KR20210105637A

KR20210105637A - 자세 교정 알림 시스템

Info

Publication number: KR20210105637A
Application number: KR1020200020342A
Authority: KR
Inventors: 김지홍; 김창응; 김준형; 왕민준; 박재빈
Original assignee: 동의대학교 산학협력단
Priority date: 2020-02-19
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2021-08-27
Also published as: KR102328813B1

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 교정 알림 시스템은 기체의 유입 또는 유출에 따라 팽창하거나 수축하도록 형성된 복수개의 에어튜브들을 포함하는 등받이가 구비된 의자, 의자에 앉은 사용자의 신체 일부에 대한 모션 데이터를 감지하기 위한 센서부, 제어부 및 제어부에 의해 실행 가능한 명령어들을 저장하는 메모리를 포함하고, 제어부는 명령어들을 실행함으로써 감지된 모션 데이터를 분석하여 사용자의 자세 각도를 산출하고, 산출된 자세 각도가 기 설정된 기준 범위 내에 포함되는지 여부에 따른 자세 불량도 및 자세 불량도에 기초하여 교정이 필요한 사용자의 신체 부위에 대한 위치 정보를 포함하는 교정 정보를 생성하며, 교정 정보를 기초로 복수개의 에어튜브들 중 적어도 어느 하나의 에어튜브가 돌출하도록 팽창시킬 수 있다.

Description

자세 교정 알림 시스템{SYSTEM FOR POSTURE CORRECTION NOTIFICATION}

본 발명은 자세 교정 알림 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 기체의 유입 또는 유출에 따라 팽창하거나 수축하도록 형성된 복수개의 에어튜브들을 포함하는 등받이가 구비된 의자, 의자에 앉은 사용자의 신체 일부에 대한 모션 데이터를 감지하기 위한 센서부, 제어부 및 제어부에 의해 실행 가능한 명령어들을 저장하는 메모리를 포함하고, 제어부는 명령어들을 실행함으로써 감지된 모션 데이터를 분석하여 사용자의 자세 각도를 산출하고, 산출된 자세 각도가 기 설정된 기준 범위 내에 포함되는지 여부에 따른 자세 불량도 및 자세 불량도에 기초하여 교정이 필요한 사용자의 신체 부위에 대한 위치 정보를 포함하는 교정 정보를 생성하며, 교정 정보를 기초로 복수개의 에어튜브들 중 적어도 어느 하나의 에어튜브가 돌출하도록 팽창시킬 수 있는 자세 교정 알림 시스템에 관한 것이다.

요통은 현대인에게 있어 잘 알려진 질병 중 하나인데, 이는 오랜 시간 바르지 못한 자세로 앉아 있는 등의 잘못된 생활 습관에서 비롯되는 경우가 많다. 요통은 대게 척추와 상당히 밀접한 관계로 척추의 휨 손상으로 연유되기도 한다. 척추는 인간의 몸체를 유지하는 가장 중요한 부분으로 바른 자세를 유지해야 하는 근본이기도 하다. 앉아서 생활하는 시간이 많은 현대인들에게 있어 바른 자세는 더욱 필요 시 되는 생활습관이면서, 요통 환자에게는 더욱 요구되는 것이 바로 바른 자세이다. 그러나, 현대인들은 책을 보거나 컴퓨터를 하기 위해 고개를 숙이거나 허리를 앞으로 굽히는 동작이 많고, 더욱이 수험생 등의 경우 공부를 하기 위해 고개를 숙인 자세로 장시간 있는 경우가 많다. 이러한, 나쁜 자세를 반복적으로 취하다 보면 머리는 어깨보다 앞쪽으로 돌출되고, 상대적으로 등은 뒤쪽으로 후퇴하여 굽게되고, 인체 역학적인 상호 보정작용에 의해 배는 머리와 함께 앞으로 이동하게 되어 굽은 형태의 체형으로 바뀌게 된다. 이렇게 되면 목뼈는 일자 목이 되거나 전방으로 만곡되기 쉽고, 머리는 무게로 인하여 어깨선보다 앞으로 이동하게 되어 이 때, 목 뒤의 근육과 양측 어깨의 근육들은 머리가 앞으로 치우치지 않도록 머리의 무게를 지지해야됨으로써, 근육들은 항상 경직되어 단단하게 뭉치게 된다. 이로 인해, 뒷목이 뻣뻣해지고 긴장성 두통과 함께 어깨 근육이 만질 수 없이 아프고 피로가 쉽게 오게 된다.

또한, 일자로 된 목뼈(경추) 또는 전방으로 만곡된 목뼈 부위에 무게가 가중되어 목 디스크가 목뼈에서 이탈되어 목 디스크 질환을 유발하게 된다. 뿐만 아니라, 등이 후방으로 굽게 되어 굽어진 등의 척추는 관절을 뒤로 물러나가게 하기 때문에 척추(상부 흉추)는 좌우로 어긋나거나 기울어지기 쉽고, 상대적으로 요추는 전방으로 돌출하게 되어 요추 전만을 가중시켜 상체의 체중이 하부 요추에 쏠리게 되어 허리 디스크와 추간공(뼈 사이 공간)이 좁아져 척추 신경을 압박하여 허리 디스크 질환을 유발하게 된다.

이와 같이 나쁜 자세는 크고 작은 척추에 대한 혹사와 함께 나쁜 자세로 인한 중력이 집중되어 이로 인해 척추의 정상 만곡이 이루어지지 않아 척추의 마디마디가 제 위치를 찾지 못하고 이탈하여 척추 질환을 포함한 근육, 인대, 디스크, 연골, 관절, 뼈 주위의 혈액순환, 중추 및 말초신경, 자율신경과 모든 기관들에게까지 악영향을 주게 된다.

이에 따라, 사용자가 의자에 앉아 있는 상태에서 신속하고 용이하게 자세 교정이 필요한지 여부를 판단할 수 있도록 하여 척추 질환을 예방하고 바른 자세를 유지할 수 있는 기술에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2003-0032790호 (공개일자: 2003.04.26)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 사용자가 의자에 앉아 있는 상태에서 의자에 마련된 에어튜브의 동작을 통해 용이하게 자세 교정을 수행할 수 있도록 함으로써 척추 질환을 예방하고 바른 자세를 유지할 수 있도록 하기 위한 자세 교정 알림 시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시 예로써, 자세 교정 알림 시스템이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 교정 알림 시스템에 있어서, 복수개의 에어튜브들은 등받이의 일 면에 격자 형태로 배치되어 사용자의 상체 후면 방향으로 돌출 가능하도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 교정 알림 시스템에 있어서, 자세 각도는 사용자의 둔부에서부터 상체 코어를 지나는 가상의 직선이 등받이와 이루는 각도이고, 기준 범위는 제 1 기준각도를 초과하고 제 2 기준각도 미만이도록 제 1 기준각도 및 제 2 기준각도 상호 간 미리 정해진 이격 각도를 유지하도록 설정된 것이며, 제어부는 사용자가 의자에 앉은 상태에서 미리 정해진 기준 시간 동안 자세 각도가 제 1 기준각도를 기준으로 제 1 오차범위 내의 제 1 갱신각도를 초과하고 제 2 기준각도를 기준으로 제 2 오차범위 내의 제 2 갱신각도 미만이며, 제 1 갱신각도 및 제 2 갱신각도 상호 간 회전각도가 이격 각도 보다 작다면, 이격 각도를 회전각도로 갱신하고, 기준 범위를 제 1 갱신각도를 초과하고 제 2 갱신각도 미만인 범위로 갱신할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 교정 알림 시스템에 있어서, 제어부는 기준 범위 및 이격 각도의 갱신 추이와 자세 각도에 대한 변화 추이의 상관 관계에 대하여 딥러닝 알고리즘을 이용한 학습에 따라 생성된 분석모델을 이용하여 분석한 결과에 따라 사용자의 자세 변화도를 도출할 수 있다.

본 발명의 자세 교정 알림 시스템에 의하면, 사용자가 의자에 앉아 있는 상태에서 의자에 마련된 에어튜브의 동작을 통해 용이하게 자세 교정을 수행할 수 있도록 함으로써 척추 질환을 예방하고 바른 자세를 유지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 교정 알림 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 에에 따른 자세 교정 알림 시스템의 등받이에 마련된 에어튜브들을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 교정 알림 시스템에 있어서, 자세 각도를 나타내기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 교정 알림 시스템에 있어서, 기준 범위를 나타내기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 교정 알림 시스템과 연동되는 웨어러블 디바이스를 나타낸 예시도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 소자를 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 교정 알림 시스템을 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 에에 따른 자세 교정 알림 시스템의 등받이에 마련된 에어튜브들을 나타낸 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 교정 알림 시스템에 있어서, 자세 각도를 나타내기 위한 예시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 교정 알림 시스템에 있어서, 기준 범위를 나타내기 위한 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 교정 알림 시스템과 연동되는 웨어러블 디바이스를 나타낸 예시도이다. 이하에서는 상기에서 설명한 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시 예로써, 자세 교정 알림 시스템(10)이 제공될 수 있다. 본 발명의 자세 교정 알림 시스템(10)은 의자(500)에 앉아 공부 또는 업무를 수행하는 사용자의 자세를 교정할 필요가 있는지 여부를 판단하고, 이에 대한 판단 결과를 의자(500)에 마련된 에어튜브들의 팽창 및 수축을 이용하여 사용자에게 알려주는 시스템 혹은 장치일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 교정 알림 시스템은 기체의 유입 또는 유출에 따라 팽창하거나 수축하도록 형성된 복수개의 에어튜브들을 포함하는 등받이가 구비된 의자(500), 의자(500)에 앉은 사용자의 신체 일부에 대한 모션 데이터를 감지하기 위한 센서부, 제어부 및 제어부에 의해 실행 가능한 명령어들을 저장하는 메모리를 포함하고, 제어부는 명령어들을 실행함으로써 감지된 모션 데이터를 분석하여 사용자의 자세 각도를 산출하고, 산출된 자세 각도가 기 설정된 기준 범위 내에 포함되는지 여부에 따른 자세 불량도 및 자세 불량도에 기초하여 교정이 필요한 사용자의 신체 부위에 대한 위치 정보를 포함하는 교정 정보를 생성하며, 교정 정보를 기초로 복수개의 에어튜브들 중 적어도 어느 하나의 에어튜브가 돌출하도록 팽창시킬 수 있다.

