KR20210098762A - Ｖｒ 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법 - Google Patents

Ｖｒ 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210098762A
KR20210098762A KR1020200012721A KR20200012721A KR20210098762A KR 20210098762 A KR20210098762 A KR 20210098762A KR 1020200012721 A KR1020200012721 A KR 1020200012721A KR 20200012721 A KR20200012721 A KR 20200012721A KR 20210098762 A KR20210098762 A KR 20210098762A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
user
cognitive exercise
complex cognitive
movement
walkinvr
Prior art date
Application number
KR1020200012721A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102314513B1 (ko
Inventor
조수범
Original Assignee
주식회사 에스와이이노테크
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 주식회사 에스와이이노테크 filed Critical 주식회사 에스와이이노테크
Priority to KR1020200012721A priority Critical patent/KR102314513B1/ko
Publication of KR20210098762A publication Critical patent/KR20210098762A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102314513B1 publication Critical patent/KR102314513B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
    • A63B71/0622—Visual, audio or audio-visual systems for entertaining, instructing or motivating the user
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0003—Analysing the course of a movement or motion sequences during an exercise or trainings sequence, e.g. swing for golf or tennis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0087—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0087—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
    • A63B2024/0096—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load using performance related parameters for controlling electronic or video games or avatars
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
    • A63B71/0622—Visual, audio or audio-visual systems for entertaining, instructing or motivating the user
    • A63B2071/0638—Displaying moving images of recorded environment, e.g. virtual environment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
    • A63B2071/0658—Position or arrangement of display
    • A63B2071/0661—Position or arrangement of display arranged on the user
    • A63B2071/0666—Position or arrangement of display arranged on the user worn on the head or face, e.g. combined with goggles or glasses
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2208/00—Characteristics or parameters related to the user or player
    • A63B2208/02—Characteristics or parameters related to the user or player posture
    • A63B2208/0228—Sitting on the buttocks
    • A63B2208/0233—Sitting on the buttocks in 90/90 position, like on a chair
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/30—Speed
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/80—Special sensors, transducers or devices therefor
    • A63B2220/83—Special sensors, transducers or devices therefor characterised by the position of the sensor
    • A63B2220/833—Sensors arranged on the exercise apparatus or sports implement

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

본 발명은 HMD(Head Mounted Display) 같은 VR(Virtual Reality, 가상현실) 장치에 인지운동재활 콘텐츠를 탑재하고 참여자가 원하는 시간과 장소에서 개별적으로 인지운동재활 프로그램을 이수할 수 있도록 한 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법에 관한 것으로, 복합 인지 운동시에 사용자의 체형에 맞게 높이가 조절되고, 사용자가 착좌하는 좌판부 및 좌판부에 일정 각도를 갖고 수직한 방향으로 체결되어 사용자가 지지되도록 하는 가슴받침대를 구비하는 좌판부 본체;바닥에 지지되어 중심 실린더를 통하여 체결된 좌판부 본체를 지지하고, 데이터 송수신 및 복합 인지 운동 제어를 위한 메인보드를 갖는 바닥판;을 포함하고, 사용자가 메인보드에 연결되는 HMD(Head Mounted Display) 장치를 착용한 상태에서 좌판부에 착좌하여 바닥판에서 양발을 움직이면 바닥판의 센서가 움직임을 감지하고, 사용자 양발의 움직임에 따라 HMD(Head Mounted Display) 장치에서 실행되는 콘텐츠 내의 캐릭터 이동이 제어되는 것이다.

Description

ＶＲ 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법{Complex Cognitive Exercise Apparatus and Method for Preventing Dementia based on ＶＲ}
본 발명은 치매 예방 및 치료에 관한 것으로, 구체적으로 HMD(Head Mounted Display) 같은 VR(Virtual Reality, 가상현실) 장치에 인지운동재활 콘텐츠를 탑재하고 참여자가 원하는 시간과 장소에서 개별적으로 인지운동재활 프로그램을 이수할 수 있도록 한 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 대한민국은 고령화 사회가 진행되면서 노인을 위한 산업인 실버산업이 여러 측면에서 개발되고 있다.
실버산업은 홈케어서비스, 중간보호시설 사업, 양로 및 요양시설, 의료서비스 산업, 케어하우징의 절차운영사업 등 다양한 방면에서 개발되고 있다. 이 중 치매와 같은 문제를 치유하기 위한 의료서비스 산업은 예방뿐만 아니라 치료 차원에서도 개발되어 있다.
인지장애란 기억력, 주의력, 언어능력, 시공간능력과 판단력 등이 저하된 상태를 말한다. 그 정도는 아주 경미한 경우에서 심한 경우까지 다양하며, 인지기능장애가 심해 일상생활이나 사회생활에 지장을 주는 경우를 치매라고 한다.
즉 치매란 의식이 청명한 상태에서 전반적인 인지기능의 장애를 나타내는 뇌질환으로 보통 만성 또는 진행성 뇌질환에 의해서 발생되며 기억, 사고, 이해, 계산, 학습, 언어 판단 등 다수의 고위 대뇌기능에 장애가 나타나는 증후군이다.
반면에 동일 연령대에 비해 인지기능, 특히 기억력이 떨어져 있으나 일상생활을 수행하는 능력은 보존되어 있어 아직은 치매라고 할 정도로 심하지 않은 상태의 경우 경도인지장애라고 한다.
이는 정상노화와 치매의 중간단계라고 할 수 있는 것으로서 검사를 통해 발견할 수 있는 가장 초기 단계로 치료 효과를 극대화시킬 수 있다고 알려져 있다.
따라서 치매는 치료보다는 예방차원에서 관리하는 것이 효과적이 방안이 될 수 있다. 현재 치매관련 질환 예방을 위한 조치로서 뇌를 활성화하기 위한 퍼즐게임, 그림 그리기, 이야기하기 등 다양한 프로그램이 제시되고 있다.
하지만, 이러한 노력에도 불구하고 종래의 각종 치매 예방 프로그램들은 고령자들의 흥미를 유발하지 못하고 있으며 대부분 획일적인 교육방식으로 진행되고 있어 실효를 거두지 못하고 있는 실정이다.
