용자의 멀미 상태를 감지하여 멀미 상태를 저감시키는 멀미저감부(500); 를 포함하고,

사용자는 상기 VR디스플레이부(300)와 상기 VR콘트롤러(400)를 착용하고, 상기 VR디스플레이부(300)에서 구현되는 상기 VR콘텐츠(100)에 따라 인지 훈련을 하면, 상기 키오스크(200)에서 상기 훈련이 모니터링되고, 상기 훈련이 종료되면 훈련 결과가 데이터베이스화되는 것을 특징으로 하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 키오스크(200)는 사용자를 인식하고, 상기 사용자의 인지 건강 상태를 분석하여 데이터베이스화하며, 상기 데이터베이스를 바탕으로 상기 사용자에게 적합한 프로그램을 선별하여 구동시키는 것을 특징으로 하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 VR콘트롤러(400)는 소정의 위치에 적어도 하나 이상 설치되어 사용자의 손동작을 감지하는 손동작감지모듈(410)과, 소정의 위치에 적어도 하나 이상 설치되어 터치를 인식하는 터치감지모듈(420)과, 상기 VR콘트롤러(400)의 이동 궤적을 감지하는 트래킹감지모듈(430); 을 포함하는 것을 특징으로 하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 멀미저감부(500)는 사용자의 뇌파를 측정하고, 상기 측정된 뇌파를 분석하여 사용자가 멀미 상태인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 멀미저감부(500)는 사용자가 멀미 상태로 판단되는 경우에 상기 멀미 상태를 해소하기 위해 상기 VR디스플레이부(300)의 시야각을 제한하는 것을 특징으로 하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 키오스크(200)는 적어도 하나 이상의 상기 VR디스플레이부(300)로부터 데이터를 전송받아 이를 연동하고, 상기 연동된 데이터를 상기 VR디스플레이부(300)로 전송하여 상기 VR콘텐츠(100)에 반영하는 것을 특징으로 하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 키오스크(200)는 사용자의 인지 훈련 데이터를 외부 유관기관의 서버에 전송하여 별도로 유관기관에서도 사용자의 인지 훈련이 모니터링되는 것을 특징으로 하여 구성될 수 있다.

이에 따라, 본 개시의 실시예에 따른 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템은 가상현실 프로그램을 활용하여 사용자가 원하는 시간과 장소에서 치매 예방 인지 훈련을 할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 치매 예방을 위해 병원에 다니는 것에 비해 상대적으로 적은 비용과 시간이 들어서 병원에 다니기 어려운 경우에도 저비용으로 치매 예방 인지 훈련을 할 수 있다는 이점이 있다.

또한, VR기반 콘텐츠를 이용하여 흥미와 재미를 유발하고, VR장갑의 착용으로 훈련 몰입도를 향상시켜 훈련 효과를 높일 수 있다는 이점이 있다.

또한, 복수의 참여자가 함께 프로그램을 이용할 수 있어 기존에 혼자 훈련하는 것에 비해 집중도를 높이고, 사용자에게 협동심, 성취감, 소속감 등의 감정을 심어줌으로써 치매 예방 인지 훈련 효과를 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 특정의 뇌파를 수집하여 뇌파 분석을 통해 멀미를 감지하고 조치함으로써 VR기기를 이용함에 따른 사이버멀미를 저감시킬 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 개시에 따른 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도.
도 2는 본 개시에 따른 VR콘텐츠와 키오스크의 구성을 간략히 나타낸 블록구성도.
도 3은 본 개시에 따른 VR디스플레이부와 VR콘트롤러의 구성을 간략히 나타낸 블록구성도.
도 4는 본 개시에 따른 멀미저감부의 구성을 간략히 나타낸 블록구성도.
도 5는 본 개시에 따른 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템의 일 실시예.
도 6은 본 개시에 따른 제1 콘텐츠를 구체적으로 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 개시에 따른 제2 콘텐츠를 구체적으로 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 개시에 따른 제3 콘텐츠를 구체적으로 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 개시에 따른 제4 콘텐츠를 구체적으로 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 개시에 따른 키오스크를 구체적으로 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 개시에 따른 VR콘트롤러를 구체적으로 설명하기 위한 도면.
도 12는 본 개시에 따른 VR콘트롤러를 구체적으로 설명하기 위한 도면.
도 13은 본 개시에 따른 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