일 개시에 따른 센서부(100)는 사용자의 신체 일부 또는 상기 신체 일부에 대응되는 사용자의 의류의 소정의 부위에 부착될 수 있다. 상기 센서부(100)는 자이로센서, 가속도센서 및 지자계센서를 포함한 관성 센서(Inertial Measurement Unit, IMU)일 수 있다. 상기 센서부(100)는 자이로센서, 가속도센서 및 지자계센서의 각각에 대하여 롤(roll), 피치(pitch) 및 요(yaw)의 3축 데이터를 포함하는 모션 데이터를 측정함으로써 총 9개의 축에 대한 움직임 정보를 측정하기 위한 감지 장치일 수 있다. 상기 롤(roll)은 대상체의 좌우 방향축(x축)에 대한 회전을 나타내고, 피치(pitch)는 대상체의 앞뒤 방향축(y축)에 대한 회전을 나타내며, 요(yaw)는 대상체의 위아래 방향축(z축)에 대한 회전을 나타낼 수 있다.

일 개시에 따른 제어부(300)는, 예를 들면, 소프트웨어 혹은 프로그램을 구동하여 제어부(300)에 연결된 본 발명의 자세 교정 알림 시스템(10)의 적어도 하나의 다른 구성요소( Ex. 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소 )를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 제어부(300)는 다른 구성요소( Ex. 통신부 )로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다. 제어부(300)는 메인 제어부( Ex. 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 제어부 ), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 제어부보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 제어부( Ex. 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 제어부, 센서 허브 제어부, 또는 커뮤니케이션 제어부 )를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 제어부는 메인 제어부와 별개로 또는 임베디드(Embedded)되어 운영될 수 있다.

일 개시에 따른 메모리(400)는 제어부(300)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 본 발명의 자세 교정 알림 시스템(10)으로 입력되거나 또는 자세 교정 알림 시스템(10)에서 출력되는 데이터를 저장할 수도 있다. 메모리(400)에 저장된 프로그램들은 그 기능에 따라 복수개의 모듈들로 분류할 수 있는데, 여기서, 복수개의 모듈들은 하드웨어가 아닌 소프트웨어로서 기능적으로 동작하는 모듈일 수 있다.

일 개시에 따른 등받이(31)는 상기 에어튜브(71)로의 기체의 전달을 위한 에어호스(미도시) 및 상기 제어모듈로부터의 동작신호에 기초하여 에어튜브(71)로의 기체의 유입 및 유출을 위한 에어펌프(미도시)가 더 포함될 수 있다.

일 개시에 따른 복수개의 에어튜브(71)들은 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 격자 형태로 등받이(31)의 일 면에 격자 형태로 배치되어 사용자의 상체 후면 방향으로 돌출 가능하도록 형성될 수 있다. 이와는 달리, 도 2의 (b)와 같이 등받이(31)의 위, 중간, 아래 부분에 나란히 배치될 수도 있다.

일 개시에 따른 교정 정보에는 자세 불량도 및 교정이 필요한 사용자의 신체 부위에 대한 위치 정보가 포함될 수 있다. 즉, 제어부는 자세 불량도에 따라 자세 교정이 필요한 것으로 판단된 경우, 사용자의 자세 교정이 필요한 사용자의 신체 일부에 대한 위치에 관한 정보를 기초로 복수개의 에어튜브(71)들 중 상기 위치 정보에 대응되는 에어튜브(71)를 팽창시키도록 제어할 수 있다. 다시 말하면, 교정이 필요한 사용자의 신체 부위를 에어튜브(71)의 돌출에 따른 접촉을 통해 알림으로써 사용자의 신속한 자세 교정이 이루어질 수 있다. 상기 팽창 동작은 미리 정해진 팽창시간 동안 진행되고 다시 원래 부피로 수축될 수 있다.

더욱 바람직하게는, 사용자의 신체 부위에 접촉되는 상기 에어튜브(71)는 파우치 내부에 마련되어 상기 등받이(31)에 형성되어 있을 수 있다. 상기 파우치는 에어튜브(71)를 수용 또는 보관하기 위한 주머니를 말하며, 천연 소재, 합성수지 기타 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 사용할 수 있는 파우치를 모두 포함한다. 즉, 에어튜브는 파우치 내부에 수용되어 등받이에 구비될 수 있다.

일 개시에 따른 파우치는 항균 및 탈취용 코팅 조성물로 코팅될 수 있다. 상기 항균 및 탈취용 코팅 조성물은 미분말 가이트(shungite), 미분말 일라이트(illite), 미분말 제올라이트(zeolite), 미분말 맥반석, 미분말 벤토나이트, 미분말 규조토, 미분말 게르마늄, 미분말 황토, 미분말 백반석, 미분말 옥(jade) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 무기분말을 포함한다.

본 발명에서 말하는 미분말은 볼밀, 제트밀, 기타 분쇄장치 등으로 파쇄하거나 합성과정에서 미분말의 성상을 가지도록 제조하는 것을 말하며, 상기 미분말은 평균입경이 100μm 이하인 것으로 정의한다.

본 발명에서 말하는 가이트란, 러시아 Karelia Ladoga호 북부 부근 Shunga에서 원생대 야툴리아 시대(Jatulian)의 작은 흑연 미세 결정이 풍부한 변성도가 낮은 혈암 중에 층(두께 2m에도 달한다)이나 렌즈 모양체로 산출된다. 이는 피치와 같은 흑색, 치밀, 불투명, 금속 광택. 무르다. 경도 2.5. d 1.75~1.80, 불대에서 용융되지 않고 진한 질산에서 석묵산을 만든다.

본 발명에서 말하는 일라이트란, 화학조성은 (K,H₃O)Al₂(Si,Al)₄O₁₀(H₂O,OH)₂이다. 화학성분으로 보아, 백운모에 가까운 것도 있으나 비교적 SiO₂, MgO, H₂O가 많고, K₂O는 적다. 수백운모(水白雲母) 등과 같은 계열의 광물이다. 굳기 1 내지 2, 비중 2.6 내지 2.9이다. 쪼개짐은 완전하며, 조흔색은 백색이며, 토상(土狀)광택이 있다. 화학성분이나 결정구조로 보아 독립된 광물이 아니고, 다른 성분을 포함하고 있는 혼합광물이라는 견해가 있다. 알루미늄이 풍부한 이질(泥質) 또는 응회암질(凝灰岩質) 퇴적암 중에 산출되며, 열수성(熱水性) 광상모암의 변질광물로서 산출된다.

본 발명에서 말하는 제올라이트는 비석(沸石)이라고도 한다. 종류는 많으나 함수량(含水量)이 많은 점, 결정의 성질, 산상(産狀) 등에 공통성이 있다. 굳기는 6을 넘지 않으며, 비중은 약 2.2이다. 일반적으로 무색 투명하거나 백색 반투명하다. 취관으로 가열하면 끓어서 팽대하기 때문에 이 이름이 붙었다. 대개의 종류는 염산에 녹아 흔히 아교 모양이 되지만, 소수의 종류는 염산에 녹지 않는다. 주요한 종류로서 방비석, 어안석, 캐버자이트, 소다비석·휼란다이트, 스틸바이트, 로몬타이트, 이네사이트 등이 있다. 현무암이나 휘록응회암 등 염기성 화성암의 공동(空洞) 속이나 열극에서 산출되며, 때로는 화강암, 편마암 중에 2차광물로서 존재한다. 또한 금광맥 그 밖의 광맥 중에 산출되는 경우도 있다. 결정구조적으로 각 원자의 결합이 느슨하여, 그 사이를 채우고 있는 수분을 고열로 방출시켜도 골격은 그대로 있으므로 다른 미립물질을 흡착할 수가 있다. 이 성질을 이용해서 흡착제로 사용하며, 크기가 다른 미립물질을 분리시키는 분자체(分子篩)로 사용한다.

본 발명에서 말하는 맥반석은 중국의 한방의학에서 사용한 용어로 알려지고 있으며 지질학적으로 분류하자면 화강암류에 속한다. 석영반암, 장석반암, 화강반암과 같은 것으로서, 암석명으로 석영-몬조나이트와 일치한다. 석영과 장석이 촘촘하게 섞여 있다. 누런 백색, 연한 누런 갈색, 옅은 회색, 짙은 녹색 또는 옅은 녹색 암석에 빨간 점 또는 하얀 점이 고르게 섞여 있는 모습이 보리밥으로 만든 주먹밥과 같다고 하여 맥반석이라는 이름이 붙었다. 주성분은 무수규산과 산화알루미늄이고, 산화제철이 소량 함유되어 있다. 약석으로 알려진 것은 누런 백색을 띤 맥반석으로 예전에는 환약을 정제하는 여과제, 등에 나는 부스럼 또는 종기 등 피부질병을 치료하는 소염제로 사용하였다. 동의보감에 의하면 그 성질은 달고, 따뜻하며, 독이 없다고 한다. 1cm³당 3 내지 15만 개의 구멍으로 이루어져 있어 흡착성이 강하고, 약 2만 5000종의 무기 염류를 함유하고 있다. 중금속과 이온을 교환하는 작용을 하기 때문에 유해금속 제거제로도 사용하며, 이 암석에 열을 가하면 원적외선을 방출하는 것으로 알려져 있다. 이러한 특성 때문에 찜질방, 식기, 의료기 등 여러 산업 부분에서 이용하고 있다.

본 발명에서 말하는 벤조나이트는 석영, 장석(長石), 제올라이트 등을 포함한 것이 많다. 빛깔은 백색, 회색, 담갈색, 담녹색 등을 나타낸다. 진주광택, 납상광택을 가지며 지방감이 있는 치밀한 괴상으로 산출되는데, 물을 흡착하여 팽윤하고, 양이온 교환성이 뚜렷한 것 등 몬모릴로나이트의 성질과 흡사하다. 응회암과 유리질 유문암(流紋岩)이 변질된 것이다. 용도는 매우 넓어 석유정굴진용 이수(石油井掘進用泥水)의 주성분, 주물형(鑄物型)의 결합제, 요업원료의 혼입제, 연고의 기초제로서 사용되기도 한다. 명칭은 발견지인 미국 와이오밍주(州)의 지층에서 유래되었다.