따라서, 고령친화적 맞춤형 인지재활훈련을 구현할 수 있도록 VR 기반으로 몰입과 흥미를 극대화시킬 수 있는 새로운 복합인지운동 기술의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2019-0074563호 대한민국 공개특허 제10-2019-0061146호 대한민국 공개특허 제10-2019-0092790호
본 발명은 종래 기술의 치매 예방 및 치료 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, HMD(Head Mounted Display) 같은 VR(Virtual Reality, 가상현실) 장치에 인지운동재활 콘텐츠를 탑재하고 참여자가 원하는 시간과 장소에서 개별적으로 인지운동재활 프로그램을 이수할 수 있도록 한 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 VR 체험에 기반하여, 발판 컨트롤러와 연동할 수 있는 인지운동재활 프로그램을 통하여 치매 예방과 스트레스 해소를 겸하는 유산소 운동을 유도하여 고령친화적 맞춤형 인지재활훈련이 가능하도록 한 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 VR의 이점을 살려 360도(전, 후, 좌, 우)로 시야를 둘러보며 진행할 수 있는 미로형(갈림길과 장애물 포함) 및 감상 중심으로 레벨을 디자인하여 의학 요소와 오락 측면을 결합한 콘텐츠를 사용하여 사용자의 참여도 및 지속성을 높일 수 있도록 한 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 단순한 리듬 게임을 넘어 8방향 입력이 가능한 발판 컨트롤러의 특징을 활용해, 스텝과 달리기 조작을 통한 자유이동(Free Running), 스텝 포 인풋(Step for Input) 요소를 도입하여 사용자의 몰입도 및 흥미를 높일 수 있도록 한 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 몰입과 흥미를 극대화할 수 있는 VR을 노인의 인지재활 프로그램에 적용하기 위해 HMD를 활용한 VR 의자 기반 체험형 콘텐츠를 개발하여 고령친화형 맞춤형 인지 재활훈련이 가능하도록 한 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 HMD(Head Mounted Display) 같은 VR(Virtual Reality, 가상현실) 장치의 자이로 센서의 검출 정보와 바닥판 본체의 센서의 검출 정보를 이용하여 사용자의 착좌 상태에서의 낙상 발생 가능성 및 발생 사실을 판단하여 낙상 예방 조치 및 낙상 발생에 대한 효율적인 대응이 가능하도록 한 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치는 복합 인지 운동시에 사용자의 체형에 맞게 높이가 조절되고, 사용자가 착좌하는 좌판부 및 좌판부에 일정 각도를 갖고 수직한 방향으로 체결되어 사용자가 지지되도록 하는 가슴받침대를 구비하는 좌판부 본체;바닥에 지지되어 중심 실린더를 통하여 체결된 좌판부 본체를 지지하고, 데이터 송수신 및 복합 인지 운동 제어를 위한 메인보드를 갖는 바닥판;을 포함하고, 사용자가 메인보드에 연결되는 HMD(Head Mounted Display) 장치를 착용한 상태에서 좌판부에 착좌하여 바닥판에서 양발을 움직이면 바닥판의 센서가 움직임을 감지하고, 사용자 양발의 움직임에 따라 HMD(Head Mounted Display) 장치에서 실행되는 콘텐츠 내의 캐릭터 이동이 제어되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 메인보드에는 사용자 프로그램 이용 정보를 저장하고, 사용자의 복합인지운동 상태를 분석하고, 외부 요청이 있는 경우에 사용자 정보 및 복합인지운동 상태 정보를 외부 복합인지운동 관리서버로 전송하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 사용자가 좌판부에 착좌하는 자세는 가슴받침대 방향으로 앉아 사용자가 지지되도록 하여 복합 인지 운동중의 낙상을 예방하는 것을 특징으로 한다.
그리고 복합인지 운동 제어 동작중에 HMD(Head Mounted Display) 장치의 자이로 센서의 검출 정보와 바닥판의 센서의 검출 정보를 이용하여, 사용자의 착좌 상태에서의 낙상 발생 가능성 및 발생 사실을 판단하여 낙상 예방 조치 및 낙상 발생에 대한 대응이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 복합인지 운동 장치(Walkin VR)의 동작 제어를 위한 유니티 스크립트 예제(Unity Script Examples)로, 사용자의 발 동작으로 만들어지는 속도 정보를 Translate 함수를 이용해 즉시 이동에 반영하는 예제(WalkinVR_Mov11cs),사용자의 발 동작으로 만들어지는 신호를 이동에 사용될 캐릭터에 Rigidbody를 적용하여 가속도 형태로 이동에 반영하는 예제(WalkinVR_Mov12cs),사용자의 발 동작으로 만들어지는 신호를 CharacterController 클래스의 Move함수로 적용하는 예제(WalkinVR_Mov13cs),예제(WalkinVR_Mov12cs)에서 유니티의 물리엔진을 이용하지 않고 캐릭터의 가감속을 직접 구현한 예제(WalkinVR_Mov14cs) 및 예제(WalkinVR_Mov14cs)에서 발동작의 방향과 상관없이 크기만을 계산하여 HMD가 보는 방향으로 이동하도록 만든 예제(WalkinVR_Mov15cs)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 바닥판의 상면은, 외곽의 액티브 영역(Active Zone)과 내측의 데드 영역(Dead Zone)으로 영역이 구분되고, 외곽의 액티브 영역(Active Zone)을 밟아서 밟은 방향으로 컨텐츠 내의 캐릭터 이동에 반영하고, 데드 영역(Dead Zone)은 밟고 있어도 캐릭터 이동에 영향을 주지 않고, 액티브 영역(Active Zone)을 밟았을 때는 원점으로부터의 방향만을 정규화해서 동작 제어에 사용하는 것을 특징으로 한다.