도 1은 본 개시에 따른 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도, 도 2는 본 개시에 따른 VR콘텐츠와 키오스크의 구성을 간략히 나타낸 블록구성도, 도 3은 본 개시에 따른 VR디스플레이부와 VR콘트롤러의 구성을 간략히 나타낸 블록구성도, 도 4는 본 개시에 따른 멀미저감부의 구성을 간략히 나타낸 블록구성도, 도 5는 본 개시에 따른 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템의 일 실시예, 도 6은 본 개시에 따른 제1 콘텐츠를 구체적으로 설명하기 위한 도면, 도 7은 본 개시에 따른 제2 콘텐츠를 구체적으로 설명하기 위한 도면, 도 8은 본 개시에 따른 제3 콘텐츠를 구체적으로 설명하기 위한 도면, 도 9는 본 개시에 따른 제4 콘텐츠를 구체적으로 설명하기 위한 도면, 도 10은 본 개시에 따른 키오스크를 구체적으로 설명하기 위한 도면, 도 11은 본 개시에 따른 VR콘트롤러를 구체적으로 설명하기 위한 도면, 도 12는 본 개시에 따른 VR콘트롤러를 구체적으로 설명하기 위한 도면, 도 13은 본 개시에 따른 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 방법을 나타낸 흐름도이다.

<VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템>

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 개시에 따른 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템은 VR콘텐츠(100); 키오스크(200); VR디스플레이부(300); VR콘트롤러(400); 및 멀미저감부(500); 를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 VR콘텐츠(100)는 가상현실을 이용한 치매 예방 인지 훈련에 관한 프로그램으로서, 도 2의 (a)에 도시된 것과 같이 제1 콘텐츠(110), 제2 콘텐츠(120), 제3 콘텐츠(130) 및 제4 콘텐츠(140)를 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 상기 VR콘텐츠(100)는 후술될 키오스크(200)에서 구동되어 후술될 VR디스플레이부(300)로 전송되며, 상기 VR디스플레이부(300)의 디스플레이모듈(310)에서 구현되어 가상환경에서 인지 강화, 인지 재활 훈련을 하는 것을 특징으로 한다.

상기 VR콘텐츠(100)는 종래의 콘텐츠와는 달리 복수의 사용자가 함께 재활 훈련을 할 수 있도록 구성되는 특징이 있다.

이하 도 6 내지 도 9를 참조하여 상기 VR콘텐츠(100)를 설명한다.

도 6은 상기 제1 콘텐츠(110)를 구체적으로 설명하기 위한 도면으로, 도 6을 참조하면 상기 제1 콘텐츠(110)는 적어도 하나 이상의 상자박스와 적어도 하나 이상의 나무가 있고, 상기 나무에는 과일이 달려있다. 사용자는 후술될 VR콘트롤러(400)를 조작하여 소정 시간 동안 나무에 달려있는 과일을 잡아서 상기 상자박스에 담으면 점수포인트가 상승하는 방식의 게임기반 콘텐츠이다.

상기 제1 콘텐츠(110)의 사용자는 소정 시간 동안, 우선 과일이 달린 나무를 찾은 다음, 후술될 VR콘트롤러(400)를 조작하여 과일을 잡고서 상자박스로 이동시키고, 상자박스에 과일을 담는 것을 반복함으로써 치매 예방 인지 훈련을 하는 효과를 얻게 된다.

도 7은 상기 제2 콘텐츠(120)를 구체적으로 설명하기 위한 도면으로, 도 7을 참조하면 상기 제2 콘텐츠(120)는 과일 모양이 표시된 적어도 하나 이상의 상자박스와 적어도 한 종류 이상의 과일이 놓여진 컨베이어벨트가 있고, 상기 컨베이어벨트를 따라 소정의 방향으로 과일이 이동하게 된다. 사용자는 후술될 VR콘트롤러(400)를 조작하여 소정 시간 동안 컨베이어벨트 위의 과일을 잡아서 동일한 과일 모양이 표시된 상자박스에 담으면 점수포인트가 상승하는 방식의 게임기반 콘텐츠이다.

상기 제2 콘텐츠(120)의 사용자는 소정 시간 동안, 컨베이어벨트를 따라 이동하는 과일의 종류를 구별하고, 또한 상자박스에 표시된 과일 모양을 고려하여 후술될 VR콘트롤러(400)를 조작하여 동일한 과일이 표시된 상자박스에 과일을 담는 것을 반복함으로써 치매 예방 인지 훈련을 하는 효과를 얻게 된다.

도 8은 상기 제3 콘텐츠(130)를 구체적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 8을 참조하면 상기 제3 콘텐츠(130)는 박이 달려 있는 기둥이 있고, 주위 바닥에는 한 색상 이상의 공들이 놓여있다. 사용자는 후술될 VR콘트롤러(400)를 조작하여 소정 시간 동안 바닥의 공을 잡아서 박을 향해 던져서 박을 맞추면 점수포인트가 상승함과 동시에 박의 게이지가 감소되며, 박을 맞췄을때 상승하는 점수포인트와 박의 감소되는 게이지는 맞춘 공의 색상에 따라 다르게 설정된다. 박의 게이지가 없어지면 박이 터지고 박이 터지면 더 많은 점수포인트가 상승하는 방식의 게임기반 콘텐츠이다.