본 발명에서 말하는 규조토는 주로 규산(SiO2)으로 되어 있으며, 백색 또는 회백색을 띤다. 가벼우며 손가락으로 만지면 분말이 묻을 정도로 연하다. 미세한 다공질(多孔質)이기 때문에 흡수성이 강하고, 열의 불량도체이다. 우리 나라에서의 규조토는 제3기 또는 제4기 지층내에서 토상(土狀)으로 산출된다. 우리 나라 고제3기(古第三期)에는 북동 내지 북북동 방향의 단층운동이 일어나서 여러 곳에 지구대(地溝帶) 퇴적분지가 형성되었다. 영일 분지, 길주와 명천 간 지구대, 서울과 원산 간 지구대, 두만강 분지 등이 형성되었고, 여기에 제3기층이 퇴적되었다. 퇴적층이 형성될 때 곳곳에서 소규모의 얕은 호수 또는 담수분지에 규조가 침적되어 광상을 이루었다. 이들 퇴적분지 가운데에서 영일만에 있는 규조토가 규조토광상에 있어서 규모가 가장 크고, 경상북도 월성과 영일 등지에서 집중적으로 발견된다. 그 밖에도 북한지역에서는 함경남도 안변군 문산면 행현리와 안변군 안변면 남산리, 함경북도 경성군 주남면 부평동과 경성군 주북면 회문광산, 길주군 웅평면 산본광산, 명천군 명천광산, 명천군 서면 백록광산, 강원도 평강군 고삽면 세포리 등의 산지가 알려져 있다. 우리 나라에서 규조토를 광상으로 개발하기 시작한 것은 1941년 '조선광업령(朝鮮鑛業令)'에 의하여 지정법정광물로 편입되면서부터이다. 이후 국내의 규조토광상이 각지에서 발견되었고, 특히 경상북도 월성군 양북면 이일리에서 산출된 규조토를 원료로 경주시 노동리에서 일본의 아사히 곤로(旭爐) 제조에 긴요히 사용되었다고 한다. 근래에 와서는 내화재용(耐火材用)으로 쓰이며, 강한 흡수성 때문에 대부분 공업용수, 수도, 의약품, 식품 등의 정제를 위한 여과재(濾過材)로 사용된다. 그 밖에 플라스틱과 제지의 충전재(充塡材), 다이너마이트의 흡착제, 지혈제(止血劑), 시멘트의 혼합재 등으로도 사용된다.

본 발명에서 말하는 게르마늄은 원소기호 Ge, 원자번호 32, 원자량 72.59±3이다. 1871년 D. I. 멘델레예프에 의해 그 존재가 예언되어 에카규소로 불렸으나 86년에 독일의 화학자 C. A. 빙클러에 의해 황은게르마늄석(Ag GeS) 속에서 발견되어 독일의 라틴명인 「Germania」를 따서 명명되었다. 규소와 유사하므로 지각(地殼) 속의 규산염의 규소와 치환하여 널리 존재하며, 또 구리나 아연 등을 함유한 황화광물이나 석탄 속에 함유되지만 게르마늄을 주체로 하는 광물은 극히 적다.

본 발명에서 말하는 백반석은 명반석이라고도 한다. 화학성분은 KAl₃(SO₄)₂(OH)₆이다. 육각 판상(板狀) 또는 인상(鱗狀)의 결정으로 나타나는데, 대개는 괴상 또는 입상(粒狀)이다. 굳기 3.5 내지 4, 비중 2.6 내지 2.9이다. 결정형의 것은 밑면에 완전한 쪼개짐이 있고, 쪼개짐면에 진주광택이 난다. 괴상의 것은 광택이 없다. 백색, 회색이며 때로는 홍색, 황색, 적갈색을 띠기도 한다. 조흔색(條痕色)은 백색이다. 염산에 녹지 않고, 수산화칼륨이나 더운 황산에 녹는다. 열수(熱水) 변질작용을 받은 화산암 지대에서 산출된다.

본 발명에서 말하는 옥이란, 치밀하고 경질(硬質)이며, 투명하여 아름답게 빛나고, 연마하여 광택이 나는 것을 말한다. 광물학적으로 연옥은 각섬석의 일종이며, 경옥은 알칼리휘석의 일종이다. 연옥은 유백색인 것이 많으며, 녹색 ·황색 ·홍색 등도 있고, 경옥은 녹색, 백색이다. 색에 따라 여러 가지 명칭이 있으나, 백옥과 비취(翡翠)가 대표적인 것이다. 고대로부터 동양에서 귀히 여겨 왔으며, 세공하여 장식석, 옥기(玉器)로서 사용되어 왔다. 연옥은 터키 등지에서는 결정편암이나 편마암 속에 맥상(脈狀)으로 산출되고, 중국 동북에서는 화강암의 접촉대(接觸帶)에서 산출된다. 경옥은 미얀마에서는 사문암 중에 맥상을 이루어 산출되고, 중국 윈난(雲南)이나 티베트고원에서도 산출된다. 좁은 뜻의 jade는 비취를 가리키는 것이지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명에서 말하는 옥은 상술한 넓은 의미의 옥을 모두 포함하는 것으로 정의한다.

바람직하게 상기 무기분말은 스트론튬 이온(Sr2+), 칼슘 이온(Ca2+), 마그네슘 이온(Mg2+)이 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나가 포함된 용액과 혼합하여 열처리 된 것일 수 있다.

상기 무기분말이 상기 이온이 포함된 용액에 혼합되어 열처리 되는 경우 무기분말 자체의 세균(S.mutans 등)에 대한 항균 및 탈취력이 크게 높아질 수 있다.

더 바람직하게 상기 무기분말은 스트론튬 이온(Sr2+) 및 칼슘 이온(Ca2+)이 포함된 용액과 혼합하여 열처리 된 것일 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 무기분말 자체의 항균 및 탈취능력이 가장 높아질 수 있다.

더 바람직하게 상기 무기 분말은 미분말 제올라이트(zeolite)을 포함하고, 상기 제올라이트 100 중량부에 대하여 미분말 가이트(shungite) 20 내지 60 중량부, 미분말 일라이트(illite) 20 내지 60 중량부, 미분말 맥반석 20 내지 60 중량부, 미분말 벤토나이트 20 내지 60 중량부, 미분말 규조토 50 내지 100 중량부, 미분말 게르마늄 10 내지 20 중량부, 미분말 황토 10 내지 20 중량부, 미분말 백반석 10 내지 20 중량부 및 미분말 옥(jade) 10 내지 20 주량부가 포함된 것이고, 스트론튬 이온(Sr2+) 및 칼슘 이온(Ca2+)이 포함된 용액과 혼합하여 열처리 된 것일 수 있다.

상기 범위에 의하는 경우 상기 무기분말을 이루는 분말의 상호 작용으로 단순조합 이상으로 항균 및 탈취 효과가 크게 높아질 수 있다.

상기 조성물은 골풀 추출물, 용담 추출물, 영아자 추출물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 천연 추출물을 포함한다.

상기 골풀(Juncus effusus var. decipiens)은 등심초라고도 하며, 들의 물가나 습지에서 자란다. 높이 50∼100cm이다. 뿌리줄기는 옆으로 벋고 짧은 마디가 많으며 여기서 원기둥 모양의 밋밋한 녹색 줄기가 나온다. 줄기는 속이 가득 차 있고 잎은 비늘 모양으로 밑동에서 나서 줄기를 감싼다. 꽃은 5∼7월에 줄기 윗부분에서 총상꽃차례로 옆으로 1개씩 달리며 녹갈색이다. 맨 밑에 있는 포는 원기둥 모양이고 곧게 서며 끝이 날카롭고 줄기에 이어서 길이 20cm 정도 자라므로 줄기 끝처럼 보인다. 수술은 3개로 화피조각보다 짧고 꽃밥은 꽃실과 길이가 같다. 열매는 삭과로 세모난 달걀 모양이며 9∼10월에 익는다. 빛깔은 갈색이며 끝이 뭉뚝하고 화피조각과 길이가 같다. 종자는 길이 0.5mm 정도로 매우 작다. 일본에서 많이 재배하는데 다다미 판 위를 덮는 자리 재료로 쓴다. 그 밖에 방석·돗자리 등의 재료로 쓴다. 생약 등심초는 줄기 속을 말린 것으로 한방에서는 진통·이뇨·지혈 등에 처방한다.

상기 용담(Gentiana scabra Bunge)은 전국의 산과 들에 자라는 여러해살이풀이로 세계적으로는 중국 동복부, 일본, 러시아 동북부에 분포한다. 뿌리줄기는 짧고, 수염뿌리가 많다. 줄기는 겉에 가는 줄이 4개 있고, 보통 자줏빛을 띠며, 높이 20-100cm다. 잎은 마주나며, 난형이다. 잎 가장자리와 잎줄 위에 잔돌기가 있어 까칠까칠하다. 꽃은 8-10월에 줄기 끝과 위쪽 잎겨드랑이에서 1개 또는 몇 개가 달리며, 보라색 또는 드물게 흰색이다. 꽃자루는 없다. 꽃받침은 종 모양, 5갈래로 갈라진다. 화관은 끝이 5갈래로 얕게 갈라지고, 갈래 사이에 삼각형의 부화관 갈래가 있다. 수술은 5개, 암술은 1개다. 열매는 삭과이며, 익으면 2갈래로 터진다. 관상용으로 심고 약용으로 쓰인다.