그리고 사용자가 착좌한 상태에서 뒤로 움직이는 것이 불편한 문제를 해결하기 위하여 HMD의 방향을 기준으로 데드 영역(Dead Zone)의 뒤쪽 반경은 액티브 영역(Active Zone)으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
그리고 액티브 영역(Active Zone) 내측을 데드 영역(Dead Zone)으로 설정하지 않고 탭 영역(Tap Zone)으로 설정하고, 탭 영역(Tap Zone)에서는 HMD가 보는 방향으로 캐릭터를 이동하고, 액티브 영역(Active Zone)에서는 밟은 방향의 반대 방향으로 컨텐츠 내의 캐릭터 이동에 반영하는 예제(WalkinVR_Mov34cs)를 포함하여 전방위 이동이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 복합인지 운동 장치(Walkin VR)의 동작 제어를 위한 유니티 스크립트 예제(Unity Script Examples)로, 캐릭터에 Rigidbody를 적용하여 사용자가 하판을 발로 밟는 시점에 발을 밟은 방향으로 가속도 성분을 주는 예제(WalkinVR_Mov31cs),예제(WalkinVR_Mov31)에서 유니티 물리 엔진을 이용하지 않고 직접 가감속 제어를 구현한 예제(WalkinVR_Mov32cs),예제(WalkinVR_Mov32)에서 발판을 밟은 위치에 관계없이 HMD가 보는 방향으로 캐릭터가 이동하도록 만든 예제(WalkinVR_Mov33cs)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 복합인지 운동 장치(Walkin VR)의 동작 제어를 위하여, 복합인지 운동을 하기 위하여 사용자가 좌판부에 착좌하면 사용자 착좌 판단을 하는 사용자 착좌 판단부와,착좌한 사용자의 정보를 입력 및 확인하는 사용자 정보 확인 및 저장부와, 복합인지 운동을 하기 위한 선택된 콘텐츠를 실행하는 콘텐츠 선택 실행부와,사용자가 착좌한 상태에서 복합인지운동을 시작하면 피사체 검출 여부를 판단하는 피사체 검출 여부 판단부와,피사체 검출 여부 판단부에서 검출된 피사체의 속도를 산출하는 피사체 속도 산출부와,피사체 검출 여부 판단부 및 피사체 속도 산출부에서 산출된 정보를 이용하여 사용자 움직임을 분석하는 사용자 움직임 분석부와,사용자 움직임 분석부의 분석 결과에 따라 콘텐츠 내의 캐릭터 이동을 제어하여 캐릭터 이동에 따라 VR 화면이 재생되도록 하는 캐릭터 이동 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 사용자 프로그램 이용 정보를 저장하는 사용자 프로그램 이용 정보 저장부와, 사용자의 복합인지운동 상태를 분석하는 복합 인지 운동 상태 분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 방법은 사용자 착좌 판단 및 사용자 정보 확인 단계;콘텐츠를 선택하여 실행하고, 사용자가 복합인지운동을 시작하는 단계;HMD(Head Mounted Display) 장치를 착용한 상태에서 좌판부에 착좌하여 바닥판에서 양발을 움직이면 바닥판의 센서가 움직임을 감지하여 피사체 검출 여부를 판단하여 피사체 속도를 산출하는 단계;산출된 정보를 이용하여 사용자 움직임을 분석하여 콘텐츠 내의 캐릭터 이동을 제어하고 캐릭터 이동에 따라 VR 화면 변경 재생하는 단계;사용자 프로그램 이용 정보를 저장하고, 사용자의 복합인지운동 상태를 분석하고, 외부 요청이 있는 경우에 사용자 정보 및 복합인지운동 상태 정보를 외부 복합인지운동 관리서버로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, HMD(Head Mounted Display) 같은 VR(Virtual Reality, 가상현실) 장치에 인지운동재활 콘텐츠를 탑재하고 참여자가 원하는 시간과 장소에서 개별적으로 인지운동재활 프로그램을 이수할 수 있도록 한다.
둘째, VR 체험에 기반하여, 발판 컨트롤러와 연동할 수 있는 인지운동재활 프로그램을 통하여 치매 예방과 스트레스 해소를 겸하는 유산소 운동을 유도하여 고령친화적 맞춤형 인지재활훈련이 가능하도록 한다.
셋째, VR의 이점을 살려 360도(전, 후, 좌, 우)로 시야를 둘러보며 진행할 수 있는 미로형(갈림길과 장애물 포함) 및 감상 중심으로 레벨을 디자인하여 의학 요소와 오락 측면을 결합한 콘텐츠를 사용하여 사용자의 참여도 및 지속성를 높일 수 있도록 한다.
넷째, 단순한 리듬 게임을 넘어 8방향 입력이 가능한 발판 컨트롤러의 특징을 활용해, 스텝과 달리기 조작을 통한 자유이동(Free Running), 스텝 포 인풋(Step for Input) 요소를 도입하여 사용자의 몰입도 및 흥미를 높일 수 있도록 한다.
다섯째, 몰입과 흥미를 극대화할 수 있는 VR을 노인의 인지재활 프로그램에 적용하기 위해 HMD를 활용한 VR 의자기반 체험형 콘텐츠를 개발하여 고령친화형 맞춤형 인지 재활훈련이 가능하도록 한다.
여섯째, HMD(Head Mounted Display) 같은 VR(Virtual Reality, 가상현실) 장치의 자이로 센서의 검출 정보와 바닥판 본체의 센서의 검출 정보를 이용하여 사용자의 착좌 상태에서의 낙상 발생 가능성 및 발생 사실을 판단하여 낙상 예방 조치 및 낙상 발생에 대한 효율적인 대응이 가능하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치의 외관 구성도
도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치에서의 컨텐츠 내의 캐릭터 이동 원리를 나타낸 구성도
도 3은 본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치의 바닥 센서 본체 구성도
도 4는 컨텐츠 내의 캐릭터 이동 좌표 계산의 일 예를 나타낸 구성도
도 5는 뒤로 이동하는 동작을 위한 액티브 영역(Active Zone) 설정을 나타낸 구성도
도 6a와 도 6b는 하판을 발로 밟았을 때 컨텐츠에서 캐릭터에 짧은 가속도 성분을 주기 위한 사용자 발 동작을 나타낸 구성 및 바닥판의 탭 영역을 나타낸 구성도
도 7은 본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치의 제어 수단의 상세 구성을 나타낸 블록도
도 8은 본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치의 제어 방법을 나타낸 플로우 차트
도 9a와 도 9b는 본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치의 콘텐츠 배경 화면의 일 예를 나타낸 구성도
이하, 본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치의 외관 구성도이다.