상기 제3 콘텐츠(130)의 사용자는 소정 시간 동안, 바닥에 놓여있는 공의 색상을 구별하고, 후술될 VR콘트롤러(400)를 조작하여 공을 잡아 던져서 박을 맞추는 것을 반복함으로써 치매 예방 인지 훈련을 하는 효과를 얻게 된다.

도 9는 상기 제4 콘텐츠(140)를 구체적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 9를 참조하면 상기 제4 콘텐츠(140)는 소정의 위치에 물주머니가 고정되어 있고, 바닥에는 액체를 담을 수 있는 용기가 소정의 시간 간격으로 좌우로 이동하게 된다. 사용자가 후술될 VR콘트롤러(400)를 조작하여 물주머니를 잡아서 쥐어짜면 물주머니의 하부에서 아래방향으로 소정의 양의 물이 흐르게 된다. 사용자는 바닥의 용기가 적정의 위치에 왔을때 후술될 VR콘트롤러(400)를 조작하여 물주머니를 쥐어짬으로써 바닥의 용기에 물을 담으면 점수포인트가 상승하는 방식의 게임기반 콘텐츠이다.

상기 제3 콘텐츠(130)의 사용자는 소정 시간 동안, 바닥에 움직이는 용기를 고려하고, 후술될 VR콘트롤러(400)를 조작하여 물주머니를 쥐어짜서 아래의 용기에 물을 담는 것을 반복함으로써 치매 예방 인지 훈련을 하는 효과를 얻게 된다.

한편, 전술한 콘텐츠(110, 120, 130, 140)는 나무, 과일, 공, 박, 물주머니로 설명되었으나 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 다양하게 변경가능하도록 구성될 수 있음은 물론이다.

또한, 전술한 콘텐츠(110, 120, 130, 140)는 난이도 조정이 가능하도록 구성될 수 있는데, 예를 들면 과일의 크기를 변경하거나, 컨베이어벨트의 이동속도를 변경하거나, 박의 게이지를 변경하거나, 액체를 담을 수 있는 용기의 이동속도를 변경함으로써 난이도 조정이 가능하도록 구성될 수 있다.

상기 키오스크(200)는 전술한 VR콘텐츠(100)를 구동하고 인지 훈련을 모니터링하기 위한 것으로, 도 2의 (b)에 도시된 것과 같이 사용자인식모듈(210), 데이터저장모듈(230), VR콘텐츠구동모듈(240), 디스플레이모듈(250) 및 데이터를 주고받을 수 있는 통신모듈(260)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 사용자인식모듈(210)은 사용자를 인식하여 사용자정보를 등록하고 사용자정보를 불러올 수 있다. 최초 서비스 이용시 사용자의 이름, 고유관리번호, 사진촬영 등의 정보를 등록하고, 이후 로그인을 통해 훈련에 참여할 수 있게된다.

도 10을 참조하면, 상기 사용자인식모듈(210)은 카메라에 의한 얼굴 인식으로 로그인되도록 구성될 수 있으며, 사용자 각각의 얼굴 특징을 추출함으로써 다중 사용자 인증이 가능하도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 사용자인식모듈(210)은 카메라를 통한 얼굴 인식으로 설명되었으나 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 방식(예를 들면 지문 인식 등)으로 구성될 수 있음은 물론이다.

상기 데이터저장모듈(230)은 상기 통신모듈(260)을 통해 전송받은 데이터를 데이터베이스화하여 저장하도록 구성될 수 있다. 전술한 VR콘텐츠(100)의 데이터 또한 상기 데이터저장모듈(230)에 저장될 수 있다.

상기 VR콘텐츠구동모듈(240)에 의해 전술한 VR콘텐츠(100)가 구동되고, 상기 구동된 VR콘텐츠(100)는 상기 통신모듈(260)에 의해 후술될 VR디스플레이부(300)로 전송되어 상기 VR디스플레이부(300)의 디스플레이모듈(310)에서 구현되도록 구성될 수 있다.

이러한 VR콘텐츠구동모듈(240)은 상기 데이터저장모듈(230)에 저장된 데이터베이스를 바탕으로 사용자에게 적합한 프로그램을 선별하여 콘텐츠가 구동되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 VR콘텐츠구동모듈(240)은 상기 데이터저장모듈(230)에 저장된 데이터베이스를 바탕으로 사용자에게 적합한 난이도의 콘텐츠가 구동되도록 구성될 수 있다.