상기 영아자 추출물(Asyneuma japonicum BRIQ)은 굵은 뿌리를 가지고 있는 여러해살이풀로 줄기는 곧게 서서 60cm 안팎의 높이로 자란다. 줄기의 끝 가까이에서 약간의 가지를 치며 온몸에 거친 털이 산재해 있다. 잎은 마디마다 서로 어긋나게 자리하고 잎자루를 가진다. 잎의 생김새는 길쭉한 계란 꼴로 양끝이 뾰족하며 가장자리에는 날카롭게 생긴 톱니를 가지고 있다. 가지 끝이 꽃대로 변하여 10여 송이의 꽃이 이삭처럼 생긴 꽃차례를 구성하여 아래에서부터 차례로 피어오른다. 꽃은 다섯 갈래로 깊게 갈라져 있고 갈라진 조각은 비비꼬이면서 뒤로 감긴다. 꽃의 크기는 2.5cm 안팎이고 빛깔은 보라색이다.

상기 천연 추출물은 상기 무기분말에 흡착된 것일 수 있다.

바람직하게 상기 조성물은 골풀 추출물 100 중량부에 대하여 용담 추출물 30 내지 50 중량부 및 영아자 추출물 30 내지 50 중량부가 혼합된 것일 수 있다.

상기 범위에 의하는 경우 각 추출물의 상호 작용에 의하여 단순 혼합에 비해 높은 항균활성을 나타나게 할 수 있다. 특히 상기 범위에 의하는 경우 상기 무기분말을 담체로 무기분말의 기공에 상기 천연 추출물이 포함되어도 항균효과 내지 탈취효과를 잃지 않을 수 있어 오랜 기간 항균활성이 지속되도록 하고, 추가적인 오염에 대한 항균활성을 나타나게 할 수 있게 된다.

상기 항균 및 탈취용 코팅 조성물은 사용자의 신체 일부와의 빈번한 접촉에 따른 파우치 사용으로 오염된 세균을 효과적으로 제거함으로써 해당 분야에서 자주 일어나는 오염에 의한 냄새를 탈취하는데 효과적일 뿐만 아니라, 상기 오염원의 제거를 통하여 보다 위생적인 사용환경을 구현하게 할 수 있다.

본 발명의 항균 및 탈취용 코팅 조성물의 제조방법은 미분말 가이트, 미분말 일라이트, 미분말 제올라이트, 미분말 맥반석, 미분말 벤토나이트, 미분말 규조토, 미분말 게르마늄, 미분말 황토, 미분말 백반석, 미분말 옥 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 무기분말을 골풀 추출물, 용담 추출물, 영아자 추출물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 천연 추출물에 함침하여 상기 무기분말의 다공질 내부로 상기 천연 추출물이 함침되도록 하는 무기분말 함침단계; 상기 참침단계에 따라 천연 추출물이 함침된 무기분말을 건조시키는 건조단계; 상기 건조단계에 따라 건조된 무기분말을 정제수에 혼합하는 단계; 알코올을 혼합하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.

이하에서는, 상기 항균 및 탈취용 코팅 조성물의 제조에 따른 실험 데이터 및 효과를 확인한다.

[제조예: 항균 및 탈취용 코팅 조성물의 제조]

1. 혼합성상의 무기분말 분산액의 제조

미분말 가이트, 미분말 일라이트, 미분말 제올라이트, 미분말 맥반석, 미분말 벤토나이트, 미분말 규조토, 미분말 게르마늄, 미분말 황토, 미분말 백반석, 미분말 옥의 혼합사용에 따른 상승효과를 확인하기 위하여 각 함량을 달리하면서 하기의 [표 1]과 같이 무기분말을 제조하였다.

또한 상기 무기분말은 스트론튬 이온(Sr2+) 및 칼슘 이온(Ca2+)이 포함된 용액에 혼합하고 1시간 동안 열처리 한 뒤 정제수를 혼합하여 제조하였다.

	T1	T2	T3	T4	T5	T6	T7	T8	T9
제올라이트	100	100	100	100	100	100	100	100	100
가이트	100	30	30	30	10	20	40	60	80
맥반석	100	-	30	30	10	20	40	60	80
벤토나이트	100	-	-	30	10	20	40	60	80
규조토	100	-	-	-	30	50	75	100	125
게르마늄	100	-	-	-	-	5	10	20	30
황토	100	-	-	-	-	5	10	20	30
백반석	100	-	-	-	-	5	10	20	30
옥	100	-	-	-	-	5	10	20	30

(단위: 중량부)

2. 천연 추출물의 제조

골풀을 세척하고 건조한 뒤 이를 분쇄하였다. 상기 분쇄물을 물에 혼합하고 이를 2시간 동안 98 내지 100℃를 유지하고, 이를 냉각시킨 뒤 와트만 여과지로 여과하여 골풀 추출물(JE)을 제조하였다.

용담 및 영아자의 경우에도 상기 골풀 추출물(JE)의 제조 방법과 동일한 방법을 이용하여 용담 추출물(GE) 및 영아자 추출물(AE)를 제조하였다.

이후, 하기 표 2와 같이 천연 추출물을 혼합하여 복합 추출물을 제조하였다.

	MX1	MX2	MX3	MX4	MX5	MX6
JE	100	100	100	100	100	100
GE		20	30	40	50	60
AE		20	30	40	50	60

(단위: 중량부)

[실험예 1: 혼합성상의 무기분말 분산액에 대한 효과 실험]

1. 항균 효과 실험

KS 0693 - 1990 시험법에 의거 사람의 피부와 비강표면에 일반적으로 존재하는 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)을 균주로 하여 10⁶마리를 면, PET에 대해 접종하고 혼합성상의 무기분말 분산액(T1 내지 T9)에 대한 직물의 항균도를 측정하였다.

항균 효과는 하기 표 3와 같이 나타내었다.

[평가표]

◎ : 미생물의 양 10³이하

○ : 미생물의 양 10⁴이하

△ : 미생물의 양 10⁵이하

	T1	T2	T3	T4	T5	T6	T7	T8	T9
항균력	△	△	△	○	○	○	◎	◎	○

상기 항균력 평가에 따르면, T7 및 T8에서 우수한 평가를 나타낸 것으로 확인되었다.

2. 피부 자극 발생 실험

피부 자극에 예민한 10세 여성 30명을 선정하여, 6명씩 5개 그룹으로 나누어, 본 발명의 혼합성상의 무기분말 분산액(T1 내지 T9)을 물에 희석시켜 10일 동안 사용하게 한 이후, 피부 자극 발생 여부에 대한 설문 조사를 진행하였으며, 그 결과를 표 4에 나타내었다.

[평가 기준]

◎: 전혀 자극이 없음

○: 거의 자극이 없음

△: 약간의 자극이 있어, 민감한 점막에는 사용하지 않는 것이 바람직함

Х: 자극이 심해, 사용이 불가함

	T1	T2	T3	T4	T5	T6	T7	T8	T9
1	△	△	△	○	○	○	◎	◎	○
2	△	△	○	○	○	◎	◎	◎	◎
3	Х	Х	Х	○	○	○	○	○	○
4	Х	△	○	△	○	○	◎	○	○
5	Х	Х	Х	○	○	○	◎	◎	◎

상기 표 4에 의하면, T6 내지 T9의 경우에는 피부 자극이 거의 없는 것으로 평가된 반면, T1 내지 T4의 경우에는 피부 자극이 발생하였다.

특히, T7 및 T8에서 가장 우수한 평가를 받았다.

3. 탈취 효과 실험

한국생활환경시험연구원에서 KS M 0062:2004 시험방법을 이용하여 본 발명의 혼합성상의 무기분말 분산액(T1 내지 T9)의 탈취 효과를 알아보았다. 구체적으로 5ℓ의 쳄버(chamber) 안에 상기 혼합성상의 무기분말 분산액(T1 내지 T9)의 광촉매코팅 시편과 일정량의 암모니아를 주입한 다음, 시간의 경과에 따른 잔류 암모니아의 농도를 분석하여 탈취율을 산출하였다.

실험에 사용된 조건은 하기와 같다.

	T1	T2	T3	T4	T5	T6	T7	T8	T9
탈취율	60	65	69	74	80	88	97	94	89

(단위: %)

측정결과, 하기 표 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 혼합성상의 무기분말 분산액은 생활 악취의 주범인 암모니아를 초기농도에 대하여 60∼90%이상 제거하여 탈취효과를 나타냄을 확인할 수 있었다.

특히, T7 및 T8에서 90%이상 제거하여 탁월한 탈취효과를 나타냄을 확인하였다.

[실험예 2: 천연 추출물을 포함하는 무기분말에 대한 효과 실험]

1. 항균 효과 실험

상기 T7에 상기 MX1 내지 MX6의 복합 추출물을 흡착시키고, 이를 정제수에 분산하여 각 혼합물의 항균 효과를 실험하였다. 시험방법은 상기 혼합성상의 무기분말 분산액에 대한 항균 효과 실험와 동일하게 진행하였고, 그 결과는 혼합성상의 무기분말 분산액(T7)에 대한 상대적인 효과로 비교하여 하기의 표 6에 나타내었다.

상기 T7과 비교한 항균 효과를 위해 T7를 지수 5로 놓고, MX1 내지 MX6의 항균 효과를 지수 1 내지 10으로 평가하였다. 지수가 클수록 항균 효과가 우수함을 의미한다고 할 것이다.

	T7	MX1	MX2	MX3	MX4	MX5	MX6
항균력	5	5	6	7	8	10	7

(단위: 지수)

상기 혼합성상의 무기분말 분산액(T7)에 대한 항균력 비교에 따르면, MX4 및 MX5에서 우수한 평가를 나타낸 것으로 확인되었다.

이는 상기 혼합성상의 무기분말 분산액만 사용하는 경우와 비교하여, 천연 복합 추출물로 사용 시, 각 성분간의 복합 작용에 의해 항균 효과가 우수함을 의미한다고 할 것이다.

2. 피부 자극 발생 실험

상기 T7에 상기 MX1 내지 MX6의 복합 추출물을 흡착시키고, 이를 정제수에 분산하여 각 혼합물의 피부 자극 발생 정도를 실험하였다. 시험방법은 상기 혼합성상의 무기분말 분산액에 대한 피부 자극 발생 실험과 동일하게 진행하였고, 그 결과는 혼합성상의 무기분말 분산액(T7)에 대한 상대적인 효과로 비교하여 하기의 표 7에 나타내었다.