본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법은 HMD(Head Mounted Display) 같은 VR(Virtual Reality, 가상현실) 장치에 인지운동재활 콘텐츠를 탑재하고 참여자가 원하는 시간과 장소에서 개별적으로 인지운동재활 프로그램을 이수할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 VR 체험에 기반하여, 발판 컨트롤러와 연동할 수 있는 인지운동재활 프로그램을 통하여 치매 예방과 스트레스 해소를 겸하는 유산소 운동을 유도하는 것으로, HMD를 활용한 VR 의자 기반 체험형 콘텐츠를 탑재한다.
이를 위하여 본 발명은 VR의 이점을 살려 360도(전, 후, 좌, 우)로 시야를 둘러보며 진행할 수 있는 미로형(갈림길과 장애물 포함) 및 감상 중심으로 레벨을 디자인하여 의학 요소와 오락 측면을 결합한 콘텐츠를 사용하는 구성을 포함할 수 있다.
또한, 단순한 리듬 게임을 넘어 8방향 입력이 가능한 발판 컨트롤러의 특징을 활용해, 스텝과 달리기 조작을 통한 자유이동(Free Running), 스텝 포 인풋(Step for Input) 요소를 도입하여 사용자의 몰입도 및 흥미를 높일 수 있도록 하는 구성을 포함할 수 있다.
특히, 본 발명은 HMD(Head Mounted Display) 같은 VR(Virtual Reality, 가상현실) 장치의 자이로 센서의 검출 정보와 바닥판 본체의 센서의 검출 정보를 이용하여 사용자의 착좌 상태에서의 낙상 발생 가능성 및 발생 사실을 판단하여 낙상 예방 조치 및 낙상 발생에 대한 효율적인 대응이 가능하도록 하는 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치는 크게 좌판부 본체, 바닥판, 좌판부 본체와 바닥판을 연결하는 중심 실린더 및 가이드 링을 포함한다.
좌판부 본체는 복합 인지 운동시에 사용자의 체형에 맞게 높이를 조절하는 높이 조절레버(13)와, 사용자가 지지되도록 하여 복합 인지 운동중의 낙상을 예방하기 위한 가슴받침대(14), 사용자가 착좌하는 좌판부(15)를 포함한다.
그리고 바닥에 지지되어 중심 실린더(12)를 통하여 체결된 좌판부 본체를 지지하는 바닥판(10)은 복합 인지 운동 제어를 위한 메인보드(11)를 포함한다.
여기서, 메인보드(11)에는 사용자 프로그램 이용 정보를 저장하고, 사용자의 복합인지운동 상태를 분석하고, 외부 요청이 있는 경우에 사용자 정보 및 복합인지운동 상태 정보를 외부 복합인지운동 관리서버로 전송하는 수단을 포함할 수 있다.
그리고 바닥판(10)에 연결되는 AC 전원 어댑터 및 USB 케이블을 구비하고, 바닥판(10)에는 외부 PC 및 사용자가 착용하여 재생되는 콘텐츠를 시청하는 HMD(Head Mounted Display) 같은 VR(Virtual Reality, 가상현실) 장치가 연결된다.
본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치는 도 1에서와 같이, 고령의 사용자가 보행의 어려움이 있는 경우에 HMD(Head Mounted Display) 같은 VR(Virtual Reality, 가상현실) 장치를 착용한 상태에서 좌판부(15)에 착좌하여 바닥판(10)에서 양발을 움직이는 것에 의해 콘텐츠 내의 캐릭터가 이동이 제어되도록 한 것이다.
여기서, 좌판부(15)에 착좌하는 자세는 가슴받침대(14) 방향으로 앉아 사용자가 지지되도록 하여 복합 인지 운동중의 낙상을 예방할 수 있도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치는 제공되는 DC 어뎁터와 12V 전원 커넥터를 연결하고, USB 2.0 케이블과 USB 커넥터를 연결한 후 PC의 USB 커넥터와 연결한 상태에서 복합인지 운동 장치(Walkin VR)와 호환되는 본 발명에 따른 컨텐츠 소프트웨어를 실행하고, 각 컨텐츠 내에서 제공하는 가이드에 맞춰 조정 후 이동기능을 활용하는 것이다.
표 1은 복합인지 운동 장치(Walkin VR)의 데이터 구조의 일 예를 나타낸 것이다.
Figure pat00001
예를 들어, 첫 번째 피사체의 좌표가 (0, 0)이면 피사체가 발판에 닿지 않았음을 나타내는 것이고, 두 번째 피사체의 좌표가 (0, 0)이면 피사체가 발판에 닿지 않았음을 의미한다.
그리고 복합인지 운동 장치(Walkin VR)의 데이터는 첫 번째 피사체의 속도 및 두 번째 피사체의 속도 항목을 포함하고, 두 피사체의 속도의 평균(하나의 피사체만 존재할 경우 해당 피사체의 속도를 따른다.) 항목을 포함할 수 있다.
복합인지 운동 장치에서의 컨텐츠 내의 캐릭터 이동 원리를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치에서의 컨텐츠 내의 캐릭터 이동 원리를 나타낸 구성도이다.
복합인지 운동 장치(Walkin VR)는 사람의 발이 두 개임을 감안하여, 최대 두개의 피사체 정보를 읽어올 수 있다.
두 피사체는 양 발에 대응시킬 수 있으나 기기의 특성상 각 피사체가 오른쪽 발인지 왼쪽 발인지는 판단할 수 없다.
따라서, 본 발명에 따른 복합인지 운동 장치(Walkin VR)에서는 도 2a에서와 같이, 먼저 바닥판에 닿은 피사체를 첫 번째 피사체로 인식한다. 바닥판에 나중에 올려진 피사체는 첫 번째 피사체가 바닥판에서 떨어지더라도 피사체의 번호가 유지된다.