예를 들면, 상기 VR콘텐츠구동모듈(240)은 상기 콘텐츠와 난이도를 바탕으로 인지 훈련 점수포인트 구간을 분류한 후, 사용자의 인지 훈련 데이터베이스를 바탕으로 상기 사용자의 평균 점수포인트가 속하는 구간의 난이도와 콘텐츠가 구동되도록 구성될 수 있다.

상기 디스플레이모듈(250)은 상기 통신모듈(260)을 통해 전송받은 데이터를 표시하고 사용자의 훈련이 모니터링되도록 구성될 수 있다. 이러한 디스플레이모듈(250)은 데이터 입력이 가능한 터치패널로 구성될 수 있으며, 상기 디스플레이모듈(250)을 통해 사용자 또는 관리자가 터치를 하여 데이터를 입력하거나 신호를 입력하도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 키오스트(200)는 상기 통신모듈(260)을 통해 유관기관의 서버 등에 사용자의 인지 훈련 데이터를 전송할 수 있으며, 상기 전송된 데이터를 바탕으로 유관기관에서도 모니터링되도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 키오스크(200)는 사용자의 치매 상태를 진단할 수 있는 인지상태분석모듈(220)을 더 포함할 수 있다.

상기 인지상태분석모듈(220)은 MMSE-DS, K-MMSE, SMCQ, KDSQ의 네 종류의 선별검사 프로그램이 구비될 수 있으며, 상기 검사결과를 바탕으로 분석결과가 제공되도록 구성될 수 있다.

예를 들면, K-MMSE의 반복적인 측정으로 인지 기능의 변화를 관찰할 수 있으며, 기능이 좋을 수록 높은 점수를 획득하되, 총점은 30점으로 지남력-시간(5점), 지남력-장소(5점), 기억등록(5점), 주의집중 및 계산(5점), 기억회상(3점), 언어 및 시공간구성능력(9점)으로 하여 검사되도록 구성될 수 있다.

상기 인지상태분석모듈(220)는 상기 통신모듈(260)을 통해 상기 검사결과 데이터를 유관기관의 서버에 전송하고, 상기 유관기관으로부터 분석결과 데이터를 전송받아 사용자에게 제공하도록 구성될 수 있다.

이러한 상기 분석결과 데이터를 바탕으로 전술한 VR콘텐츠구동모듈(240)에 의해 사용자에게 적합한 프로그램과 난이도의 콘텐츠가 구동되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 키오스크(200)는 복수의 사용자가 함께 참여할 경우 각 사용자의 데이터를 연동하는 VR콘텐츠연동모듈(미도시)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 VR콘텐츠연동모듈(미도시)은 적어도 하나 이상의 VR디스플레이부(300)로부터 데이터를 전송받아 이를 연동하여 VR콘텐츠(100)에 반영하고, 상기 연동된 VR콘텐츠(100)를 각 사용자의 VR디스플레이부(300)로 전송하도록 구성될 수 있다.

예를 들면, 상기 VR콘텐츠연동모듈(미도시)은 복수의 사용자가 상기 VR콘텐츠(100)에서 획득한 점수포인트를 병합하여 하나의 화면에 표시되도록 연동하고, 상기 연동된 데이터를 각 사용자의 VR디스플레이부(300)에 전송하여 상기 VR콘텐츠(100)에 반영되도록 구성될 수 있다. 이에 의해 복수의 사용자가 함께 인지 훈련에 참여할 수 있으며, 상기 훈련에 따른 점수결과가 연동되어 화면에 표시됨으로써 사용자에 협동심과 경쟁심을 불러일으켜 인지 훈련 효과를 더욱 높이는 효과를 얻을 수 있다.

상기 VR디스플레이부(300)는 전술한 키오스크(200)로부터 데이터를 전송받아 VR콘텐츠(100)를 구현시키는 것으로, 도 3의 (a)에 도시된 것과 같이 디스플레이모듈(310), 움직임감지모듈(320), 스피커모듈(330) 및 통신모듈(340)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 VR디스플레이부(300)는 상기 키오스크(200)와 후술될 VR콘트롤러(400)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 통신모듈(340)을 통해 신호 및 데이터를 주고받을 수 있다.

상기 디스플레이모듈(310)은 상기 통신모듈(340)을 통해 상기 키오스크(200)로부터 VR콘텐츠(100) 데이터를 전송받아 사용자에게 가상 현실 화면이 제공되도록 구성될 수 있다.

상기 움직임감지모듈(320)은 사용자의 머리 움직임을 감지하고 상기 VR콘텐츠(100)에 반영하여 상기 VR콘텐츠(100)가 사용자의 머리 움직임에 따라 가상현실 환경이 변하도록 구성될 수 있다.

이러한 상기 움직임감지모듈(320)은 더욱 정밀한 감지를 위해 위해 노이즈제거 유닛을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어 상기 노이즈제거 유닛에서는 소정의 시간 간격으로 노이즈가 포함된 데이터를 샘플링하고, 샘플링된 데이터에 대해 그 직전에 샘플링된 데이터와 비교하여 그 값들간의 차이가 소정의 범위 내에 있는 경우에는 후에 샘플링된 데이터를 채택하고, 상기 값들간의 차이가 소정의 범위를 벗어나는 경우에는 그 직전에 샘플링한 데이터를 채택하도록 구성될 수 있다.

구체적으로 상기 소정의 범위를 A라고 하는 경우, 샘플링된 데이터의 차의 절댓값이 A보다 작은 경우에는 후에 샘플링된 데이터는 노이즈가 없는 것으로 판단하여 채택하나, 샘플링된 데이터의 차의 절댓값이 A보다 큰 경우에는 후에 샘플링된 데이터는 노이즈가 포함된 것으로 판단하여 채택하지 않고 전에 샘플링된 데이터를 채택하도록 구성할 수 있을 것이다.

한편, 샘플링 시간 간격과 데이터의 차의 절댓값은 변경 가능하며, 일반적으로 신호 처리에서 쓰이는 밴드패스 필터 등을 이용하여 노이즈를 제거할 수도 있을 것이다.

상기 스피커모듈(330)은 상기 VR콘텐츠(100)의 사운드를 제공할 뿐만 아니라 상기 키오스크(200)로부터 신호를 받아 사용자에게 청각적 알림을 제공하도록 구성될 수 있다.

상기 VR콘트롤러(400)는 전술한 VR콘텐츠(100)를 조작하는 것으로, 도 3의 (b) 및 도 11에 도시된 것과 같이 손동작감지모듈(410), 터치감지모듈(420), 트래킹감지모듈(430) 및 통신모듈(450)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 VR콘트롤러(400)는 전술한 키오스크(200), 전술한 VR디스플레이부(300)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 통신모듈(450)을 통해 신호 및 데이터를 주고받을 수 있다.

도 11를 참조하면, 상기 손동작감지모듈(410)은 소정의 위치에 적어도 하나 이상 설치되어 사용자의 손동작을 감지하고 인식하도록 구성될 수 있다.

이러한 손동작감지모듈(410)에 의해 인식된 사용자의 동작은 도 12에 나타난 것과 같이 상기 VR콘텐츠(100)에 반영되게 된다.

도 11을 참조하면 상기 터치감지모듈(420)은 소정의 위치에 적어도 하나 이상 설치되어 터치를 인식할 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 트래킹감지모듈(430)은 상기 VR콘트롤러(400)의 3차원 이동 궤적을 감지하여 상기 VR콘텐츠(100)에 반영하도록 구성될 수 있다.

상기 트래킹감지모듈(430)은 IMU센서를 포함할 수 있고, 상기 IMU센서를 통해 방향 및 회전 데이터가 함께 연동되도록 구성될 수 있다. 이러한 IMU센서는 자이로스코프와 가속도계로 구성된 6축센서로 구성될 수 있을 뿐만 아니라 자이로스코프와 가속도계 및 지자기센서로 구성된 9축센서로 구성될 수 있다.

상기 감지모듈(410, 420, 430)을 통해 손가락의 굴전, 신전 데이터를 측정할 수 있고, 상기 데이터를 이용한 조작 인터페이스가 구성될 수 있다. 예를 들면, VR콘텐츠(100) 내에서 손 모델을 굴전으로 전진시키고, 신전으로 후퇴시키도록 하는 조작 인터페이스가 구성될 수 있을 것이다.

한편, 상기 감지모듈(410, 420, 430)은 더욱 정밀한 감지를 위해 상기 VR디스플레이부(300)에서 전술한 내용의 노이즈제거 유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 VR콘트롤러(400)는 소정의 신호에 따라 사용자에게 진동 촉각 경험을 제공하는 진동모듈(440)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 VR콘텐츠(100)에서 사용자가 대상물을 잡거나, 표적물을 맞추거나, 점수포인트가 변경되는 경우 등에 진동이 제공되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 VR콘트롤러(400)는 음성인식모듈(미도시)을 더 포함할 수 있으며, 소정의 음성 신호를 인식하여 조작되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 손동작에 익숙하지 않은 사용자의 경우에는 음성인식을 통해 조작할 수 있도록 구성될 수 있으며, 이에 의해 손동작이 익숙하지 않은 사용자의 경우라도 다양한 방식으로 인지 훈련을 할 수 있을 것이다.

상기 멀미저감부(500)는 사용자의 멀미 상태를 감지하고, 멀미 상태를 저감시키는 것으로, 도 4에 도시된 것과 같이 뇌파감지모듈(510), 뇌파분석모듈(520), 시야각조절모듈(530) 및 통신모듈(550)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 멀미저감부(500)는 전술한 키오스크(200)와 전술한 VR디스플레이부(300)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 통신모듈(550)을 통해 데이터를 주고받을 수 있다.

상기 뇌파감지모듈(510)은 사용자의 뇌파를 감지하는 것으로 상기 사용자 머리의 서로 다른 위치에 부착되는 복수개의 전극을 포함하며, 상기 복수의 전극으로부터 뇌파를 수신하도록 구성될 수 있다.

상기 뇌파 측정에 사용되는 전극으로는 느린 전압의 변화도 정확히 측정 가능한 Ag-AgCl 디스크를 사용함이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 전극을 이용하면 뇌파를 검출할 수 있는데, 일반적으로 뇌파의 주파수는 델타파(Delta wave), 세타파(Theta wave), 알파파(Alpha wave), 베타파(Beta Wave), 감마파(Gamma wave)로 분류되고, 델타파는 0.2 ~ 4Hz 주파수의 신호, 세타파는 4 ~ 8Hz 주파수의 신호, 알파파는 8 ~ 12Hz 주파수의 신호, 베타파는 12 ~ 30Hz 주파수의 신호, 감마파는 30Hz 이상 주파수의 신호이다.

구체적으로 델타파는 깊은 잠에 빠져 있을 때 관측되는 뇌파이며, 세타파는 정신을 집중하여 두뇌 내부의 정보를 활용할 때나 논리적 사고 문제 풀이를 집중할 때 발생하는 뇌파이다. 그리고 알파파는 정신을 집중하여 두뇌 내부의 정보를 활용할 때 발생하는 뇌파이고, 베타파는 육체활동을 할 때나 어떠한 것에 몰두할 때 주로 발생하는 뇌파이며, 감마파는 긴장과 능동적 고도의 복합 정신 기능을 수행할 때 발생하는 뇌파이다.

한편, 멀미는 뇌파 중에 특히 알파파와 관련되므로, 상기 수신된 뇌파에서 알파파 영역의 뇌파를 추출하여 파워 스펙트럼을 측정하고, 측정된 파워 스펙트럼을 FFT(Fast Fourier Transform)으로 변환하여 파워 스펙트럼 밀도를 산출한다.

상기 뇌파감지모듈(510)은 더욱 정밀한 감지를 위해 노이즈 제거 및 신호 증폭 등 데이터 전처리 유닛을 포함하고, 데이터 수집 장치로 Emotive Epoc+ 장치를 사용함이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 뇌파분석모듈(520)은 상기 뇌파감지모듈(510)로부터 데이터를 전송받아 사용자가 멀미 상태인지 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.

이러한 상기 뇌파분석모듈(520)은 상기 VR디스플레이부(300)를 이용 중인 사용자가 멀미 상태인지 여부를 판단하기 위한 사용자별 기준값을 미리 구비할 수 있다.

예를 들며, 상기 뇌파분석모듈(520)은 사용자가 VR콘텐츠(100)를 이용 중일 때의 알파파가 VR콘텐츠(100)를 이용하기 전의 알파파와 비교될 수 있도록 베이스라인 파워를 사용자별로 설정할 수 있다.

구체적으로 상기 뇌파분석모듈(520)은 미리 설정된 기준영상이 출력되는 상태에서 측정되는 사용자의 뇌파를 이용하여 베이스라인 파워를 설정할 수 있다.

상기 기준영상은 사용자가 가상현실 디스플레이 장치를 이용하더라도 멀미 현상을 느낄 수 없는 영상을 의미하며, 이는 정지된 영상 또는 고정된 이미지일 수 있다.

즉, 상기 뇌파분석모듈(520)은 상기 뇌파감지모듈(510)로부터 데이터를 전송받고, 상기 전송받은 데이터를 미리 측정된 베이스라인 파워와 비교하여 파워 변화량을 산출하며, 상기 산출된 파워 변화량을 미리 정해진 임계구간과 비교하여 사용자가 멀미 상태인지 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.

상기 시야각조절모듈(530)은 상기 뇌파분석모듈(520)에 의해 사용자가 멀미 상태로 판단된 경우에 상기 멀미 상태를 감소시키기위해 상기 VR디스플레이부(300)에서 구현되는 VR콘텐츠(100)의 시야각을 조절하도록 구성될 수 있다.

구체적으로 상기 시야각조절모듈(530)은 상기 VR디스플레이부(300)에서 구현되는 VR콘텐츠(100)의 시야각을 제한함으로써 멀미를 저감하도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 멀미저감부(500)는 사용자의 멀미 상태를 해소하기 위해 대체영상재생모듈(540)을 더 포함할 수 있다.

상기 대체영상재생모듈(540)은 전술한 VR디스플레이부(300)에 연결되어 외부를 촬영하는 카메라유닛(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 카메라유닛(미도시)은 사용자가 상기 VR디스플레이부(300)를 착용 시 사용자의 시선 방향을 촬영하도록 상기 VR디스플레이부(300)의 외주면에 연결될 수 있고, 이에 의해 상기 카메라유닛(미도시)은 사용자가 상기 VR디스플레이부(300)를 착용하지 않은 상태에서 바라보는 것과 같은 영상을 촬영하도록 구성될 수 있다.

이러한 대체영상재생모듈(540)은 전술한 시야각조절모듈(530)에 의해서도 상기 뇌파분석모듈(520)이 사용자가 멀미 상태라고 판단하는 경우에, 상기 VR콘텐츠(100) 대신에 상기 카메라유닛(미도시)이 촬영하고 있는 영상이 상기 VR디스플레이부(300)에서 제공되도록 구성될 수 있다. 이에 의해 사용자는 VR디스플레이부(300)를 착용하지 않은 것과 같은 효과로 멀미 상태를 신속히 벗어날 수 있을 것이다.

이에 따라, 본 개시의 실시예에 따른 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템은 가상현실 프로그램을 활용하여 사용자가 원하는 시간과 장소에서 치매 예방 인지 훈련을 할 수 있다는 이점이 있고, 치매 예방을 위해 병원에 다니는 것에 비해 상대적으로 적은 비용과 시간이 들어서 병원에 다니기 어려운 경우에도 저비용으로 치매 예방 인지 훈련을 할 수 있다는 이점이 있다.

또한, VR기반 콘텐츠를 이용하여 흥미와 재미를 유발하고, VR장갑의 착용으로 훈련 몰입도를 향상시켜 훈련 효과를 높일 수 있다는 이점이 있으며, 복수의 참여자가 함께 프로그램을 이용할 수 있어 기존에 혼자 훈련하는 것에 비해 집중도를 높이고, 사용자에게 협동심, 성취감, 소속감 등의 감정을 심어줌으로써 치매 예방 인지 훈련 효과를 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 특정의 뇌파를 수집하여 뇌파 분석을 통해 멀미를 감지하고 조치함으로써 VR기기를 이용함에 따른 사이버멀미를 저감시킬 수 있다는 이점이 있다.

한편, 본 개시에 따른 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템은 치매 체험을 통해 인식을 개선하여 치매 예방 인지 훈련 효과를 높이기 위해 치매체험VR콘텐츠(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 치매체험VR콘텐츠(미도시)는 사용자 자신이 가상현실기반에서 치매현상을 체험하도록 하여 인식개선을 높이도록 구성될 수 있다.

상기 치매체험VR콘텐츠(미도시)는 사용자가 치매환자와 같이 운동정보와 감각정보의 괴리감을 느낄 수 있는 영상정보를 제공하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 치매환자의 경우 자신이 의도했던 움직임이 실제 움직임으로 연결되지 않으며, 이 때문에 손에 쥐려고 했던 물체를 놓치거나 넘어지는 경우가 잦은데, 이러한 운동 정보와 감각 정보와의 괴리감을 모사하여 치매환자의 경험을 체험할 수 있도록 구성될 수 있다.

예를 들면, 낮선 얼굴의 사람이 사용자에게 다가와 말을 걸고, 사용자에게 가족행세를 하게되는데, 소정의 시간이 지남에 따라 상기 가족행세를 하는 사람의 얼굴이 변경되도록 하여, 사용자에게 괴리감을 통한 치매환자의 경험이 제공되도록 구성될 수 있을 것이다.

이러한 치매체험VR콘텐츠(미도시)를 통해 사용자 자신이 가상현실기반에서 치매현상을 체험할 수 있어 질환 인식에 대한 몰입감을 더 높여줌으로써 인식개선의 효과가 있으며, 치매 예방에 대한 필요성과 경각심을 불러일으켜 치매 예방 인지 훈련 효과를 더욱 높일 수 있다는 이점을 가질 수 있을 것이다.

<VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 방법>

도 13을 참조하면, 본 개시에 따른 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 방법은,

사용자가 인식되는 단계(S101);

사용자 데이터베이스를 바탕으로 적합한 난이도의 VR콘텐츠가 구동되는 단계(S102);

VR콘텐츠에 따라 인지 훈련을 하는 단계(S103);

인지 훈련 데이터가 데이터베이스화되는 단계(S104);

인지 훈련 데이터가 유관기관의 서버로 전송되는 단계(S105);

유관기관에서 인지 훈련이 모니터링되는 단계(S106);

유관기관으로부터 피드백을 받는 단계(S107); 를 포함하는 것을 특징으로 하여 구성될 수 있다.

한편, 상기 S101 단계와 S102 단계 사이에 치매 진단 테스트를 통해 사용자의 현재 인지 상태가 분석되는 단계; 를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이상 본 개시의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

1000 : 본 개시에 따른 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템
S1000 : 본 개시에 따른 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 방법
100 : VR콘텐츠 110 : 제1 콘텐츠
120 : 제2 콘텐츠 130 : 제3 콘텐츠
140 : 제4 콘텐츠 200 : 키오스크
210 : 사용자인식모듈 220 : 인지상태분석모듈
230 : 데이터저장모듈 240 : VR콘텐츠구동모듈
250 : 디스플레이모듈 260 : 통신모듈
300 : VR디스플레이부 310 : 디스플레이모듈
320 : 움직임감지모듈 330 : 스피커모듈
340 : 통신모듈 400 : VR콘트롤러
410 : 손동작감지모듈 420 : 터치감지모듈
430 : 트래킹감지모듈 440 : 진동모듈
450 : 통신모듈 500 : 멀미저감부
510 : 뇌파감지모듈 520 : 뇌파분석모듈
530 : 시야각조절모듈 540 : 대체영상재생모듈
550 : 통신모듈

Claims (7)

1. 치매 예방 인지 훈련에 관한 프로그램을 포함하는 VR콘텐츠(100);
   상기 VR콘텐츠(100)가 구동되는 키오스크(200);
   상기 키오스크(200)로부터 데이터를 전송받아 상기 VR콘텐츠(100)가 구현되는 VR디스플레이부(300);
   상기 VR디스플레이부(300)에서 구현되는 상기 VR콘텐츠(100)를 조작하는 VR콘트롤러(400); 및
   사용자의 멀미 상태를 감지하여 멀미 상태를 저감시키는 멀미저감부(500); 를 포함하고,
   사용자는 상기 VR디스플레이부(300)와 상기 VR콘트롤러(400)를 착용하고, 상기 VR디스플레이부(300)에서 구현되는 상기 VR콘텐츠(100)에 따라 인지 훈련을 하면, 상기 키오스크(200)에서 상기 훈련이 모니터링되고, 상기 훈련이 종료되면 훈련 결과가 데이터베이스화되는 것을 특징으로 하는 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 키오스크(200)는 사용자를 인식하고, 상기 사용자의 인지 건강 상태를 분석하여 데이터베이스화하며, 상기 데이터베이스를 바탕으로 상기 사용자에게 적합한 프로그램을 선별하여 구동시키는 것을 특징으로 하는 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 VR콘트롤러(400)는 소정의 위치에 적어도 하나 이상 설치되어 사용자의 손동작을 감지하는 손동작감지모듈(410)과, 소정의 위치에 적어도 하나 이상 설치되어 터치를 인식하는 터치감지모듈(420)과, 상기 VR콘트롤러(400)의 이동 궤적을 감지하는 트래킹감지모듈(430); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 멀미저감부(500)는 사용자의 뇌파를 측정하고, 상기 측정된 뇌파를 분석하여 사용자가 멀미 상태인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 멀미저감부(500)는 사용자가 멀미 상태로 판단되는 경우에 상기 멀미 상태를 해소하기 위해 상기 VR디스플레이부(300)의 시야각을 제한하는 것을 특징으로 하는 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 키오스크(200)는 적어도 하나 이상의 상기 VR디스플레이부(300)로부터 데이터를 전송받아 이를 연동하고, 상기 연동된 데이터를 상기 VR디스플레이부(300)로 전송하여 상기 VR콘텐츠(100)에 반영하는 것을 특징으로 하는 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 키오스크(200)는 사용자의 인지 훈련 데이터를 외부 유관기관의 서버에 전송하여 별도로 유관기관에서도 사용자의 인지 훈련이 모니터링되는 것을 특징으로 하는 VR콘텐츠를 이용한 치매 예방 인지 훈련 시스템.
   

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