상기 T7과 비교한 피부 자극 발생을 위해 T7를 지수 5로 놓고, MX1 내지 MX6의 피부 자극 발생 정도를 지수 1 내지 10으로 평가하였다. 지수가 클수록 피부 자극 발생이 적음을 의미한다고 할 것이다.

	T7	MX1	MX2	MX3	MX4	MX5	MX6
피부 자극 발생 정도	5	5	6	6	7	8	6

(단위: 지수)

상기 혼합성상의 무기분말 분산액(T7)에 대한 피부 자극 발생 비교에 따르면, MX4 및 MX5에서 우수한 평가를 나타낸 것으로 확인되었다.

이는 상기 혼합성상의 무기분말 분산액만 사용하는 경우와 비교하여, 천연 복합 추출물로 사용 시, 각 성분간의 복합 작용에 의해 피부 발생 정도가 적음을 의미한다고 할 것이다.

3. 탈취 효과 실험

상기 T7에 상기 MX1 내지 MX6의 복합 추출물을 흡착시키고, 이를 정제수에 분산하여 각 혼합물의 탈취 효과를 실험하였다. 시험방법은 상기 혼합성상의 무기분말 분산액에 대한 탈취 효과 실험과 동일하게 진행하였고, 그 결과는 혼합성상의 무기분말 분산액(T7)에 대한 상대적인 효과로 비교하여 하기의 표 8에 나타내었다.

상기 T7과 비교한 피부 자극 발생을 위해 T7를 지수 5로 놓고, MX1 내지 MX6의 탈취 효과를 지수 1 내지 10으로 평가하였다. 지수가 클수록 탈취 효과가 우수함을 의미한다고 할 것이다

	T7	MX1	MX2	MX3	MX4	MX5	MX6
탈취율	5	5	6	7	8	9	7

(단위: 지수)

측정결과, 하기 표 5에 나타낸 바와 같이, 상기 혼합성상의 무기분말 분산액(T7)에 대한 탈취 효과 비교에 따르면, MX4 및 MX5에서 우수한 평가를 나타낸 것으로 확인되었다.

이는 상기 혼합성상의 무기분말 분산액만 사용하는 경우와 비교하여, 천연 복합 추출물로 사용 시, 각 성분간의 복합 작용에 의해 탈취 효과가 우수함을 의미한다고 할 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 교정 알림 시스템에 있어서, 자세 각도는 사용자의 둔부에서부터 상체 코어를 지나는 가상의 직선이 등받이와 이루는 각도이고, 기준 범위는 제 1 기준각도를 초과하고 제 2 기준각도 미만이도록 제 1 기준각도 및 제 2 기준각도 상호 간 미리 정해진 이격 각도를 유지하도록 설정된 것이며, 제어부는 사용자가 의자(500)에 앉은 상태에서 미리 정해진 기준 시간 동안 자세 각도가 제 1 기준각도를 기준으로 제 1 오차범위 내의 제 1 갱신각도를 초과하고 제 2 기준각도를 기준으로 제 2 오차범위 내의 제 2 갱신각도 미만이며, 제 1 갱신각도 및 제 2 갱신각도 상호 간 회전각도가 이격 각도 보다 작다면, 이격 각도를 회전각도로 갱신하고, 기준 범위를 제 1 갱신각도를 초과하고 제 2 갱신각도 미만인 범위로 갱신할 수 있다. 상기 제 1 오차범위, 제 2 오차범위, 제 1 갱신각도 및 제 2 갱신각도는 미리 정해진 값일 수 있다.

도 3을 참조하면, 자세 각도(60)는 사용자의 자세를 평가하기 위한 각도로써, 상기 자세 각도(60)가 기준 범위 내에 포함되는지 여부에 따라 자세가 불량한지 아닌지 여부에 해당되는 자세 불량도를 판정할 수 있다.

상기 가상의 직선은 미리 설정된 사용자의 둔부에 대응되는 둔부지점(46) 및 상체 코어에 대응되는 코어지점(45)을 지나도록 형성된 직선일 수 있다.

본 명세서에서 각도는 등받이( 혹은 등받이의 중심부를 지나는 가상의 선 )로부터 벌어진 정도를 의미할 수 있다. 즉, 도 4의 (a)를 참고하면 각도는 등받이(31) 또는 등받이(31)의 중심을 지나는 가상의 직선(31-1)으로부터 임의의 가상의 변(37)까지 벌어진 정도를 나타낼 수 있다. 따라서, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 제 1 기준각도(61)보다 제 2 기준각도(62)다 더 큰 값일 수 있다. ( 즉, 등받이(31)로부터 제 1 기준각도(61)에 대응되는 가상의 변(38)까지의 벌어진 정도에 비하여 등받이(31)로부터 제 2 기준각도(62)에 대응되는 가상의 변(39)까지의 벌어진 정도가 더 클 수 있다. ) 따라서, 사용자의 둔부에서부터 상체(53)의 코어를 지나는 가상의 직선(50)이 상기 도 4의 (b)와 같이 제 1 기준각도(61)에 대응되는 가상의 변(38)과 제 2 기준각도(62)에 대응되는 가상의 변(39) 사이에 위치해야 상기 기준 범위에 포함된 것으로 해석될 수 있다.

또한, 상기 기준 범위는 제 1 기준각도 및 제 2 기준각도 상호 간 미리 정해진 이격 각도를 유지하도록 설정되어 있다. 다시 말하면, 제 1 기준각도(61)에 대응되는 가상의 변(38)과 제 2 기준각도(62)에 대응되는 가상의 변(39) 간 벌어진 정도는 미리 정해진 정도를 유지하도록 설정되어 있을 수 있다.

즉, 제어부(300)는 기준 범위 및 이격 각도를 상기와 같이 갱신하도록 하여 사용자가 상기 기준 시간 동안 바른 자세를 유지하고 있는 것으로 판단되면 해당 자세를 지속적으로 유지할 수 있도록 하기 위하여 자세 판단의 기준이 되는 기준 범위 및 이격 각도를 변경할 수 있다.

상기 제어부(300)는 미리 생성된 분석모델을 이용하여 이슈 발생 여부를 판단할 수 있다. 분석모델은 갱신 추이와 자세 각도(60)에 대한 변화 추이와의 관계에 대하여 딥러닝 알고리즘에 기초하여 학습된 결과에 따라 생성될 수 있다. 즉, 딥러닝 알고리즘을 이용하여 사용자의 자세 변화에 대응되는 기준 범위 및 이격 각도의 갱신 추이를 고려하여 자세 변화도를 도출함으로써 사용자에게 제공할 수 있다. 다시 말하면, 일 개시에 따른 자세 변화도는 자세 불량 여부의 기준이 되는 기준 범위와 상기 기준 범위 간 이격 각도가 변화되는 갱신 추이와 사용자의 자세 각도(60)에 대한 변화 추이의 관계로부터 사용자의 자세 변화 정도를 나타내기 위한 것일 수 있다.

분석모델은 딥러닝 알고리즘에 따라 미리 학습된 결과에 따라 생성된 것으로, 상기 딥러닝 알고리즘에는 CNN(Convolutional Neural Network)이 포함될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 분석모델은 상기 CNN 외에도 RNN(Recurrent Neural Network)와 결합되어 학습된 결과에 따라 생성될 수도 있다. 이하에서는 CNN 기반 학습 결과에 따라 형성된 분석모델을 기준으로 설명한다. 먼저, CNN에 대하여 간략히 설명하면 CNN은 입력데이터(주로, 시각적 이미지)를 분석하기 위해 사용되는 인공신경망의 한 종류일 수 있고 특징추출계층에서 입력데이터로부터의 특징이 추출되고, 분류계층에서 추출된 특징에 기초하여 입력데이터가 어떤 클래스에 해당되는지 분류될 수 있다. 상기 특징추출계층에는 적어도 하나 이상의 콘볼루션 레이어(convolutional layer) 및 풀링 레이어(pooling layer)가 포함될 수 있고, 상기 분류계층은 하나의 히든 레이어(hidden layer)가 포함된 풀리 커넥티드 레이어(fully connected layer)일 수 있다. 콘볼루션 레이어는 콘볼루션(convolution) 연산을 통해 객체의 특징을 나타내는 특징 맵을 생성하는 필터에 해당될 수 있다. 풀링 레이어에서는 콘볼루션 레이어의 출력 데이터의 크기를 줄이거나 특정 데이터를 강조하는 풀링연산이 수행될 수 있다. 상기 풀링 레이어에는 맥스풀링 레이어(max pooling layer) 및 평균풀링 레이어(average pooling layer)가 포함될 수 있다. 풀리 커넥티드 레이어(fully connected layer)는 추출된 특징정보에 기초하여 입력데이터의 분류를 위한 분류기(classifier)에 해당될 수 있다.

일 개시에 따른 통신부(200)는 웨어러블 디바이스, 외부 서버 등 타 디바이스와 유선 또는 무선 통신 채널의 수립 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신부(200)는 독립적으로 운영되는 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 제어부를 포함할 수 있다. 상기 통신부(200)는 무선 통신 모듈( Ex. 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈 ) 또는 유선 통신 모듈( Ex. LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈 )을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 교정 알림 시스템은 사용자가 착용함으로써 제어신호의 생성이 가능한 웨어러블 디바이스와 연동될 수 있다. 즉, 웨어러블 디바이스를 통해서 생성된 제어신호를 이용하여 에어튜브의 팽창 및 수축 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 웨어러블 디바이스를 통해 입력된 제어신호에 따라 복수개의 에어튜브들 중 일부 에어튜브만이 팽창 및 수축하도록 제어할 수 있다. 뿐만 아니라, 사용자는 웨어러블 디바이스를 통한 제어신호를 이용하여 팽창 및 수축의 시간도 조절할 수 있다.