도 2b에서와 같이, 복합인지 운동 장치(Walkin VR)의 바닥판 표면의 센서가 물체 이동을 감지하고, 물체의 속도 값을 이용해 컨텐츠 내의 캐릭터 이동에 반영한다.
이와 같은 본 발명에 따른 복합인지 운동 장치(Walkin VR)의 동작 제어를 위한 유니티 스크립트 예제(Unity Script Examples)를 설명하면 다음과 같다.
사용자의 발 동작으로 만들어지는 속도 정보를 Translate 함수를 이용해 즉시 이동에 반영하는 예제(WalkinVR_Mov11cs)를 포함할 수 있다.
그리고 사용자의 발 동작으로 만들어지는 신호를 이동에 사용될 캐릭터에 Rigidbody를 적용하여 가속도 형태로 이동에 반영하는 예제(WalkinVR_Mov12cs)를 포함할 수 있다.
AddForce 함수를 사용하고 감속은 Rigidbody의 마찰계수를 이용해 캐릭터가 미끄러지는 정도에 반영한다. 유니티의 물리엔진을 이용해 부드러운 이동을 구현할 수 있다.
그리고 사용자의 발 동작으로 만들어지는 신호를 CharacterController 클래스의 Move함수로 적용하는 예제(WalkinVR_Mov13cs)를 포함할 수 있다.
그리고 예제(WalkinVR_Mov12cs)에서 유니티의 물리엔진을 이용하지 않고 캐릭터의 가감속을 직접 구현한 예제(WalkinVR_Mov14cs)를 포함할 수 있다.
그리고 예제(WalkinVR_Mov14cs)에서 발동작의 방향과 상관없이 크기만을 계산하여 HMD가 보는 방향으로 이동하도록 만든 예제(WalkinVR_Mov15cs)를 포함할 수 있다.
이와 같은 복합인지 운동 제어 동작중에 HMD(Head Mounted Display) 같은 VR(Virtual Reality, 가상현실) 장치의 자이로 센서의 검출 정보와 바닥판 본체의 센서의 검출 정보를 이용하여 사용자의 착좌 상태에서의 낙상 발생 가능성 및 발생 사실을 판단하여 경고하는 것에 의해 낙상 예방 조치 및 낙상 발생에 대한 효율적인 대응이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
일 실시 예로 낙상 발생 가능성 및 발생 사실을 판단하기 위하여, HMD 자이로 센서의 임계값을 설정하고, 바닥판 본체 센서의 임계값을 설정하여 임계값을 벗어나는 값이 센싱되는 경우에 이를 기준으로 낙상 발생 가능성 판단 또는 낙상 발생을 판단할 수 있다.
이와 같은 임계값 기준의 판단이 아니라, 사용자의 두부에 위치하는 HMD 자이로 센서의 센싱값 변화 추이와 사용자의 양발이 위치하는 바닥판 본체 센싱값 변화 추이가 기준값 이상으로 차이가 나는 경우에는 이를 기준으로 낙상 발생 가능성 판단 또는 낙상 발생을 판단할 수 있다.
예를 들어, HMD 자이로 센서의 센싱값 변화가 급격하게 일어나는 시점에 바닥판 본체 센싱값 변화가 거의 없는 경우에는 사용자의 자세가 전도되는 낙상중인 상태 또는 낙상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
그리고 HMD에 구비되는 센서는 자이로 센서 이외에 다른 종류의 센서가 사용될 수 있음은 당연하다.
그리고 바닥판 본체에 설치되는 센서는 압전 센서 또는 전용 신발(정전용량 변화를 줄 수 있는 덧신)을 사용하는 경우에 적용할 수 있는 터치 센서 또는 로드 셀 등이 사용될 수 있고 이로 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 복합인지 운동 장치(Walkin VR)의 바닥 센서 본체 구성을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치의 바닥 센서 본체 구성도이다.
복합인지 운동 장치(Walkin VR)의 바닥 센서 본체는 외곽의 액티브 영역(Active Zone)과 내측의 데드 영역(Dead Zone)으로 영역이 구분되고, 외곽의 액티브 영역(Active Zone)을 밟아서 밟은 방향으로 컨텐츠 내의 캐릭터 이동에 반영한다.
데드 영역(Dead Zone)은 밟고 있어도 캐릭터 이동에 영향을 주지 않고, 액티브 영역(Active Zone)을 밟았을 때는 원점으로부터의 방향만을 정규화해서 사용한다.
컨텐츠 내의 캐릭터 이동을 제어하기 위한 좌표 계산은 다음과 같이 이루어진다.
도 4는 컨텐츠 내의 캐릭터 이동을 제어하기 위한 좌표 계산의 일 예를 나타낸 구성도이다.
Joypad 방식의 기초 예제(WalkinVR_Mov21cs)를 포함하고, 액티브 영역(Active Zone)의 좌표를 계산해 이동에 반영한다.
실제 복합인지 운동 장치(Walkin VR)의 바닥 센서 본체에 발을 올렸을 때 PC로 입력되는 좌표는 도 4에서와 같이 해석된다.
중심 실린더로부터 발판의 꼭지점 까지의 거리를 100 으로 정하고, 중심 실린더에서 메인보드 바로 왼쪽 편의 꼭지점 방향이 Y 축이다. 파란색 점은 WalkinVR_GetData 함수로 읽어오는 좌표의 예시이다.
각 피사체의 속도는 시간당 피사체의 변위를 의미하며 단위 시간은 1/150 초이다. 예를 들어 (vx, vy)의 크기가 30이면 1/150 초당 30 좌표만큼 이동했다는 뜻이다.
도 5는 뒤로 이동하는 동작을 위한 액티브 영역(Active Zone) 설정을 나타낸 구성도이다.
뒤로 움직이는 것이 불편한 문제를 해결하기 위하여 HMD의 방향을 기준으로 뒤쪽 반경은 액티브 영역(Active Zone)으로 설정할 수 있다.
도 6a와 도 6b는 하판을 발로 밟았을 때 컨텐츠에서 캐릭터에 짧은 가속도 성분을 주기 위한 사용자 발 동작을 나타낸 구성 및 바닥판의 탭 영역 구성도이다.