일 개시에 의하여 웨어러블 디바이스(700)는 한 쌍의 장갑 형태로 제작될 수 있다. 일 개시에 의하여 웨어러블 디바이스(700)는 사용자가 손에 착용함으로써 입력을 수행하는 장치일 수 있다. 일 개시에 의하여 웨어러블 디바이스(700)는 사용자의 손 동작을 센서를 통해 인식하고, 손 동작이 의미하는 제어신호를 무선 통신장치(719)를 이용하여 자세 교정 알림 시스템(10)으로 전송할 수 있다.

일 개시에 의하여, 웨어러블 디바이스(700)는 감압 센서(701)로부터 획득한 제 1 센싱 데이터로부터 에어튜브의 동작 제어를 위한 제어신호를 판단하고, 플렉스 센서(711)로부터 획득한 제 2 센싱 데이터로부터 상기 제어신호가 발생한 손가락(20)의 위치를 검증하고, 통신장치(719)를 통해 출력신호를 자세 교정 알림 시스템(10)으로 전송할 수 있다.

일 개시에 의하여, 웨어러블 디바이스(700)와 자세 교정 알림 시스템(10)은 누가 호스트 또는 액세스 포인트 역할을 하느냐에 따라, 마스터 단말기와 슬레이브 단말기로 구분될 수 있다. 다시 말해, 페어링을 위해 식별자 즉, SSID(Service Set Identifier)를 생성하고 페어링을 수락하는 단말기가 마스터가 되고, 이러한 마스터 단말기에게 페어링을 요청하는 단말기가 슬레이브가 된다. 또한, 단말기는 마스터가 될 수도 있고 슬레이브가 될 수도 있다. 또한, 단말기는 이러한 페어링 기능을 수행하는 어플리케이션을 온라인 마켓에서 다운로드하여 설치할 수 있다. 또한, 단말기는 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing) 서비스를 제공하는 클라우드 서버로부터 어플리케이션을 제공받아 이용할 수 있다.

일 개시에 의하여, 웨어러블 디바이스(700)는 적어도 두 종류 이상의 센서를 이용하여 사용자의 손동작을 인식할 수 있다. 보다 구체적으로 웨어러블 디바이스(700)는 감압 센서(701) 및 플렉스센서(711)를 이용하여 사용자의 손동작을 인식하고 인식한 손동작으로부터 사용자의 제어신호를 자세 교정 알림 시스템(10)으로 전송할 수 있다.

일 개시에 의하여 감압 센서(701)는 사용자의 모든 손가락(20) 말단부 위치에 대응하도록 설치될 수 있으며, 사용자가 제어신호를 입력하였는지 여부를 판단할 수 있다. 웨어러블 디바이스(700)는 기 정해진 임계값 이상의 압력이 입력되는 경우, 사용자가 제어신호를 입력하였다고 판단하고, 사용자에 의하여 입력된 신호를 제어신호로 결정할 수 있다.

일 개시에 의하여 플렉스센서(711)는 사용자의 손가락(20) 첫째마디부터 셋째마디에 대응되도록 설치될 수 있다. 일 개시에 의하여, 플렉스센서(711)는 사용자 손가락(20)의 구부름 정도를 측정하기 위하여 사용자의 손가락(20)의 구부림 정도에 따라 변화되는 저항값으로부터 손가락(20)의 구부림 정보를 측정할 수 있다. 플렉스 센서(711)는 플렉서블(flexible)소자로 이루어질 수 있으며, 헤드 소켓의 단자에 탈착 가능하게 부착되는 구부림 저항 측정 소자를 포함할 수 있다. 이러한 따라서, 플렉스센서(711)는 장갑형태의 웨어러블 디바이스(700)에서 용이하게 교체가능하다. 즉, 플렉스센서(711)을 이용하여 손가락(20)의 구부러짐 정도를 측정함에 따라 기 정해진 임계치 이상으로 손가락(20)이 구부러진 경우에 제어신호로 확정되도록 검증하기 위한 신호가 상기 플렉스센서(711)로부터 발생될 수 있다.

일 개시에 의하여, 웨어러블 디바이스(700)는 감압 센서로부터 획득한 제 1 센싱 데이터가 임계값 이상에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다. 일 개시에 의하여, 제 1 센싱 데이터는 웨어러블 디바이스(700)에서 감압 센서를 통해 인식한 압력신호를 나타낸다. 예를 들어, 사용자가 웨어러블 디바이스(700)를 장착한 상태에서 평평한 바닥면에 압력을 가하는 경우, 감압 센서에서 가해진 압력의 크기가 임계값 이상에 해당하는 경우, 상기 입력값을 제 1 센싱 데이터로 결정할 수 있다. 일 개시에 의하여, 웨어러블 디바이스(700)는 제 1 센싱 데이터의 값이 임계값 이하에 해당하는 경우, 제어신호를 입력하기 위한 데이터가 아닌 에러값으로 판단함으로써 불필요한 입력을 분석하기 위한 에너지를 줄일 수 있다.

일 개시에 의하여, 웨어러블 디바이스(700)는 감압 센서로부터 입력받은 압력을 소정의 임계값과 비교하고, 그 비교 결과에 따라 상기 입력 레벨을 선택하여 인식할 수 있다. 일 개시에 의한 임계값은 사용자에 의하여 미리 설정된 값일 수 있다. 또한, 일 개시에 의한 임계값은 사용자의 프로파일에 기초하여 사용자 맞춤형으로 설정된 압력값일 수 있다. 즉, 상기 압력의 수치에 따라 상기 제어신호의 지속시간으로 결정될 수 있다.

일 개시에 의하여, 웨어러블 디바이스(700)는 임계값 이상의 압력이 입력되기 시작한 시점을 특정 시점으로 설정되거나 또는 특정 시간 구간으로 설정할 수 있으며, 인식 시간에 입력된 상기 압력에 따라 상기 입력 레벨을 선택하는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서 인식 시간은 감압 센서로부터 소정의 크기 이상의 압력이 입력되기 시작한 시점을 기준으로 하여 50ms 내지 150ms의 시간으로 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

일 개시에 의하여, 웨어러블 디바이스(700)는 플렉스 센서로부터 획득한 제 2 센싱 데이터로부터 제어신호를 검증할 수 있다. 일 개시에 의하여, 웨어러블 디바이스(700)는 제 1 센싱 데이터를 획득한 소정 손가락(20)을 기준으로, 소정 손가락(20)에 미리 설정된 예비 출력값을 결정할 수 있다.

일 개시에 의하여, 웨어러블 디바이스(700)는 제 2 센싱 데이터로부터 제어신호를 입력하기 위한 해당 손가락(20)의 구부러짐 정도를 산출함으로써, 상기 제어신호가 자세 교정 알림 시스템(10)의 연주를 위한 것인지 아니면 해당 손가락(20)이 아닌 다른 손가락(20)의 동작에 따라 자연스럽게 움직인 것인지 여부가 결정될 수 있다.

일 개시에 의하여, 웨어러블 디바이스(700)는 통신장치(719)를 이용하여 출력 값을 자세 교정 알림 시스템(10)으로 전송할 수 있다. 일 개시에 의하여 통신장치(719)는 무선 또는 유선 통신이 가능한 모듈을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 통신장치(719)는 근거리 무선 통신장치을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 근거리 무선 통신 방식에는 NFC 방식, 블루투스, 와이파이, 지그비, 바코드 인식 방식, QR 코드 인식 방식 등과 같은 다양한 방식이 있을 수 있다.

일 개시에 의하여 웨어러블 디바이스(700)는 장갑형태로 제작되어 사용자의 손에 장착될 수 있다. 또한, 웨어러블 디바이스(700)는 폴리아미드 수지 조성물로 이루어질 수 있다.

여기서, 폴리아미드 수지 조성물은, 식물성 오일과 알코올을 반응시켜 제조되며, 화학식 1에 의하여 표시되는 에폭시계 에스테르 화합물 15 내지 25 중량%, 프탈레이트계 에스테르 화합물, 테레프탈레이트계 에스테르 화합물, 프탈레이트계 및 테레프탈레이트계 에스테르 혼합물 및 트리멜리테이트계 에스테르 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 에스테르 화합물 20 내지 25 중량%, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리프로필렌(PP), 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPM), 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체(EPDM), 에틸렌-부텐 공중합체, 에틸렌-옥텐 공중합체, 에틸렌-부타디엔 공중합체 중에서 선택된 1종 이상의 올레핀계 고무 중합체 5 내지 10% 중량%, 상대점도(25℃)가 2.0 내지 2.8cP이고, 수평균분자량이 20,000 내지 200,000g/mol인 폴리 아미드 30 내지 50 중량%, 공액 디엔 고무, 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물을 포함하는 비닐 방향족 화합물-비닐시안 화합물 공중합체 5 내지 15 중량%를 포함하는 폴리아미드 수지 조성물로 이루어진 것을 특징으로 한다.

[화학식 1]

(상기 R4는 (C8-C20)에폭시알킬이고, R5는 (C1-C10)알킬 또는

이고, 상기 Rx 및 Ry는 각각 독립적으로 수소, (C1-C5)알킬 또는 이며, 상기 알킬은 (C1-C5)알킬 또는 이 더 치환될 수 있고, 상기 R41 및 R42는 각각 독립적으로 (C8-C20)에폭시알킬이며, 상기 n은 1 내지 3에서 선택되는 정수임).

또한, 상기 웨어러블 디바이스(700)은, 상기 사용자 손가락의 동작으로 인해 발생하는 입력신호의 인식률을 높이기 위하여 코팅층을 포함할 수 있다.

상기 코팅층은 보다 구체적으로 대전방지층으로, 정전기 발생을 방지하여, 먼지의 부착을 방지할 수 있고, 먼지와 같은 불순물을 방지하여, 입력신호의 인식률을 높일 수 있다. 또한, 폴리아미드 수지 조성물과의 접착력이 우수하여 코팅층의 부착력이 우수하다.

상기 대전방지층은 하기 화학식 2로 표시되는 폴리실록산; 전도성 필러 및 그라파이트를 포함할 수 있다:

[화학식 2]

여기서,

m은 1 내지 100의 정수이며,

p는 3 내지 10의 정수이며,

R1 내지 R3는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 히드록시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되며,

상기 치한된 알킬렌기, 치환된 아릴렌기, 치환된 알킬기 및 치환된 아릴기는 수소, 중수소, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 히드록시기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 1 내지 20개의 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, 탄소수 6 내지 30의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 탄소수 1 내지 30의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아르알킬아미노기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되며, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하다.

보다 바림직하게는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있다:

[화학식 3]

여기서, m 및 p는 상기 화학식 2에서 정의한 바와 같다.

상기 전도성 필러는 실리카, 알루미나 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나 바람직하게는 알루미나지만 상기 예시에 국한되지 않는다. 상기 전도성 필러의 입자 직경은 30 내지 50㎛이지만, 상기 예시에 국한되지 않는다. 상기 전도성 필러는 전기 전도성을 나타낼 수 있다.

상기 그라파이트는 소량 포함되어, 대전방지층 내의 대전 방지 효과를 지속적으로 유지시킬 수 있다. 그라파이트는 고가의 전도성 필러인 점을 고려할 때, 본 발명 내의 대전방지층에는 소량 포함되어, 지속적인 대전방지 효과를 유지할 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 대전방지층은 상기 화학식 2로 표시되는 폴리실록산; 전도성 필러 및 그라파이트를 포함하여, 대전방지 효과를 나타낼 수 있다. 상기 폴리실록산은 친수성 부분과 소수성 부분으로 구별된다. 친수성 부분은 비공유 전자쌍을 포함하는 산소 원자에 의해, 물 분자와 수소 결합이 가능하다. 반면, 알킬기는 소수성기로 작용한다. 따라서, 친수성 부분이 대전방지층의 표면으로 위치하게 되고, 소수성 부분이 그 반대로 위치하게 되어, 반영구적인 대전방지 효과를 나타낼 수 있다.

상기 대전방지층을 형성하기 위한, 대전방지 조성물은 보다 구체적으로 상기 화학식 2로 표시되는 폴리실록산; 전도성 필러, 그라파이트 및 유기용매를 혼합하여 제조할 수 있다.

상기 유기 용매는 에탄올, 메탄올, 부탄올, 헥세인, 프로페인, 톨루엔, 페놀 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

상기 대전방지 조성물은 유기용매 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 2로 표시되는 폴리실록산 40 내지 80 중량부, 전도성 필러 30 내지 50 중량부 및 그라파이트 5 내지 10 중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 각 구성 성분의 상호 작용에 의한 대전 방지 상승효과로 임계적 의의가 있는 정도의 상승효과가 발현되며, 상기 범위를 벗어나는 경우 상승효과가 급격히 저하되거나 거의 없게 된다.

보다 바람직하게, 상기 대전방지 조성물의 점도는 1,200 내지 1,500cP이며, 상기 점도가 1,200cP 미만인 경우에는 일면에 코팅 시 흘러내려 대전방지층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있고, 1,500cP를 초과하는 경우에는 균일한 대전방지층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있다.

[제조예: 코팅층의 제조]

1. 코팅 조성물의 제조

톨루엔 및 페놀을 1:1의 중량비로 혼합한 유기 용매에 하기 화학식 3으로 표시되는 폴리실록산, 전도성 필러 및 그라파이트를 혼합하여, 대전방지 조성물을 제조하였다:

[화학식 3]

여기서, m은 10 내지 30의 정수이며, p는 3 내지 5의 정수이다.

상기 대전방지 조성물의 보다 구체적인 조성은 하기 표 9와 같다.

	DY1	DY2	DY3	DY4	DY5	DY6
유기용매	100	100	100	100	100	100
폴리실록산	20	30	40	60	80	100
알루미나	10	20	30	40	50	60
그라파이트	1	3	5	7	10	15

(단위 중량부)상기 알루미나는 입자 직경이 30 내지 50㎛이다.

2. 보호층의 제조

폴리아미드 수지를 이용하여 제조한 기재층의 일면에 상기 HS 1 내지 HS 6의 대전방지 조성물을 도포 후, 열 경화시켜 대전방지층을 형성하였다.

[실험예: 대전방지 효과 실험]

1. 점도 측정

폴리아미드 기재층의 일면에 대전방지층을 형성하기 전에, 대전방지 조성물의 점도를 측정하였다. 점도 측정은 레오미터(Rheometer, Compac-100, Sun Sci. Co., Japan)를 이용하였다. 점도 측정 결과는 하기 표 10과 같다.

	DY1	DY2	DY3	DY4	DY5	DY6
점도(cP)	620	800	1010	1400	1950	2400

2. 표면 전기 저항 측정

폴리아미드 기재층의 일면에 DY 1 내지 DY 6의 대전방지층이 형성된 보호층에 대해, Resistance Meter SIMCO 저항기 ST-4(25℃, 상대습도 50%)를 이용하여 표면전기저항을 측정하였다.

비교예로, 대전방지층이 형성되지 않은 폴리아미드 기재층에 대한 표면전기저항도 함께 측정하였다.

	비교예	DY1	DY2	DY3	DY4	DY5	DY6
표면전기저항 (Ω/cm²)	7.4×10¹¹ 내지 1.6×10¹²	6.4×10⁹ 내지 1.4×10¹⁰	1.4×10⁹ 내지 1.6×10¹⁰	7.2×10⁸ 내지 6.1×10⁹	4.4×10⁷ 내지 2.1×10⁸	6.5×10⁷ 내지 4.5×10⁸	5.8×10⁸ 내지 7.8×10⁸

상기 표 11에 따르면, 대전방지층이 형성되지 않은 비교예에 비해, DY 1 내지 DY 6의 표면전기저항이 낮으므로, 전기전도도가 우수하여, 우수한 대전방지효과를 나타냄을 확인할 수 있다.

3. 표면 외관에 대한 평가

대전방지 조성물의 점도 차이로 인해, 코팅층을 제조한 이후, 균일한 표면이 형성되었는지 여부에 대해 관능 평가를 진행하였다. 균일한 코팅층을 형성하였는지 여부에 대한 평가를 진행하였고, 하기와 같은 기준에 의해 평가를 진행하였다.

○: 균일한 코팅층 형성

×: 불균일한 코팅층의 형성

	DY1	DY2	DY3	DY4	DY5	DY6
관능 평가	×	×	○	○	○	×

표 12에 따르면, 코팅층을 형성할 때, 일정 점도 미만인 경우에는 폴리아미드의 표면에서 흐름이 발생하여, 균일한 코팅층의 형성이 어려운 경우가 다수 발생하였다. 이에 따라, 생산 수율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 점도가 너무 높은 경우에도, 조성물의 균일 도포가 어려워 균일한 코팅층의 형성이 불가하였다.

일 개시에 의하여 웨어러블 디바이스(700)는 사용자의 열 손가락(20) 각각의 말단부에 대응되도록 설치된 10개의 감압 센서(701)를 포함할 수 있다. 일 개시에 의하여 10개의 감압 센서(701)는 손가락(20) 각각에 대응하는 고유의 식별정보를 포함할 수 있다. 따라서, 웨어러블 디바이스(700)는 임계값 이상의 압력이 센싱되는 경우, 신호가 센싱된 손가락(20)을 판단함으로써 예비 출력값을 결정할 수 있다.

일 개시에 의하여, 플렉스 센서(711)는 사용자 손가락(20)의 구부러짐 정도를 측정하기 위하여 사용자의 손가락(20) 첫째마디부터 셋째마디에 대응되도록 설치될 수 있다. 일 개시에 의하여 플렉스 센서(711)는 사용자 손가락(20)의 움직임의 편의성을 위하여 플렉스 센서(711)의 양끝 부분과 중간 부분만 장갑에 부착될 수 있다.

일 개시에 의하여, 제어장치(715)는 감압센서(701), 자이로센서(703) 및 플렉스센서(711)에서 인식한 사용자 입력신호의 오차율을 줄이기 위하여 히스테리시스(Hysteresis) 파라미터 범위를 20% 미만으로 설정할 수 있다. 인식 시간은 감압 센서부로부터 소정의 크기 이상의 상기 압력이 입력되기 시작한 시점을 기준으로 하여 50ms 내지 150ms의 시간으로 설정되는 것이 바람직하다. 그리고 보다 바람직하게는 70ms 내지 110ms의 시간으로 설정되는 것이 바람직하다. 여기서, 50ms 보다 작거나 150ms 보다 큰 시간을 인식 시간으로 설정하면, 웨어러블 디바이스(700)에 가해지는 입력에 따라 가해진 압력의 크기를 올바르게 측정할 수 없음을 확인할 수 있다.

인식 시간은 감압 센서(701)로부터 소정의 크기 이상의 상기 압력이 입력되기 시작한 시점으로부터 소정의 시간 동안, 상기 압력이 최대값을 가지는 시간을 기준으로 설정될 수도 있다. 바람직하게는 상기 압력이 최대값을 가지는 시간이 인식 시간이 될 수 있다.

여기서 웨어러블 디바이스(700)는 고정된 인식 시간을 설정하지 않고 입력되는 압력의 크기의 변화를 분석하여, 압력이 최대값을 가지는 시점에서의 압력의 크기를 기준으로 입력 레벨을 선택할 수 있다. 이와 같이 최대 압력값을 이용하는 경우 보다 정확하게 사용자가 의도한 압력의 크기를 인식하고 그에 따라 입력 레벨을 결정할 수 있는 효과가 있다.

이를 위하여 웨어러블 디바이스(700)는 시간의 흐름에 따라 감압 센서(701)로부터 입력되는 압력의 크기를 시간 별로 저장하고, 저장된 압력들 중에서 가장 큰 압력을 이용하여 입력 레벨을 결정할 수 있다.

다만 이와 같이 최대값을 이용하는 경우 최대값 식별을 위하여 메모리가 소요되고 신호 처리를 위한 전력이 소모될 수 있으므로, 전력을 절약하기 위하여 상술한 바 미리 설정된 인식 시간을 사용할 수 있다. 이와 같이 미리 설정된 인식 시간을 사용하는 경우 해당 인식 시간에서 입력된 압력만을 이용하여 입력 레벨을 결정할 수 있으므로 신호 처리에 소모되는 전력을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

다른 실시예에 의하여 웨어러블 디바이스(700)는 입력 레벨의 인식을 위하여 사용자 별로 가장 적합한 임계치를 사용자의 입력에 따라 설정할 수 있다.

일 개시에 의하여, 임계치는 웨어러블 디바이스(700)에 의하여 구동되는 설정 프로그램에 의하여 사용자에게 제시되는 복수개의 값들 중에서 사용자의 선택 입력에 따라 선택되어 설정될 수도 있다. 예를 들어 설정 프로그램의 설계자는 각 나이, 성별, 신체적 조건을 가지는 사용자들에 대하여 웨어러블 디바이스(700)에 대한 입력 시 가하는 힘의 정도를 측정하는 실험 결과 통계에 따라, 내어 각 나이, 성별, 신체적 조건을 가지는 사용자에게 가장 적합한 임계치 값을 결정하고, 그에 따라 설정 프로그램에서 사용자의 나이, 성별, 신체적 조건에 따른 사용자 프로파일 별 임계치 값을 설정할 수 있다. 예를 들면 웨어러블 디바이스(700)에 의하여 구동되는 설정 프로그램에서는 각 사용자 프로파일 별로 임계치 값이 미리 설정되고, 사용자 프로파일에 대한 사용자의 선택 입력을 수신하여 선택된 프로파일에 대하여 미리 설정된 임계치 값을 이용할 수 있는 것이다. 예를 들어 설정 프로그램이 나이와 연령 대 별 사용자 프로파일에 대응하는 임계치 값을 미리 저장하고 있고, 사용자가 여자, 20대의 사용자 프로파일을 선택하면, 웨어러블 디바이스(700)는 여자, 20대의 사용자 프로파일에 대하여 미리 설정된 임계치 값(제1 임계치 : 0.5N, 제2 임계치 3N)을 이용할 수 있는 것이다.

또는 임계치는 웨어러블 디바이스(700)가 각 사용자의 터치 입력에 따라 발생한 압력을 이용하는 방식으로 설정될 수도 있다. 여기서 웨어러블 디바이스(700)는 감압 센서(701)로부터 입력받은 압력을 이용하여 상기 입력 레벨을 선택하기 위하여 비교 기준이 되는 소정의 임계치를 설정할 수 있다.

웨어러블 디바이스(700)는 센서부, 배터리 및 메모리장치(712)를 포함할 수 있다.

일 개시에 의하여 센서부는 감압센서, 플렉스센서를 포함한 다양한 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서부는 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.

일 개시에 의하여 배터리는 웨어러블 디바이스(700)의 기능을 수행하는데 필요한 전원을 공급하는 배터리(battery)를 포함하며, 예시적으로 리튬 폴리머 배터리를 포함할 수 있다.

또한, 웨어러블 디바이스(700)는 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리장치(712) 및 메모리장치(712)에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 제어장치(715)를 포함할 수 있다.

일 개시에 의하여 제어장치(715)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램)를 구동하여 제어장치(715)에 연결된 웨어러블 디바이스(700)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 제어장치(715)는 다른 구성요소( Ex. 통신 모듈(719) )로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어장치(715)는 메인 프로세서(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서는 메인 프로세서와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.

일 개시에 의하여 제어장치(715)는 웨어러블 디바이스(700)에 설치된 10개의 감압 센서 각각에 대하여 적어도 하나의 예비 출력값을 매핑하고, 입력신호의 위치가 명확하기 않다고 판단되는 경우, 입력신호를 획득한 감압 센서에 매핑된 적어도 하나의 예비 출력값을 자세 교정 알림 시스템(10)으로 전송하고, 적어도 하나의 예비 출력값 중 어느 하나를 선택하는 사용자 입력에 기초하여 출력 신호를 결정할 수 있다.

일 개시에 의하여, 메모리장치(712)는 제어장치(715)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 본 발명의 장치로 입력되거나 또는 장치에서 출력되는 데이터를 저장할 수도 있다. 메모리장치(712)에 저장된 프로그램들은 그 기능에 따라 복수 개의 모듈들로 분류할 수 있는데, 여기서, 복수 개의 모듈들은 하드웨어가 아닌 소프트웨어로서, 기능적으로 동작하는 모듈이다.

메모리장치(712)에 저장된 프로그램들은 그 기능에 따라 복수 개의 모듈들로 분류할 수 있는데, 여기서, 복수 개의 모듈들은 하드웨어가 아닌 소프트웨어로서, 기능적으로 동작하는 모듈을 의미할 수 있다.

바람직하게는 본 발명의 자세 교정 알림 시스템(10)은 사용자의 집중도를 판단하기 위한 스마트 펜과 연동될 수 있다.

일 개시에 따른 스마트 펜은 바디부, 상기 바디부 내부에 마련되어 책상 상단면에 대한 상기 바디부의 기울기 데이터를 측정하기 위한 기울기측정부, 상기 기울기 데이터의 변화에 기초하여 집중도를 판정하는 제어유닛을 포함할 수 있다.

일 개시에 따른 스마트 펜은 사용자에 의해서 파지되어 사용자의 노트 혹은 태블릿과 같은 사용자 단말에 필기가 가능한 펜일 수 있다. 즉, 상기 스마트 펜은 잉크를 통해 종이 등에 필기가 가능한 기구는 물론 태블릿 PC에 필기를 통해 데이터 입력이 가능한 디지털 펜일 수도 있다.

일 개시에 따른 집중도는 사용자가 스마트 펜을 파지하여 필기 등에 사용함에 따라 발생되는 스마트 펜의 기울기 데이터가 변화되는 정도를 나타낼 수 있다.

본 발명의 자세 교정 알림 시스템(10)의 제어부(300)는 상기 스마트 펜의 제어유닛으로부터 판정된 집중도와 자세 각도(60)와의 관계를 딥러닝 알고리즘을 이용하여 학습시킬 수 있고, 상기 학습 결과에 따라 생성된 예측모델을 이용하여 사용자의 집중도로부터 자세 각도(60)를 예측할 수 있다.

일 개시에 따른 제어부(300)는 상기 예측모델을 이용하여 예측된 예측 자세 각도(60)를 이용하여 사용자에게 자세가 불량으로 판별되기 전에 사전알림을 생성하여 사용자 단말로 송신할 수 있다. 즉, 예측모델을 이용하여 사용자의 스마트 펜을 사용함에 따라 측정된 기울기 데이터에 기초한 집중도로부터 사용자의 예측 자세 각도를 예측할 수 있고, 상기 예측된 예측 자세 각도를 이용하여 사용자의 자세가 불량이 될 시기를 예측할 수 있다. 이에 따라 예측된 상기 시기보다 소정의 시간 이전에 상기 사용자 단말로 사전알림을 송신함으로써 자세 불량을 사전에 예방할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예로써, 전술한 자세 교정 알림 시스템의 제어부의 제어 프로세스를 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체가 제공될 수 있다.

즉, 전술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터 판독 가능 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 본 발명의 다양한 방법들을 수행하기 위한 실행 가능한 컴퓨터 프로그램이나 코드를 기록하는 기록 매체는, 반송파(carrier waves)나 신호들과 같이 일시적인 대상들은 포함하는 것으로 이해되지는 않아야 한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, DVD 등)와 같은 저장 매체를 포함할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. 즉, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 자세 교정 알림 시스템
100: 센서부
200: 통신부
300: 제어부
400: 메모리
500: 의자

Claims

자세 교정 알림 시스템에 있어서,
기체의 유입 또는 유출에 따라 팽창하거나 수축하도록 형성된 복수개의 에어튜브들을 포함하는 등받이가 구비된 의자;
상기 의자에 앉은 사용자의 신체 일부에 대한 모션 데이터를 감지하기 위한 센서부;
제어부; 및
상기 제어부에 의해 실행 가능한 명령어들을 저장하는 메모리를 포함하고,
상기 제어부는 상기 명령어들을 실행함으로써
상기 감지된 모션 데이터를 분석하여 상기 사용자의 자세 각도를 산출하고,
상기 산출된 자세 각도가 기 설정된 기준 범위 내에 포함되는지 여부에 따른 자세 불량도 및 상기 자세 불량도에 기초하여 교정이 필요한 사용자의 신체 부위에 대한 위치 정보를 포함하는 교정 정보를 생성하며,
상기 교정 정보를 기초로 상기 복수개의 에어튜브들 중 적어도 어느 하나의 에어튜브가 돌출하도록 팽창시키는,
자세 교정 알림 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 복수개의 에어튜브들은 상기 등받이의 일 면에 격자 형태로 배치되어 사용자의 상체 후면 방향으로 돌출 가능하도록 형성된 것인,
자세 교정 알림 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 자세 각도는 상기 사용자의 둔부에서부터 상체 코어를 지나는 가상의 직선이 상기 등받이와 이루는 각도이고,
상기 기준 범위는 제 1 기준각도를 초과하고 제 2 기준각도 미만이도록 상기 제 1 기준각도 및 제 2 기준각도 상호 간 미리 정해진 이격 각도를 유지하도록 설정된 것이며,
상기 제어부는 상기 사용자가 상기 의자에 앉은 상태에서 미리 정해진 기준 시간 동안 상기 자세 각도가 상기 제 1 기준각도를 기준으로 제 1 오차범위 내의 제 1 갱신각도를 초과하고 상기 제 2 기준각도를 기준으로 제 2 오차범위 내의 제 2 갱신각도 미만이며, 상기 제 1 갱신각도 및 제 2 갱신각도 상호 간 회전각도가 상기 이격 각도 보다 작다면, 상기 이격 각도를 상기 회전각도로 갱신하고, 상기 기준 범위를 제 1 갱신각도를 초과하고 상기 제 2 갱신각도 미만인 범위로 갱신하는 것인,
자세 교정 알림 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 기준 범위 및 이격 각도의 갱신 추이와 상기 자세 각도에 대한 변화 추이의 상관 관계에 대하여 딥러닝 알고리즘을 이용한 학습에 따라 생성된 분석모델을 이용하여 분석한 결과에 따라 상기 사용자의 자세 변화도를 도출하는,
자세 교정 알림 시스템.