도 6a에서와 같이, 복합인지 운동 장치(Walkin VR)의 바닥 센서 본체를 발로 밟았을 때 컨텐츠에서 캐릭터에 짧은 가속도 성분을 준다.
이를 위한 복합인지 운동 장치(Walkin VR)의 동작 제어를 위한 유니티 스크립트 예제(Unity Script Examples)를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 캐릭터에 Rigidbody를 적용하여 사용자가 하판을 발로 밟는 시점에 발을 밟은 방향으로 짧은 가속도 성분을 주는 예제(WalkinVR_Mov31cs)를 포함할 수 있다. AddForce 함수를 이용. 유니티 물리 엔진을 이용하는 예제이고, Rigidbody에 Drag 값으로 감속한다.
그리고 예제(WalkinVR_Mov31)에서 유니티 물리 엔진을 이용하지 않고 직접 가감속 제어를 구현한 예제(WalkinVR_Mov32cs)를 포함한다.
그리고 예제(WalkinVR_Mov32)에서 발판을 밟은 위치에 관계없이 HMD가 보는 방향으로 캐릭터가 이동하도록 만든 예제(WalkinVR_Mov33cs)를 포함하여 뒤뚱뒤뚱 걷는 느낌을 줄일 수 있다.
그리고 도 6b에서와 같이 액티브 영역(Active Zone) 내측을 데드 영역(Dead Zone)으로 설정하지 않고 탭 영역(Tap Zone)으로 설정하고, 탭 영역(Tap Zone)에서는 HMD가 보는 방향으로 캐릭터를 이동하고, 액티브 영역(Active Zone)에서는 밟은 방향의 반대 방향으로 컨텐츠 내의 캐릭터 이동에 반영하는 예제(WalkinVR_Mov34cs)를 포함하여 전방위 이동이 가능하도록 한다.
본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치의 제어 수단의 상세 구성을 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치의 제어 수단의 상세 구성을 나타낸 블록도이다.
복합인지 운동을 하기 위하여 사용자가 좌판부(15)에 착좌하면 사용자 착좌 판단을 하는 사용자 착좌 판단부(71)와, 착좌한 사용자의 정보를 입력 및 확인하는 사용자 정보 확인 및 저장부(72)와, 복합인지 운동을 하기 위한 선택된 콘텐츠를 실행하는 콘텐츠 선택 실행부(73)와, 사용자가 착좌한 상태에서 복합인지운동을 시작하면 피사체 검출 여부를 판단하는 피사체 검출 여부 판단부(74)와, 피사체 검출 여부 판단부(74)에서 검출된 피사체의 속도를 산출하는 피사체 속도 산출부(75)와, 피사체 검출 여부 판단부(74) 및 피사체 속도 산출부(75)에서 산출된 정보를 이용하여 사용자 움직임을 분석하는 사용자 움직임 분석부(76)와, 사용자 움직임 분석부(76)의 분석 결과에 따라 콘텐츠 내의 캐릭터 이동을 제어하여 캐릭터 이동에 따라 VR 화면이 재생되도록 하는 캐릭터 이동 제어부(77)를 포함한다.
그리고 본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치의 제어 수단으로 사용자 프로그램 이용 정보를 저장하는 사용자 프로그램 이용 정보 저장부(78)와, 사용자의 복합인지운동 상태를 분석하는 복합 인지 운동 상태 분석부(79)를 더 포함하고, 외부 요청이 있는 경우에 사용자 정보 및 복합인지운동 상태 정보를 외부 복합인지운동 관리서버로 전송하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치의 제어 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 8은 본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치의 제어 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치의 제어 방법은 사용자 착좌 판단 및 사용자 정보 확인 단계(S801)와, 콘텐츠를 선택하여 실행하고, 사용자가 복합인지운동을 시작하는 단계(S802)와, 피사체 검출 여부를 판단하여 피사체 속도를 산출하는 단계(S803)와, 산출된 정보를 이용하여 사용자 움직임을 분석하여 콘텐츠 내의 캐릭터 이동을 제어하고 캐릭터 이동에 따라 VR 화면 변경 재생하는 단계(S804)와, 사용자 프로그램 이용 정보를 저장하고, 사용자의 복합인지운동 상태를 분석하고, 외부 요청이 있는 경우에 사용자 정보 및 복합인지운동 상태 정보를 외부 복합인지운동 관리서버로 전송하는 단계(S805)를 포함한다.
도 9a와 도 9b는 본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치의 콘텐츠 배경 화면의 일 예를 나타낸 구성도이다.
본 발명은 달리는 조작에 맞추어 기존의 차량을 이용한 로드뷰 촬영이 아닌, 도보 등 인간의 활동에 맞춘 페이스로 구성하여 콘텐츠를 제작한다.
고령층 환자들이 향수를 느끼는 시골과 소박한 가옥 등 친숙한 장소를 주로 지향하여 배경을 선택하되, 현재 있는 장소를 떠난다는 여행의 느낌을 강조할 수 있는 범위에서 미적으로 더 적합한 배경 역시 고려하여 제작한다.
예를 들어, 70대 노령의 환자가 가상현실을 통해 가장 체험하고자 하는 장소를 지정하여 운동프로그램을 체험할 수 있도록 하여, 운동의 효과를 높이고 기억력 회상에 자극을 요하는 기법으로 효과를 높일 수 있도록 콘텐츠 배경을 정할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법은 HMD를 활용한 VR 의자 기반 체험형 콘텐츠를 탑재하고, VR 체험에 기반하여, 발판 컨트롤러와 연동할 수 있는 인지운동재활 프로그램을 통하여 치매 예방과 스트레스 해소를 겸하는 유산소 운동을 유도하는 것이다.
이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
71. 사용자 착좌 판단부 72. 사용자 정보 확인 및 저장부
73. 콘텐츠 선택 실행부 74. 피사체 검출 여부 판단부
75. 피사체 속도 산출부 76. 사용자 움직임 분석부
77. 캐릭터 이동 제어부 78. 사용자 프로그램 이용 정보 저장부
79. 복합 인지 운동 상태 분석부

Claims (12)

  1. 복합 인지 운동시에 사용자의 체형에 맞게 높이가 조절되고, 사용자가 착좌하는 좌판부 및 좌판부에 일정 각도를 갖고 수직한 방향으로 체결되어 사용자가 지지되도록 하는 가슴받침대를 구비하는 좌판부 본체;
    바닥에 지지되어 중심 실린더를 통하여 체결된 좌판부 본체를 지지하고, 데이터 송수신 및 복합 인지 운동 제어를 위한 메인보드를 갖는 바닥판;을 포함하고,
    사용자가 메인보드에 연결되는 HMD(Head Mounted Display) 장치를 착용한 상태에서 좌판부에 착좌하여 바닥판에서 양발을 움직이면 바닥판의 센서가 움직임을 감지하고, 사용자 양발의 움직임에 따라 HMD(Head Mounted Display) 장치에서 실행되는 콘텐츠 내의 캐릭터 이동이 제어되는 것을 특징으로 하는 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 메인보드에는 사용자 프로그램 이용 정보를 저장하고, 사용자의 복합인지운동 상태를 분석하고,
    외부 요청이 있는 경우에 사용자 정보 및 복합인지운동 상태 정보를 외부 복합인지운동 관리서버로 전송하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 사용자가 좌판부에 착좌하는 자세는 가슴받침대 방향으로 앉아 사용자가 지지되도록 하여 복합 인지 운동중의 낙상을 예방하는 것을 특징으로 하는 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 복합인지 운동 제어 동작중에 HMD(Head Mounted Display) 장치의 자이로 센서의 검출 정보와 바닥판의 센서의 검출 정보를 이용하여,
    사용자의 착좌 상태에서의 낙상 발생 가능성 및 발생 사실을 판단하여 낙상 예방 조치 및 낙상 발생에 대한 대응이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 복합인지 운동 장치(Walkin VR)의 동작 제어를 위한 유니티 스크립트 예제(Unity Script Examples)로,
    사용자의 발 동작으로 만들어지는 속도 정보를 Translate 함수를 이용해 즉시 이동에 반영하는 예제(WalkinVR_Mov11cs),
    사용자의 발 동작으로 만들어지는 신호를 이동에 사용될 캐릭터에 Rigidbody를 적용하여 가속도 형태로 이동에 반영하는 예제(WalkinVR_Mov12cs),
    사용자의 발 동작으로 만들어지는 신호를 CharacterController 클래스의 Move함수로 적용하는 예제(WalkinVR_Mov13cs),
    예제(WalkinVR_Mov12cs)에서 유니티의 물리엔진을 이용하지 않고 캐릭터의 가감속을 직접 구현한 예제(WalkinVR_Mov14cs) 및 예제(WalkinVR_Mov14cs)에서 발동작의 방향과 상관없이 크기만을 계산하여 HMD가 보는 방향으로 이동하도록 만든 예제(WalkinVR_Mov15cs)를 포함하는 것을 특징으로 하는 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 바닥판의 상면은,
    외곽의 액티브 영역(Active Zone)과 내측의 데드 영역(Dead Zone)으로 영역이 구분되고, 외곽의 액티브 영역(Active Zone)을 밟아서 밟은 방향으로 컨텐츠 내의 캐릭터 이동에 반영하고,
    데드 영역(Dead Zone)은 밟고 있어도 캐릭터 이동에 영향을 주지 않고, 액티브 영역(Active Zone)을 밟았을 때는 원점으로부터의 방향만을 정규화해서 동작 제어에 사용하는 것을 특징으로 하는 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 사용자가 착좌한 상태에서 뒤로 움직이는 것이 불편한 문제를 해결하기 위하여 HMD의 방향을 기준으로 데드 영역(Dead Zone)의 뒤쪽 반경은 액티브 영역(Active Zone)으로 설정하는 것을 특징으로 하는 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 액티브 영역(Active Zone) 내측을 데드 영역(Dead Zone)으로 설정하지 않고 탭 영역(Tap Zone)으로 설정하고,
    탭 영역(Tap Zone)에서는 HMD가 보는 방향으로 캐릭터를 이동하고, 액티브 영역(Active Zone)에서는 밟은 방향의 반대 방향으로 컨텐츠 내의 캐릭터 이동에 반영하는 예제(WalkinVR_Mov34cs)를 포함하여 전방위 이동이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 복합인지 운동 장치(Walkin VR)의 동작 제어를 위한 유니티 스크립트 예제(Unity Script Examples)로,
    캐릭터에 Rigidbody를 적용하여 사용자가 하판을 발로 밟는 시점에 발을 밟은 방향으로 가속도 성분을 주는 예제(WalkinVR_Mov31cs),
    예제(WalkinVR_Mov31)에서 유니티 물리 엔진을 이용하지 않고 직접 가감속 제어를 구현한 예제(WalkinVR_Mov32cs),
    예제(WalkinVR_Mov32)에서 발판을 밟은 위치에 관계없이 HMD가 보는 방향으로 캐릭터가 이동하도록 만든 예제(WalkinVR_Mov33cs)를 포함하는 것을 특징으로 하는 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 복합인지 운동 장치(Walkin VR)의 동작 제어를 위하여,
    복합인지 운동을 하기 위하여 사용자가 좌판부에 착좌하면 사용자 착좌 판단을 하는 사용자 착좌 판단부와,
    착좌한 사용자의 정보를 입력 및 확인하는 사용자 정보 확인 및 저장부와,
    복합인지 운동을 하기 위한 선택된 콘텐츠를 실행하는 콘텐츠 선택 실행부와,
    사용자가 착좌한 상태에서 복합인지운동을 시작하면 피사체 검출 여부를 판단하는 피사체 검출 여부 판단부와,
    피사체 검출 여부 판단부에서 검출된 피사체의 속도를 산출하는 피사체 속도 산출부와,
    피사체 검출 여부 판단부 및 피사체 속도 산출부에서 산출된 정보를 이용하여 사용자 움직임을 분석하는 사용자 움직임 분석부와,
    사용자 움직임 분석부의 분석 결과에 따라 콘텐츠 내의 캐릭터 이동을 제어하여 캐릭터 이동에 따라 VR 화면이 재생되도록 하는 캐릭터 이동 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 사용자 프로그램 이용 정보를 저장하는 사용자 프로그램 이용 정보 저장부와,
    사용자의 복합인지운동 상태를 분석하는 복합 인지 운동 상태 분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치.
  12. 사용자 착좌 판단 및 사용자 정보 확인 단계;
    콘텐츠를 선택하여 실행하고, 사용자가 복합인지운동을 시작하는 단계;
    HMD(Head Mounted Display) 장치를 착용한 상태에서 좌판부에 착좌하여 바닥판에서 양발을 움직이면 바닥판의 센서가 움직임을 감지하여 피사체 검출 여부를 판단하여 피사체 속도를 산출하는 단계;
    산출된 정보를 이용하여 사용자 움직임을 분석하여 콘텐츠 내의 캐릭터 이동을 제어하고 캐릭터 이동에 따라 VR 화면 변경 재생하는 단계;
    사용자 프로그램 이용 정보를 저장하고, 사용자의 복합인지운동 상태를 분석하고, 외부 요청이 있는 경우에 사용자 정보 및 복합인지운동 상태 정보를 외부 복합인지운동 관리서버로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 VR 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 방법.
KR1020200012721A 2020-02-03 2020-02-03 Ｖｒ 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법 KR102314513B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200012721A KR102314513B1 (ko) 2020-02-03 2020-02-03 Ｖｒ 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200012721A KR102314513B1 (ko) 2020-02-03 2020-02-03 Ｖｒ 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210098762A true KR20210098762A (ko) 2021-08-11
KR102314513B1 KR102314513B1 (ko) 2021-10-20

Family

ID=77314016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200012721A KR102314513B1 (ko) 2020-02-03 2020-02-03 Ｖｒ 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102314513B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230094241A (ko) 2021-12-20 2023-06-28 주식회사 에스와이이노테크 발 터치 패드 컨트롤러 및 이를 이용하는 사용자 재활용 vr 운용 시스템 및 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007050249A (ja) * 2005-08-18 2007-03-01 Omer Einav リハビリテーション並びにトレーニングのための方法及び器械
KR20190061146A (ko) 2017-11-27 2019-06-05 가천대학교 산학협력단 Vr 기기를 활용한 치매예방치료 방법, 장치 및 컴퓨터 판독가능 기록매체
KR20190074563A (ko) 2017-12-20 2019-06-28 대구보건대학교산학협력단 모션인식과 가상현실을 이용한 치매고위험군과 경도인지장애를 위한 평가 및 훈련장치와 그 방법
KR20190092790A (ko) 2018-01-31 2019-08-08 이동선 노년층 경도 인지장애 및 치매 예방, 인지능력 향상을 위한 전정기관 훈련 중심의 인터페이스 장치
KR102033513B1 (ko) * 2018-05-10 2019-10-17 가천대학교 산학협력단 Vr 컨텐츠 기반의 사용자 운동제공을 위한 좌식 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007050249A (ja) * 2005-08-18 2007-03-01 Omer Einav リハビリテーション並びにトレーニングのための方法及び器械
KR20190061146A (ko) 2017-11-27 2019-06-05 가천대학교 산학협력단 Vr 기기를 활용한 치매예방치료 방법, 장치 및 컴퓨터 판독가능 기록매체
KR20190074563A (ko) 2017-12-20 2019-06-28 대구보건대학교산학협력단 모션인식과 가상현실을 이용한 치매고위험군과 경도인지장애를 위한 평가 및 훈련장치와 그 방법
KR20190092790A (ko) 2018-01-31 2019-08-08 이동선 노년층 경도 인지장애 및 치매 예방, 인지능력 향상을 위한 전정기관 훈련 중심의 인터페이스 장치
KR102033513B1 (ko) * 2018-05-10 2019-10-17 가천대학교 산학협력단 Vr 컨텐츠 기반의 사용자 운동제공을 위한 좌식 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR102314513B1 (ko) 2021-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hamm et al. Fall prevention intervention technologies: A conceptual framework and survey of the state of the art
Kruse et al. I can see on my feet while walking: Sensitivity to translation gains with visible feet
Skjæret-Maroni et al. Exergaming in older adults: movement characteristics while playing stepping games
US20110269601A1 (en) Sensor based exercise control system
KR20140018253A (ko) 동작 영상화 및 캡처의 의료적 사용을 위한 시스템 및 방법
Hirt et al. Stress generation and non-intrusive measurement in virtual environments using eye tracking
NZ560457A (en) Image generation system
US20210346754A1 (en) Treadmill arrangement with motion-adaptive virtual running environment
JP2000339490A (ja) Ｖｒ酔い低減方法
US20210265037A1 (en) Virtual reality-based cognitive training system for relieving depression and insomnia
CN108135473A (zh) 生理反应
Aran et al. Effectiveness of the virtual reality on cognitive function of children with hemiplegic cerebral palsy: A single-blind randomized controlled trial
Porcino et al. Minimizing cybersickness in head-mounted display systems: causes and strategies review
Muhla et al. Impact of using immersive virtual reality over time and steps in the Timed Up and Go test in elderly people
CN1208024C (zh) 生物反馈平衡检测、治疗与训练仪
KR102314513B1 (ko) Ｖｒ 기반의 치매 예방을 위한 복합인지 운동 장치 및 방법
Ferdous et al. Visual feedback to improve the accessibility of head-mounted displays for persons with balance impairments
US20210125702A1 (en) Stress management in clinical settings
Madshaven et al. Investigating the user experience of virtual reality rehabilitation solution for biomechatronics laboratory and home environment
US20210202078A1 (en) Patient-Observer Monitoring
Chamnongthai et al. Two-dimensional fingertip force training with improved haptic sensation via stochastic resonance
Shahnewaz Ferdous et al. Static rest frame to improve postural stability in virtual and augmented reality
Littman et al. Consequence of self versus externally generated visual motion on postural regulation
KR20200097108A (ko) 신체 불안정성을 이용한 멀미 민감도 측정 방법 및 장치
Chandio et al. Investigating the Correlation Between Presence and Reaction Time in Mixed Reality

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant