KR20220089862A - Respiration training system and apparatus for measuring respiration included therein - Google Patents

Respiration training system and apparatus for measuring respiration included therein Download PDF

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KR20220089862A KR1020200180474A KR20200180474A KR20220089862A KR 20220089862 A KR20220089862 A KR 20220089862A KR 1020200180474 A KR1020200180474 A KR 1020200180474A KR 20200180474 A KR20200180474 A KR 20200180474A KR 20220089862 A KR20220089862 A KR 20220089862A
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Abstract

본 발명은 사용자에게 호흡훈련 컨텐츠를 제공하는 호흡훈련 시스템에 관한 것이다. 상기 호흡훈련 시스템은, 상기 호흡훈련 컨텐츠를 표시하는 디스플레이장치, 상기 사용자의 호흡이 인가되는 유로부의 내부압력에 대한 호흡정보, 및 상기 유로부의 위치변화에 대한 위치변화정보를 측정하는 호흡측정장치 및 상기 측정 데이터를 수신하고, 상기 측정 데이터를 기초로 상기 호흡훈련 컨텐츠의 동작을 제어하는 제어장치를 포함하되, 상기 제어장치는, 상기 위치변화정보를 기초로, 상기 호흡훈련 컨텐츠 내에 포함된 포인터의 위치를 변경하고, 상기 호흡정보를 기초로, 상기 포인터에 대한 입력을 수행하는 것을 포함한다.The present invention relates to a breathing training system that provides breathing training contents to a user. The respiratory training system, a display device for displaying the breathing training content, respiration information for the internal pressure of the flow passage to which the user's respiration is applied, and a respiration measurement device for measuring the position change information for the change in the position of the flow passage and Receiving the measurement data, including a control device for controlling the operation of the breathing training content based on the measurement data, the control device, based on the position change information, of the pointer included in the breathing training content Changing the location, based on the respiration information, includes performing an input to the pointer.

Description

호흡훈련 시스템 및 이에 포함되는 호흡측정장치{Respiration training system and apparatus for measuring respiration included therein}Respiration training system and respiration measuring device included therein {Respiration training system and apparatus for measuring respiration included therein}

본 발명은 호흡측정장치와 연계되어 호흡측정장치에서 측정된 호흡정보 및 위치변화정보를 기초로 호흡훈련 컨텐츠의 동작을 제어하고, 사용자에게 맞춤형 호흡훈련 컨텐츠를 제공하는 호흡훈련 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a breathing training system that controls the operation of breathing training contents based on the respiration information and position change information measured by the respiration measurement device in connection with the respiration measurement device, and provides customized respiration training contents to the user.

산업의 발전과 더불어 공장이나 자동차 등으로부터 배출되는 공해 물질, 중금속을 함유한 황사나 미세먼지 등으로 인하여 호흡기 질환 또는 호흡기능 저하를 겪고 있는 사람의 수가 매년 증가하고 있다. 이에 따라, 호흡 정확도 및 호흡 지속시간 등을 훈련하여 호흡능력을 향상시키는 호흡훈련에 대한 관심이 늘어나고 있다.With the development of industry, the number of people suffering from respiratory diseases or respiratory failure due to pollutants discharged from factories or automobiles, yellow dust or fine dust containing heavy metals, etc. is increasing every year. Accordingly, interest in breathing training that improves breathing ability by training breathing accuracy and breathing duration is increasing.

종래의 호흡훈련기구 중 하나는, 훈련기의 본체 내부에 세 개의 공이 움직일 수 있게 삽입되어 있고, 사용자가 입으로 훈련기의 본체 내부에 공기를 불어넣어 공을 위로 들어 올리는 것으로 구성되어 있다. 그러나 이러한 호흡훈련은 단순 호흡만을 반복하게 함으로써, 사용자들이 호흡훈련 과정에서 집중력 또는 흥미를 잃어 지속적인 훈련 성과를 기대하기는 어려운 문제가 있었다.One of the conventional breathing training apparatus, three balls are movably inserted into the body of the trainer, and the user blows air into the body of the trainer by mouth to lift the ball upward. However, since this breathing training repeats only simple breathing, it is difficult for users to lose concentration or interest in the breathing training process and expect continuous training results.

또한, 일률적으로 설정된 호흡 훈련 프로그램을 이용하는 경우, 호흡기능에 대한 개선효과를 얻기 어려운 문제가 있었으며, 사용자의 호흡능력에 따른 맞춤형 호흡훈련 컨텐츠에 대한 니즈가 존재하였다.In addition, when using a uniformly set breathing training program, there was a problem in that it was difficult to obtain an improvement effect on the breathing function, and there was a need for customized breathing training contents according to the breathing ability of the user.

본 발명의 목적은, 호흡측정장치를 이용하여 사용자의 호흡 및 위치변화를 측정하여, 호흡정보 및 위치변화정보를 기초로 호흡훈련 컨텐츠의 동작을 제어할 수 있는 호흡훈련 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a breathing training system that can measure the user's respiration and position change using a respiration measurement device, and control the operation of the breathing training contents based on the respiration information and the position change information.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 호흡측정장치를 통해 측정된 사용자의 호흡정보를 분석하고, 호흡정보의 분석결과를 이용하여 사용자별 목표값, 증감단위, 또는 개선 가능범위를 산출하여, 이를 기초로 사용자에게 맞춤 호흡훈련 컨텐츠를 추천할 수 있는 호흡훈련 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to analyze the user's respiration information measured through the respiration measurement device, and calculate a target value for each user, an increase/decrease unit, or a possible improvement range by using the analysis result of the respiration information, based on this It is to provide a breathing training system that can recommend customized breathing training contents to users.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 미리 학습된 딥러닝 모듈을 이용하여 사용자의 예상 개선율을 도출하고, 이를 기초로 사용자에 대한 최적의 호흡훈련 컨텐츠를 추천할 수 있는 호흡훈련 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a breathing training system capable of deriving the expected improvement rate of the user using the deep learning module learned in advance, and recommending the optimal breathing training contents for the user based on this. .

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned may be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the appended claims.

본 발명의 몇몇 실시예에 따른 호흡훈련 시스템은, 호흡훈련 컨텐츠를 표시하는 디스플레이장치, 상기 사용자의 호흡이 인가되는 유로부의 내부압력에 대한 호흡정보, 및 상기 유로부의 위치변화에 대한 위치변화정보를 측정하는 호흡측정장치, 및 상기 측정 데이터를 수신하고, 상기 측정 데이터를 기초로 상기 호흡훈련 컨텐츠의 동작을 제어하는 제어장치를 포함하되, 상기 제어장치는, 상기 위치변화정보를 기초로, 상기 호흡훈련 컨텐츠 내에 포함된 포인터의 위치를 변경하고, 상기 호흡정보를 기초로, 상기 포인터에 대한 입력을 수행하는 것을 포함한다.Respiratory training system according to some embodiments of the present invention, a display device for displaying breathing training contents, respiration information about the internal pressure of the flow passage to which the user's respiration is applied, and position change information for the position change of the flow passage portion Respiratory measurement device for measuring, and receiving the measurement data, including a control device for controlling the operation of the breathing training content based on the measurement data, the control device, based on the position change information, the respiration Changing the position of the pointer included in the training content, based on the respiration information, includes performing an input to the pointer.

또한, 상기 제어장치는, 상기 호흡정보를 기초로, 사용자의 호기 또는 흡기를 판단하고, 상기 호흡정보가 호기로 판단된 경우, 상기 포인터에 대해 제1 입력을 수행하고, 상기 호흡정보가 흡기로 판단된 경우, 상기 포인터에 대해 상기 제1 입력과 다른 제2 입력을 수행할 수 있다.In addition, the control device, based on the respiration information, determines the user's exhalation or inspiration, and when the respiration information is determined to be exhalation, performs a first input with respect to the pointer, and the respiration information is If it is determined, a second input different from the first input may be performed with respect to the pointer.

또한, 상기 제1 입력은, 상기 포인터에 대한 좌클릭 입력에 대응되고, 상기 제2 입력은, 상기 포인터에 대한 우클릭 입력에 대응될 수 있다.Also, the first input may correspond to a left-click input with respect to the pointer, and the second input may correspond to a right-click input with respect to the pointer.

또한, 상기 제1 입력은, 상기 호흡훈련 컨텐츠 내에서 상기 포인터가 지시하는 캐릭터 또는 아이템에 대한 선택입력에 대응되고, 상기 제2 입력은, 선택된 상기 캐릭터 또는 상기 아이템에 대한 미리 정해진 동작에 대한 수행입력에 대응될 수 있다.In addition, the first input corresponds to a selection input for a character or an item indicated by the pointer in the breathing training content, and the second input corresponds to a predetermined operation for the selected character or item. may correspond to the input.

또한, 상기 제어장치는, 상기 호흡정보를 기초로, 상기 사용자의 호흡 정확도, 호흡 지속시간, 또는 호흡 반응패턴을 분석하고, 상기 분석의 결과를 기초로, 상기 사용자의 호흡시간 또는 호흡압력에 대한 평균값을 도출하고, 상기 도출된 평균값를 기초로, 상기 사용자의 호흡시간 또는 호흡압력에 대한 목표값 또는 증감단위를 산출하고, 상기 목표값 및 증감단위를 기초로, 최적 호흡훈련 컨텐츠를 선정할 수 있다.In addition, the control device, based on the respiration information, analyzes the user's respiration accuracy, respiration duration, or respiration response pattern, and based on the result of the analysis, the respiration time or respiration pressure of the user An average value is derived, and based on the derived average value, a target value or an increase/decrease unit for the user's breathing time or breathing pressure is calculated, and an optimal breathing training content can be selected based on the target value and the increase/decrease unit. .

또한, 상기 제어장치는, 상기 호흡훈련 컨텐츠를 수행하는 동안 상기 사용자의 호흡 정확도, 호흡 지속시간, 또는 호흡 반응패턴을 분석하고, 상기 분석의 결과를 기초로, 폐활량의 증감, 호흡 지속시간의 증감 또는 호흡압력의 증감에 대한 개선 가능범위를 산출하고, 상기 산출된 개선 가능범위를 기초로, 최적 호흡훈련 컨텐츠를 선정할 수 있다.In addition, the control device analyzes the user's respiration accuracy, respiration duration, or respiration response pattern while performing the respiration training content, and based on the results of the analysis, increase/decrease in lung capacity, increase/decrease in respiration duration Alternatively, it is possible to calculate the improvement possible range for the increase or decrease of the respiratory pressure, and select the optimal breathing training content based on the calculated improvement possible range.

또한, 상기 최적 호흡훈련 컨텐츠를 선정하는 것은, 상기 개선 가능범위를 기초로, 사용자의 훈련 레벨에 따른 예상 개선율을 산출하고, 상기 예상 개선율을 기초로, 상기 호흡훈련 컨텐츠의 종류 또는 레벨을 선정하는 것을 포함할 수 있다.In addition, selecting the optimal breathing training content, based on the improvement possible range, calculating an expected improvement rate according to the user's training level, and selecting the type or level of the breathing training content based on the expected improvement rate may include

또한, 상기 제어장치는, 미리 학습된 딥러닝 모듈을 이용하여 호흡훈련 컨텐츠의 예상 개선율을 산출하고, 산출된 상기 예상 개선율을 이용하여 최적 호흡훈련 컨텐츠를 선정하는 것을 포함하되, 상기 딥러닝 모듈은, 상기 사용자의 개인정보, 상기 호흡정보 및 컨텐츠 정보를 입력 노드로 하는 입력 레이어와, 상기 개선율을 출력 노드로 하는 출력 레이어와, 상기 입력 레이어와 상기 출력 레이어 사이에 배치되는 하나 이상의 히든 레이어를 포함하고, 상기 입력 노드와 상기 출력 노드 사이의 노드 및 에지의 가중치는 상기 딥러닝 모듈의 학습 과정에 의해 업데이트될 수 있다.In addition, the control device includes calculating the expected improvement rate of the breathing training content using the deep learning module learned in advance, and selecting the optimal breathing training content using the calculated expected improvement rate, the deep learning module , an input layer having the user's personal information, the respiration information, and content information as input nodes, an output layer having the improvement rate as an output node, and one or more hidden layers disposed between the input layer and the output layer and the weights of nodes and edges between the input node and the output node may be updated by a learning process of the deep learning module.

또한, 상기 호흡측정장치는, 상기 유로부의 양압 또는 음압을 측정하여 상기 호흡정보를 측정하는 압력센서부와, 상기 유로부의 위치변화를 감지하여 상기 위치변화정보를 측정하는 위치변화센서부와, 측정된 상기 호흡정보 및 상기 위치변화정보를 상기 제어장치에 전송하는 통신부을 포함할 수 있다.In addition, the respiration measurement device, a pressure sensor unit for measuring the respiration information by measuring the positive pressure or negative pressure of the flow passage, and a position change sensor unit for measuring the position change information by detecting a change in the position of the flow passage, and measurement It may include a communication unit for transmitting the respiration information and the position change information to the control device.

한편, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 호흡측정장치는, 내측에 관통홀이 형성된 하우징, 상기 하우징의 일측에 형성된 유로부, 상기 유로부의 일측에 형성되어, 사용자의 구강에 체결되는 개구부, 상기 유로부의 타측에 형성되며, 상기 개구부보다 좁은 직경으로 형성되는 토출부, 상기 유로부 내의 양압 또는 음압을 측정하는 압력센서부, 및 상기 하우징의 위치변화를 감지하는 위치변화센서부를 포함하는 센서모듈, 상기 유로부의 측부에 형성된 관통홀 및 상기 센서모듈을 연결하는 연결부, 및 상기 압력센서부에서 측정된 호흡정보 및 상기 위치변화센서에서 측정된 위치변화정보를 제어장치로 전달하는 통신부를 포함한다.On the other hand, the respiration measurement device according to some embodiments of the present invention, a housing having a through-hole formed therein, a flow passage formed on one side of the housing, an opening formed on one side of the flow passage portion, and fastened to the user's oral cavity, the flow passage A sensor module including a discharge part formed on the other side of the part and having a narrower diameter than the opening part, a pressure sensor part for measuring positive or negative pressure in the flow passage part, and a position change sensor part for detecting a change in the position of the housing, the A through-hole formed on the side of the flow path and a connection unit for connecting the sensor module, and a communication unit for transmitting the respiration information measured by the pressure sensor unit and the position change information measured by the position change sensor to the control device.

본 발명에 따른 호흡훈련 시스템은, 호흡측정장치를 착용한 사용자의 호흡 및 위치변화를 기초로, 호흡훈련 컨텐츠 내에서 제공되는 캐릭터 또는 아이템의 움직임을 조작함으로써, 사용자의 호흡훈련 컨텐츠에 대한 흥미도 및 집중도를 높일 수 있다. Respiratory training system according to the present invention, by manipulating the movement of a character or item provided in the breathing training content based on the change in the position and respiration of the user wearing the breathing apparatus, the user's interest in the breathing training content and concentration can be increased.

또한, 본 발명은, 종래에 다른 인터페이스를 통해 제어되던 컨텐츠를 호흡측정장치를 이용하여 제어할 수 있도록 함으로써, 컨텐츠의 호환성 및 범용성을 높일 수 있다. 이를 통해, 사용자는 다양한 컨텐츠를 이용하여 호흡훈련을 할 수 있어, 호흡훈련에 대한 접근성과 재미가 증가될 수 있다. In addition, the present invention, by allowing the control of the content that was conventionally controlled through another interface using a respiration measurement device, it is possible to increase the compatibility and versatility of the content. Through this, the user can perform breathing training using various contents, so that accessibility and fun of breathing training can be increased.

또한, 본 발명은, 호흡측정장치를 통해 측정된 사용자의 호흡정보를 분석하여 사용자별 목표값, 증감단위 또는 개선 가능범위를 산출하고, 이를 기초로 사용자에게 맞춤 호흡훈련 컨텐츠를 선정 및 제공함으로써, 사용자의 호흡훈련 효과를 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention, by analyzing the user's respiration information measured through the respiration measurement device to calculate a target value, increase/decrease unit or improvement possible range for each user, and select and provide customized breathing training content to the user based on this, It is possible to improve the breathing training effect of the user.

또한, 본 발명은, 미리 학습된 딥러닝 모듈을 이용하여 사용자의 예상 개선율을 도출하고, 이를 기초로 사용자에 대한 최적의 호흡훈련 컨텐츠를 추천함으로써, 사용자별 최적 호흡훈련 컨텐츠 선정에 대한 적중률을 높이고, 최적의 호흡훈련 컨텐츠의 선정에 필요한 시간과 리소스를 감소시킬 수 있다.In addition, the present invention derives the user's expected improvement rate using a pre-learned deep learning module, and recommends the optimal breathing training content for the user based on this, thereby increasing the hit rate for selecting the optimal breathing training content for each user , it is possible to reduce the time and resources required for selection of the optimal breathing training contents.

상술한 내용과 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.The specific effects of the present invention in addition to the above will be described together while explaining the specific details for carrying out the invention below.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 호흡훈련 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 도 1의 호흡훈련 시스템의 각 구성요소를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 3은 내지 도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 호흡측정장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 호흡훈련 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 호흡훈련 시스템에서 디스플레이장치를 초기 위치설정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 호흡훈련 시스템의 컨텐츠 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 호흡훈련 시스템의 컨텐츠 제어 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡훈련 시스템에서 최적 호흡훈련 컨텐츠를 선정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 호흡훈련 시스템에서 최적 호흡훈련 컨텐츠를 선정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡훈련 시스템에서 딥러닝 모듈을 이용하여 최적 호흡훈련 컨텐츠를 선정하는 방법을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 13은 도 12의 딥러닝 모듈의 구성을 도시한 도면이다.
1 is a conceptual diagram for explaining a breathing training system according to some embodiments of the present invention.
Figure 2 is a block diagram for explaining each component of the breathing training system of Figure 1.
3 to 5 is a view for explaining a breathing apparatus according to some embodiments of the present invention.
6 is a flowchart for explaining the operation method of the breathing training system according to some embodiments of the present invention.
7 is a view for explaining an initial positioning method of the display device in the breathing training system according to some embodiments of the present invention.
8 is a flowchart for explaining a content control method of the breathing training system according to some embodiments of the present invention.
9 is a view for explaining an example of the content control method of the breathing training system according to some embodiments of the present invention.
10 is a flowchart for explaining a method for selecting the optimal breathing training content in the breathing training system according to an embodiment of the present invention.
11 is a flowchart for explaining a method of selecting the optimal breathing training content in the breathing training system according to another embodiment of the present invention.
12 is a block diagram for explaining a method for selecting optimal breathing training content using a deep learning module in a breathing training system according to another embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating the configuration of the deep learning module of FIG. 12 .

본 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어나 단어는 일반적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니된다. 발명자가 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어나 단어의 개념을 정의할 수 있다는 원칙에 따라, 본 발명의 기술적 사상과 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명이 실현되는 하나의 실시예에 불과하고, 본 발명의 기술적 사상을 전부 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 및 응용 가능한 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to a general or dictionary meaning. In accordance with the principle that the inventor can define a term or concept of a word in order to best describe his/her invention, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. In addition, since the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one embodiment in which the present invention is realized, and do not represent all the technical spirit of the present invention, they can be substituted at the time of the present application. It should be understood that there may be various equivalents and modifications and applicable examples.

본 발명의 호흡훈련 시스템은 현재의 질병분류체계(DSM-V)상의 만성 폐쇄성 폐질환(COPD), 천식환자 및 호흡기 질환 환자에 적용하여 활용할 수 있으며, 본인의 신체능력정보를 알고자 하는 일반인, 자녀의 폐활량을 향상시키고 싶은 일반인이 활용할 수 있다.The respiratory training system of the present invention can be applied and utilized to chronic obstructive pulmonary disease (COPD), asthma patients, and respiratory disease patients in the current disease classification system (DSM-V), and the general public who wants to know their physical ability information; It can be used by the general public who want to improve the lung capacity of their children.

또한, 본 발명의 호흡훈련 시스템은 사용자의 질환정보, 연령정보, 성별정보, 국가정보, 지역정보 및 소프트웨어 활용정보 등 수집 가능한 모든 정보를 이용할 수 있다. 본 발명의 호흡훈련 시스템은, 수집된 정보를 빅데이터화함으로써, 질환, 연령, 훈련방법, 성별 및 특성별 예상 개선율에 대한 최적의 시나리오를 도출하거나, 관련 통계 및 주요 연관데이터를 도출하기 위한 인공지능 분석에 이용할 수 있다.In addition, the respiratory training system of the present invention can use all information that can be collected, such as the user's disease information, age information, gender information, country information, local information and software use information. The respiratory training system of the present invention is artificial intelligence for deriving the optimal scenario for the expected improvement rate for each disease, age, training method, gender and characteristic, or deriving related statistics and main related data by converting the collected information into big data. available for analysis.

이하에서는, 호흡측정장치에서 측정된 호흡정보 및 위치변화정보를 기초로 호흡훈련 컨텐츠의 동작을 제어하고, 사용자에게 최적의 호흡훈련 컨텐츠를 제공하기 위한 호흡훈련 시스템에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, a respiratory training system for controlling the operation of the breathing training contents based on the respiration information and the position change information measured by the respiration measuring device and providing the optimal respiration training contents to the user will be described in detail with reference to the drawings. to do it

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 호흡훈련 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram for explaining a breathing training system according to some embodiments of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 호흡훈련 시스템은, 제어장치(100), 호흡측정장치(200) 및 디스플레이장치(300)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the respiratory training system according to an embodiment of the present invention includes a control device 100 , a respiration measurement device 200 and a display device 300 .

제어장치(100)는 호흡측정장치(200)에서 측정된 사용자의 호흡정보 및 위치변화정보를 이용하여 호흡훈련 컨텐츠의 동작을 제어하고, 사용자에게 맞는 호흡훈련 컨텐츠를 선정 및 제공할 수 있다. 이때, 호흡측정장치(200)는 내부에 포함된 센서모듈(도 2의 210)을 기초로 사용자의 호흡정보 및 위치변화정보를 측정할 수 있다.The control device 100 may control the operation of the breathing training contents using the user's respiration information and position change information measured by the respiration measuring device 200, and select and provide breathing training contents suitable for the user. At this time, the respiration measurement device 200 may measure the user's respiration information and position change information based on the sensor module (210 of FIG. 2) included therein.

또한, 제어장치(100)는 사용자의 호흡정보, 위치변화정보 및 다양한 사용자로부터 수집한 빅데이터를 기초로 사용자에게 맞는 최적의 호흡훈련 컨텐츠를 선택하여 제공할 수 있다. In addition, the control device 100 may select and provide optimal breathing training content suitable for the user based on the user's breathing information, location change information, and big data collected from various users.

또한, 제어장치(100)는 사용자의 호흡정보, 위치변화정보 및 수집된 빅데이터를 기초로 학습된 머신러닝모듈을 이용하여, 사용자의 호흡능력을 최대로 개선시킬 수 있는 호흡훈련 컨텐츠를 선정하여 추천할 수 있다.In addition, the control device 100 uses a machine learning module learned based on the user's breathing information, location change information, and collected big data, by selecting breathing training content that can improve the user's breathing ability to the maximum. can recommend

예를 들어, 제어장치(100)는 사용자의 개인정보, 호흡정보 또는 컨텐츠 정보 등을 입력 파라미터로 입력받고, 호흡훈련 컨텐츠별 사용자의 예상 개선율을 출력 파라미터로 입력받아 머신러닝을 훈련시킬 수 있다. For example, the control device 100 may receive the user's personal information, respiration information, or content information as input parameters, and receive the expected improvement rate of the user for each breathing training content as an output parameter to train machine learning.

이어서, 제어장치(100)는 사용자의 개인정보, 호흡정보 및 컨텐츠 정보를 기초로, 사용자에게 제공 가능한 호흡훈련 컨텐츠의 후보군과 호흡능력의 증감 또는 예상 개선율을 산출하여, 후보군 중에서 가장 높은 예상 개선율을 나타내는 호흡훈련 컨텐츠를 최적 컨텐츠로 선정하여 사용자에게 제공할 수 있다.Then, the control device 100, based on the user's personal information, respiration information, and content information, calculates the candidate group of the breathing training contents that can be provided to the user and the increase/decrease or expected improvement rate of the breathing ability, the highest expected improvement rate among the candidate group It is possible to select the indicated breathing training content as the optimal content and provide it to the user.

제어장치(100)는 디스플레이장치(300)에 호흡훈련 컨텐츠를 제공할 수 있다. 여기에서, 호흡훈련 컨텐츠는 증강현실(AR) 또는 가상현실(VR)을 구현할 수 있는 컨텐츠를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 디스플레이장치(300)에서 제공하는 가상현실(VR) 컨텐츠 내의 캐릭터를 조정함으로써, 호흡훈련을 위한 미션(mission)을 수행할 수 있다.The control device 100 may provide breathing training content to the display device 300 . Here, the breathing training content may include content that can implement augmented reality (AR) or virtual reality (VR). For example, the user may perform a mission for breathing training by adjusting a character in virtual reality (VR) content provided by the display device 300 .

다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 종래에 다른 인터페이스(예를 들어, 마우스)를 이용하여 제어되는 컨텐츠도 호흡훈련 컨텐츠로 이용될 수 있다. 이때, 호흡측정장치(200)는 종래의 인터페이스를 대신하여 컨텐츠를 제어하는 동작을 수행할 수 있다. However, the present invention is not limited thereto, and content that is conventionally controlled using another interface (eg, a mouse) may be used as breathing training content. At this time, the respiration measurement device 200 may perform an operation to control the content in place of the conventional interface.

디스플레이장치(300)에 호흡훈련 컨텐츠가 제공되는 동안, 제어장치(100)는 호흡측정장치(200)에서 측정한 호흡정보 및 위치변화정보(이하, 측정 데이터)를 수신한다. 이때, 호흡측정장치(200)는 내부에 포함된 센서모듈(도 2의 210)을 이용하여 컨텐츠가 제공되는 동안 측정된 사용자의 호흡정보 및 위치변화정보를 실시간으로 제어장치(100)에 전달할 수 있다.While the breathing training content is provided to the display device 300, the control device 100 receives the respiration information and position change information (hereinafter, measured data) measured by the respiration measuring device 200 . At this time, the respiration measurement device 200 can transmit the user's respiration information and location change information measured while the content is provided using the sensor module (210 in FIG. 2) included therein to the control device 100 in real time. have.

이어서, 제어장치(100)는 측정 데이터를 기초로 호흡훈련 컨텐츠의 동작을 제어할 수 있다. 이때, 호흡훈련 컨텐츠의 동작이란, 컨텐츠 내부에서 수행되는 동작(예를 들어, 포인터의 이동 또는 캐릭터의 선택 등)을 포함할 수 있다.Then, the control device 100 may control the operation of the breathing training content based on the measurement data. In this case, the operation of the breathing training content may include an operation performed inside the content (eg, movement of a pointer or selection of a character, etc.).

구체적으로, 제어장치(100)는 호흡측정장치(200)에서 측정한 위치변화정보를 기초로 호흡훈련 컨텐츠 내에 표시된 포인터의 위치를 변경할 수 있다. Specifically, the control device 100 may change the position of the pointer displayed in the breathing training content based on the position change information measured by the respiration measurement device (200).

또한, 제어장치(100)는 호흡측정장치(200)에서 측정한 호흡정보에 대해 호기 또는 흡기여부를 판단할 수 있다. 제어장치(100)는 호기 또는 흡기여부에 따라 컨텐츠 내 포인터에 대해 제1 입력 또는 제1 입력과 다른 제2 입력을 수행할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 이하에서 후술하도록 한다.In addition, the control device 100 may determine whether exhalation or inspiration for the respiration information measured by the respiration measurement device (200). The control device 100 may perform a first input or a second input different from the first input with respect to the pointer in the content according to exhalation or inhalation. A detailed description thereof will be provided below.

이어서, 제어장치(100)는 동작이 제어된 호흡훈련 컨텐츠를 디스플레이장치(300)에 제공할 수 있다. 디스플레이장치(300)는 수신한 컨텐츠에 대한 동작 제어과정을 표시할 수 있다.Then, the control device 100 may provide the operation-controlled breathing training content to the display device (300). The display apparatus 300 may display an operation control process for the received content.

또한, 제어장치(100)는 수신한 호흡정보를 기초로 사용자의 호흡 정확도, 호흡 지속시간 또는 호흡 반응패턴을 분석할 수 있다. 제어장치(100)는 도출된 분석결과를 기초로 사용자의 호흡시간 및 호흡압력에 대한 목표값 또는 증감단위를 산출할 수 있다. 제어장치(100)는 산출된 목표값 또는 증감단위를 기초로 최적의 호흡훈련 컨텐츠를 선정할 수 있다.In addition, the control device 100 may analyze the user's respiration accuracy, respiration duration, or respiration response pattern based on the received respiration information. The control device 100 may calculate a target value or an increase/decrease unit for the user's respiration time and respiration pressure based on the derived analysis result. The control device 100 may select the optimal breathing training content based on the calculated target value or the increase/decrease unit.

또한, 제어장치(100)는 호흡훈련 컨텐츠가 제공되는 동안 수신한 호흡정보를 기초로 사용자의 호흡 정확도, 호흡 지속시간 또는 호흡 반응패턴을 분석할 수 있다. 제어장치(100)는 도출된 분석결과를 기초로 사용자의 폐활량, 호흡 지속시간 또는 호흡압력의 증감에 대한 개선 가능범위를 산출할 수 있다. 이어서, 제어장치(100)는 개선 가능범위를 기초로 산출한 예상 개선율을 이용하여 호흡훈련 컨텐츠의 종류 또는 레벨을 선정할 수 있다. 이어서, 제어장치(100)는 선정 결과를 호흡훈련 컨텐츠에 적용함으로써, 사용자에 맞춘 최적 호흡훈련 컨텐츠를 제공할 수 있다.In addition, the control device 100 may analyze the user's respiration accuracy, respiration duration or respiration response pattern based on the respiration information received while the respiration training content is provided. The control device 100 may calculate a possible improvement range for the increase/decrease in the user's lung capacity, respiration duration, or respiration pressure based on the derived analysis result. Then, the control device 100 may select the type or level of the breathing training content using the expected improvement rate calculated based on the improvement possible range. Then, the control device 100 may provide the optimal breathing training content tailored to the user by applying the selection result to the breathing training content.

이어서, 제어장치(100)는 선정된 최적 호흡훈련 컨텐츠를 디스플레이장치(300)에 제공할 수 있고, 디스플레이장치(300)는 수신한 컨텐츠를 표시할 수 있다.Then, the control device 100 may provide the selected optimal breathing training content to the display device 300, the display device 300 may display the received content.

이하에서는, 호흡훈련 시스템의 구체적인 구성에 대해 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the detailed configuration of the breathing training system will be described in detail.

도 2는 도 1의 호흡훈련 시스템의 각 구성요소를 설명하기 위한 블럭도이다.Figure 2 is a block diagram for explaining each component of the breathing training system of Figure 1.

도 2을 참조하면, 호흡훈련 시스템의 제어장치(100)는 호흡 진단부(110), 컨텐츠 제공부(120) 및 데이터베이스부(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the control apparatus 100 of the breathing training system may include a breathing diagnosis unit 110 , a content providing unit 120 , and a database unit 130 .

호흡 진단부(110)는 호흡측정장치(200)에서 수신한 호흡정보를 이용하여 호흡여부 및 호흡압력을 판단할 수 있고, 이를 기초로 호흡에 대한 사용자별 평균값, 목표값, 증감단위 또는 개선 가능범위를 산출할 수 있다.Respiratory diagnosis unit 110 can determine whether respiration and respiration pressure using the respiration information received from the respiration measurement device 200, based on this, the average value, target value, increase/decrease unit or improvement for each user for respiration is possible range can be calculated.

구체적으로, 호흡 진단부(110)는 호흡측정장치(200)에서 수신된 호흡정보를 기초로 사용자의 호흡에 대해 호기 또는 흡기 여부를 판단한다. 이때, 호흡 진단부(110)는 호흡측정장치(200)의 내부에 형성된 양압 또는 음압을 이용하여 사용자의 호기 또는 흡기를 판단할 수 있다. 예를 들어, 호흡측정장치(200)의 내부의 압력이 양압으로 측정된 경우, 호흡 진단부(110)는 사용자의 호흡을 호기로 판단할 수 있고, 음압이 측정된 경우, 사용자의 호흡을 흡기로 판단할 수 있다.Specifically, the respiration diagnosis unit 110 determines whether exhalation or inspiration for the user's respiration based on the respiration information received from the respiration measurement device 200 . At this time, the respiration diagnosis unit 110 may determine the user's exhalation or inspiration by using the positive or negative pressure formed inside the respiration measurement device (200). For example, when the internal pressure of the respiration measurement device 200 is measured as positive pressure, the respiration diagnosis unit 110 may determine the user's respiration as exhalation, and when the negative pressure is measured, the user's respiration is inhaled. can be judged as

또한, 호흡 진단부(110)는 호흡정보를 기초로 사용자의 호흡 정확도, 호흡 지속시간 및 호흡 반응패턴을 분석함으로써, 사용자별 호흡훈련 목표값, 증감단위 또는 개선 가능범위 중 적어도 하나를 추출할 수 있다.In addition, the respiration diagnosis unit 110 may extract at least one of a user-specific respiratory training target value, an increase/decrease unit, or a possible improvement range by analyzing the user's respiration accuracy, respiration duration, and respiration response pattern based on respiration information. have.

구체적으로, 호흡 진단부(110)는 사용자의 호흡정보를 분석하여 호흡시간 및 호흡압력에 대한 평균값을 도출할 수 있다. 호흡 진단부(110)는 도출된 평균값을 기초로 호흡시간 및 호흡압력에 대한 사용자의 목표값 및 증감단위를 산출할 수 있다.Specifically, the respiration diagnosis unit 110 may derive an average value for the respiration time and respiration pressure by analyzing the user's respiration information. The respiration diagnosis unit 110 may calculate a user's target value and an increase/decrease unit for respiration time and respiration pressure based on the derived average value.

또한, 호흡 진단부(110)는, 호흡훈련 컨텐츠가 제공되는 동안 수신한 호흡정보를 분석하여 폐활량, 호흡 지속시간 및 호흡압력의 증감에 대한 개선 가능범위를 산출할 수 있다. 제어장치(100)는 산출된 개선 가능범위를 기초로 사용자의 훈련 레벨 및 예상 개선율을 산출할 수 있다.In addition, the respiration diagnosis unit 110 may analyze the respiration information received while the respiration training content is provided, and calculate a possible improvement range for the increase/decrease in lung capacity, respiration duration, and respiration pressure. The control device 100 may calculate the user's training level and the expected improvement rate based on the calculated improvement possible range.

컨텐츠 제공부(120)는 산출된 목표값, 증감단위, 훈련레벨 또는 예상 개선율을 기초로, 사용자에게 가장 적합한 호흡훈련 컨텐츠를 선정하고, 해당 호흡훈련 컨텐츠를 디스플레이장치(300)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 컨텐츠 제공부(120)는 호흡 진단부(110)가 추출한 사용자의 훈련레벨 및 예상 개선율을 기초로, 사용자에게 제공되는 호흡훈련 컨텐츠의 종류 또는 레벨을 변경할 수 있다.The content providing unit 120 may select the most suitable breathing training content for the user based on the calculated target value, increase/decrease unit, training level or expected improvement rate, and provide the corresponding breathing training content to the display device 300 . . For example, the content providing unit 120 may change the type or level of the breathing training content provided to the user based on the user's training level and the expected improvement rate extracted by the respiration diagnosis unit 110 .

또한, 컨텐츠 제공부(120)는 사용자가 호흡훈련 컨텐츠를 수행하는 동안, 호흡측정장치(200)로부터 수신한 호흡정보 또는 위치변화정보를 기초로 컨텐츠의 동작을 제어할 수 있다.In addition, the content providing unit 120 may control the operation of the content based on the respiration information or position change information received from the respiration measurement device 200 while the user performs the breathing training content.

컨텐츠 제공부(120)는 호흡 진단부(110)에서 수신한 호기 또는 흡기 판단여부를 기초로, 컨텐츠 내 포인터에 대해 제1 입력 또는 제2 입력을 수행할 수 있다. The content providing unit 120 may perform a first input or a second input with respect to the pointer in the content based on whether the exhalation or inspiration determination received from the respiration diagnosis unit 110 is determined.

예를 들어, 호흡정보가 호기인 경우, 제어장치(100)는 포인터에 대해 제1 입력을 수행할 수 있고, 흡기인 경우, 포인터에 대해 제2 입력을 수행할 수 있다. 이때, 제1 입력은 포인터에 대한 좌클릭에 대응될 수 있고, 제2 입력은 포인터에 대한 우클릭에 대응될 수 있다. For example, when the respiration information is exhalation, the control device 100 may perform a first input to the pointer, and in the case of inspiration, may perform a second input to the pointer. In this case, the first input may correspond to a left click with respect to the pointer, and the second input may correspond to a right click with respect to the pointer.

더욱 구체적으로, 사용자의 호기를 인식한 경우, 컨텐츠 제공부(120)는 호흡훈련 컨텐츠 내에서 포인터가 지시하는 컨텐츠의 구성요소(예를 들어, 캐릭터 또는 아이템 등)를 선택하는 입력(즉, 선택입력)을 제공할 수 있다. 이어서, 사용자의 흡기를 인식한 경우, 컨텐츠 제공부(120)는 선택된 구성요소에 대한 미리 정해진 동작(예를 들어, 전진)을 수행하는 입력(즉, 수행입력)을 제공할 수 있다. 다만, 이는 본 발명의 하나의 예에 불과하고 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.More specifically, when recognizing the user's exhalation, the content providing unit 120 is an input (ie, selection) for selecting a component (eg, character or item, etc.) of the content indicated by the pointer in the breathing training content. input) can be provided. Next, when the user's intake is recognized, the content providing unit 120 may provide an input (ie, an execution input) for performing a predetermined operation (eg, forward) with respect to the selected component. However, this is only an example of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

또한, 컨텐츠 제공부(120)는 호흡측정장치(200)에서 수신한 위치변화정보를 기초로 호흡훈련 컨텐츠 내에 표시된 포인터의 위치를 변경할 수 있다. In addition, the content providing unit 120 may change the position of the pointer displayed in the breathing training content based on the position change information received from the respiration measurement device (200).

이어서, 컨텐츠 제공부(120)는 이러한 호흡훈련 컨텐츠의 동작수행 과정을 디스플레이장치(300)에 제공할 수 있다.Subsequently, the content providing unit 120 may provide the operation performing process of the breathing training content to the display device 300 .

데이터베이스부(130)는 사용자의 개인정보, 호흡정보, 위치변화정보 및 컨텐츠 정보 등을 저장 및 관리할 수 있다. 이때, 사용자의 개인정보는 사용자의 연령, 성별, 국가, 지역, 및 질환 등에 관한 정보를 포함할 수 있다. 전술한 컨텐츠 제공부(120)는 데이터베이스부(130)에 저장된 사용자의 개인정보 및 컨텐츠 정보를 종합적으로 분석하여 사용자에게 가장 맞는 호흡훈련 컨텐츠를 선정하여 제공할 수 있다.The database unit 130 may store and manage the user's personal information, respiration information, location change information, and content information. In this case, the user's personal information may include information about the user's age, gender, country, region, and disease. The above-described content providing unit 120 may comprehensively analyze the user's personal information and content information stored in the database unit 130 to select and provide the most suitable breathing training content for the user.

호흡훈련 컨텐츠를 수행하는 도중에 수집되는 정보에는 사용자의 고유 정보(ID), 사용자 병력, 현재 상태 정보, 호흡정보(호기 또는 흡기여부, 호흡시간 및 호흡압력), 위치변화정보, 훈련정보(게임화 컨텐츠 커리큘럼 생성 및 수행 정보) 등이 포함될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하고 본 발명에서 수집되는 정보들은 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.The information collected while performing the breathing training contents includes the user's unique information (ID), user medical history, current state information, respiration information (exhalation or inspiration, respiration time and respiration pressure), location change information, training information (gaming content curriculum creation and execution information), and the like. However, this is only an example, and the information collected in the present invention may be variously modified and implemented.

호흡측정장치(200)는 센서모듈(210), 통신부(220) 및 배터리부(230)를 포함할 수 있다.Respiratory measurement device 200 may include a sensor module 210, a communication unit 220 and a battery unit 230.

센서모듈(210)은 호흡측정장치(200)의 내부에 배치되며, 사용자의 호흡정보 및 위치변화정보를 측정할 수 있다. 센서모듈(210)은 압력센서부(211) 및 위치변화센서부(212)를 포함할 수 있다.The sensor module 210 is disposed inside the respiration measuring device 200, it is possible to measure the user's respiration information and location change information. The sensor module 210 may include a pressure sensor unit 211 and a position change sensor unit 212 .

압력센서부(211)는 호흡측정장치(200)의 내부압력을 측정할 수 있다. 구체적으로, 사용자가 숨을 내쉬는 경우(즉, 호기인 경우), 호흡측정장치(200)의 내부압력이 증가하여 압력센서부(211)에는 양압이 측정될 수 있다. 반대로, 사용자가 숨을 들이마쉬는 경우(즉, 흡기인 경우), 호흡측정장치(200)의 내부압력이 감소하여, 압력센서부(211)에는 음압을 측정될 수 있다.The pressure sensor unit 211 may measure the internal pressure of the respiration measurement device (200). Specifically, when the user exhales (ie, in the case of exhalation), the internal pressure of the respiration measuring device 200 increases, so the positive pressure can be measured in the pressure sensor unit 211 . Conversely, when the user breathes in (ie, in the case of inhalation), the internal pressure of the respiration measurement device 200 decreases, the pressure sensor unit 211 may measure the negative pressure.

제어장치(100)는 측정된 양압 또는 음압을 기초로 사용자의 호흡정보에 대해 호기 또는 흡기 여부를 판단하고, 이에 따른 입력(예를 들어, 포인터에 대한 입력)을 수행할 수 있다.The control device 100 may determine whether exhalation or inhalation with respect to the user's respiration information based on the measured positive or negative pressure, and may perform an input (eg, an input to a pointer) accordingly.

위치변화센서부(212)는 사용자가 호흡훈련 컨텐츠를 수행하는 동안에 변화하는 호흡측정장치(200)의 위치, 각도, 속도, 또는 가속도의 변화를 감지할 수 있다. The position change sensor unit 212 may detect a change in the position, angle, speed, or acceleration of the respiration measurement device 200 that changes while the user performs the breathing training content.

예를 들어, 위치변화센서부(212)는 9축 센서로 구성될 수 있으며, 이에 따라 사용자의 움직임에 대한 각 축(예를 들어, xyz좌표계에서 x축, y축, z축)에 대한 위치, 속도 및 가속도를 측정할 수 있다. 이에 따라, 위치변화센서부(212)는 호흡측정장치(200)의 토출부(203)가 지시하는 지점에 대한 위치, 속도, 및 가속도의 변화를 측정할 수 있다. For example, the position change sensor unit 212 may be configured as a 9-axis sensor, and accordingly, a position for each axis (eg, an x-axis, a y-axis, and a z-axis in the xyz coordinate system) for the user's movement. , velocity and acceleration can be measured. Accordingly, the position change sensor unit 212 can measure the change in position, speed, and acceleration for the point indicated by the discharge unit 203 of the respiration measurement device 200 .

위치변화센서부(212)에서 측정된 위치변화정보는 호흡훈련 컨텐츠 내에서 포인터의 위치를 변경하는데에 이용될 수 있다. 여기에서, 위치변화정보는 호흡측정장치(200)의 시간단위별 위치 및 각도에 대한 정보를 포함한다. 따라서, 통상의 장치는 위치변화정보를 기초로 호흡측정장치(200)의 각 축별 이동속도 및 가속도를 도출할 수 있음은 물론이다.The position change information measured by the position change sensor unit 212 may be used to change the position of the pointer within the breathing training content. Here, the position change information includes information about the position and angle for each time unit of the respiration measurement device (200). Therefore, a typical device can derive the movement speed and acceleration for each axis of the respiration measurement device 200 based on the position change information, of course.

다른 예로, 위치변화센서부(212)는 6축 센서로 구성될 수 있다. 6축 센서는 지자기 센서가 추가된 모델로, 이동 방향의 추적이 가능할 수 있다.As another example, the position change sensor unit 212 may be configured as a 6-axis sensor. The 6-axis sensor is a model with a geomagnetic sensor added, and it may be possible to track the direction of movement.

통신부(220)는 센서모듈(210)에서 측정된 호흡정보 및 위치변화정보를 제어장치(100)에 전송할 수 있다. 이때, 통신부는 블루투스 또는 와이파이를 이용하여 데이터를 송수신 할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The communication unit 220 may transmit the respiration information and the position change information measured by the sensor module 210 to the control device 100 . In this case, the communication unit may transmit/receive data using Bluetooth or Wi-Fi. However, the present invention is not limited thereto.

배터리부(230)는 센서모듈(210) 및 통신부(220)에 연결되어, 센서모듈(210) 및 통신부(220)에 전력을 제공할 수 있다. The battery unit 230 may be connected to the sensor module 210 and the communication unit 220 to provide power to the sensor module 210 and the communication unit 220 .

디스플레이장치(300)는 디스플레이부(310) 및 메모리부(320)를 포함할 수 있다. 디스플레이장치(300)는 제어장치(100)에서 수신된 호흡훈련 컨텐츠를 디스플레이부(310)에 표시할 수 있다. 이때, 컨텐츠 수행 과정에서 이용되는 컨텐츠에 관한 데이터는 메모리부(320)에 저장될 수 있다.The display device 300 may include a display unit 310 and a memory unit 320 . The display device 300 may display the breathing training content received from the control device 100 on the display unit 310 . In this case, data related to the content used in the content execution process may be stored in the memory unit 320 .

디스플레이장치(300)는 제어장치(100)로부터 동작이 제어된 호흡훈련 컨텐츠를 실시간으로 수신하여 디스플레이부(310)에 표시할 수 있으며, 메모리부(320)에 미리 저장된 컨텐츠에 제어장치(100)로부터 수신된 제어신호를 적용하여 컨텐츠의 동작을 표시할 수 있음은 물론이다.The display device 300 may receive the operation-controlled breathing training content from the control device 100 in real time and display it on the display unit 310 , and the control device 100 in the content stored in advance in the memory unit 320 . It goes without saying that the operation of the content can be displayed by applying the control signal received from the .

제어장치(100)에 연계되는 소프트웨어는 주로 호흡관련 기능성 게임으로 구현되는 비주얼 소프트웨어 기반의 인지훈련용 소프트웨어일 수 있다. 즉, 본 발명은 소프트웨어를 통하여 사용자의 호흡훈련을 진행할 수 있다. The software linked to the control device 100 may be software for cognitive training based on visual software mainly implemented as a breathing-related functional game. That is, the present invention can proceed with the breathing training of the user through the software.

다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제어장치(100)는 종래에 다른 인터페이스(예를 들어, 마우스)를 통해 제어되던 컨텐츠를 호흡측정장치(300)를 이용하여 제어할 수 있도록 할 수 있다. However, the present invention is not limited thereto, and the control device 100 can control content that was previously controlled through another interface (eg, a mouse) using the respiration measurement device 300 . .

이를 통해, 본 발명은, 컨텐츠의 호환성 및 범용성을 높일 수 있으며, 사용자는 다양한 컨텐츠를 이용하여 호흡훈련을 할 수 있어, 호흡훈련에 대한 접근성과 재미가 증가될 수 있다.Through this, the present invention can increase the compatibility and versatility of the contents, and the user can perform breathing training using various contents, so that accessibility and fun of breathing training can be increased.

이하에서는, 호흡훈련 시스템과 연계되는 호흡측정장치(200)의 구성에 대해 자세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the configuration of the respiration measurement device 200 associated with the respiratory training system will be described in detail.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 호흡측정장치를 설명하기 위한 도면이다. 여기에서, 도 3은 호흡측정장치의 외면을 나타내고, 도 4는 호흡측정장치의 내부 구성을 나타내고, 도 5는 호흡측정장치의 유로부와 이와 관련된 각 구성요소의 연결관계를 나타내는 도면이다. 3 to 5 is a view for explaining a respiration measurement device according to some embodiments of the present invention. Here, Figure 3 shows the outer surface of the respiration measurement device, Figure 4 shows the internal configuration of the respiration measurement device, Figure 5 is a view showing the connection relationship of each component related to the flow path portion of the respiration measurement device.

또한, 도 3의 <a1>은 호흡측정장치(200)의 평면도이고, <a2>는 호흡측정장치(200)의 좌측면도이고, <a3>은 호흡측정장치(200)의 정면도이고, <a4>는 호흡측정장치(200)의 우측면도이다.In addition, <a1> of FIG. 3 is a plan view of the respiration measuring device 200, <a2> is a left side view of the respiration measuring device 200, <a3> is a front view of the respiration measuring device 200, <a4 > is a right side view of the respiration measurement device (200).

도 3 내지 도 5를 참조하면, 호흡측정장치(200)는 유로부(201), 개구부(202), 토출부(203), 연결부(204), 하우징(205), 관통홀(206), 센서모듈(210), 통신부(220) 및 배터리부(230)를 포함한다.3 to 5, the respiration measurement device 200 is a flow path portion 201, an opening 202, a discharge portion 203, a connection portion 204, a housing 205, a through hole 206, a sensor It includes a module 210 , a communication unit 220 , and a battery unit 230 .

유로부(201)는 개구된 형태의 관 구조를 가질 수 있으며, 일측에서 주입된 공기를 타측으로 전달할 수 있다. 이때, 유로부의 일측과 타측의 직경은 상이하게 설정될 수 있다. 즉, 유로부(201)는 일측과 타측의 직경을 다르게 형성함으로써, 유로부(201) 내부에 형성되는 공기의 압력을 증폭시킬 수 있다.The flow path part 201 may have an open tube structure, and may transmit air injected from one side to the other side. In this case, the diameters of one side and the other side of the flow passage may be set to be different. That is, the flow path part 201 may have different diameters on one side and the other side, thereby amplifying the pressure of air formed inside the flow path part 201 .

예를 들어, 유로부(201)의 일측(즉, 개구부(202))의 직경은 타측(즉, 토출부(203))의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 유로부(201)의 일측과 타측의 직경비율은 2:1로 형성될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하고, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the diameter of one side (ie, the opening 202 ) of the flow path part 201 may be larger than the diameter of the other side (ie, the discharge part 203 ). More specifically, the diameter ratio of one side and the other side of the flow path part 201 may be 2:1. However, this is only an example, and the present invention is not limited thereto.

개구부(202)는 유로부(201)의 일측에 형성되고, 토출부(203)는 유로부(201)의 타측에 형성될 수 있다. 개구부(202) 및 토출부(203)는 사용자의 호흡에 따라 유로부(201)의 내측으로 공기를 전달할 수 있다. 개구부(202)는 구강체결부(202a)를 포함할 수 있다. 구강체결부(202a)는 개구부(202)의 일측에 결합될 수 있고, 사용자의 구강과 개구부(202)를 연결할 수 있다. 구강체결부(202a)는 개구부(202)와 교체가능하도록 형성되어, 개구부(202)와 결합 또는 분리될 수 있다.The opening 202 may be formed on one side of the flow path part 201 , and the discharge part 203 may be formed on the other side of the flow path part 201 . The opening 202 and the discharge unit 203 may deliver air to the inside of the flow path unit 201 according to the user's breathing. The opening 202 may include an oral fastening portion 202a. The oral fastening portion 202a may be coupled to one side of the opening 202 and may connect the user's oral cavity to the opening 202 . The oral fastening portion 202a is formed to be replaceable with the opening 202 , and may be coupled to or separated from the opening 202 .

참고로, 도 4 및 도 5에서 구강체결부(202a)와 체결되는 개구부(202)의 직경은 말단으로 갈수록 좁아지도록 도시되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 개구부(202) 및 구강체결부(202a)의 직경은 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 물론이다.For reference, in FIGS. 4 and 5, the diameter of the opening 202 fastened with the oral cavity fastening portion 202a is shown to be narrower toward the distal end, but the present invention is not limited thereto, and the opening 202 and the oral cavity fastening unit are not limited thereto. Of course, the diameter of the (202a) can be variously modified and implemented.

구체적으로, 사용자가 숨을 내쉬는 경우, 사용자의 날숨(bo)은 개구부(202)를 통해 유로부(201)로 전달될 수 있다. 이어서, 유로부(201) 내부에 형성된 양압이 형성되고, 유로부(201) 내부의 공기는 토출부(203)를 통해 외부로 토출될 수 있다.Specifically, when the user exhales, the user's exhalation (bo) may be transmitted to the flow passage 201 through the opening 202 . Subsequently, the positive pressure formed inside the flow path part 201 may be formed, and the air inside the flow path part 201 may be discharged to the outside through the discharge part 203 .

반면, 사용자가 숨을 들이쉬는 경우, 유로부(201) 내부에는 음압이 형성되고, 외부의 공기는 유로부(201)의 타측(즉, 토출부(203))으로 유입되어 유로부(201) 및 개구부(202)를 통해 사용자에게 전달될 수 있다.On the other hand, when the user inhales, a negative pressure is formed inside the flow passage 201 , and external air flows into the other side of the flow passage 201 (that is, the discharge portion 203 ) to the flow passage 201 . and through the opening 202 .

연결부(204)는 유로부(201)와 센서모듈(210)을 연결한다. 연결부(204)는 유로연결부(204a)와 센서연결부(204b)를 포함할 수 있다.The connection part 204 connects the flow path part 201 and the sensor module 210 . The connection part 204 may include a flow path connection part 204a and a sensor connection part 204b.

구체적으로 유로연결부(204a)는 유로부(201)에 돌출형성되어 센서연결부(204b)와 결합될 수 있다. 센서연결부(204b)의 일측은 유로연결부(204a)와 결합될 수 있고, 타측은 센서모듈(210)과 결합될 수 있다. 이에 따라, 센서모듈(210)은 유로부(201) 내부의 공기압력을 측정할 수 있다.Specifically, the flow path connection part 204a may be formed to protrude from the flow path part 201 to be coupled to the sensor connection part 204b. One side of the sensor connection part 204b may be coupled to the flow path connection part 204a , and the other side may be coupled to the sensor module 210 . Accordingly, the sensor module 210 may measure the air pressure inside the flow passage 201 .

하우징(205)은 유로부(201)의 일부와, 센서모듈(210), 통신부(220) 및 배터리부(230)을 포함하도록 형성될 수 있다. 이때, 유로부(201)의 개구부(202)와 토출구(203)는 외부로 노출되도록 형성될 수 있다.The housing 205 may be formed to include a part of the flow path unit 201 , the sensor module 210 , the communication unit 220 , and the battery unit 230 . In this case, the opening 202 and the discharge port 203 of the flow passage 201 may be formed to be exposed to the outside.

하우징(205)은 사용자가 손으로 파지하기 용이하도록 내측에 관통홀(206)을 구비할 수 있다. 예를 들어, 관통홀(206)은 삼각형 형상으로 하우징(205)의 내측에 형성될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하고 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The housing 205 may have a through hole 206 on the inside so that the user can easily grip it by hand. For example, the through hole 206 may be formed in a triangular shape inside the housing 205 . However, this is only an example and the present invention is not limited thereto.

센서모듈(210)은 연결부(204)를 통해 유로부(201)와 결합되며, 사용자의 호흡정보 및 유로부(201)의 위치변화정보를 측정할 수 있다.The sensor module 210 is coupled to the flow path unit 201 through the connection unit 204 , and may measure the user's respiration information and the position change information of the flow path unit 201 .

구체적으로, 사용자가 개구부(202)를 통해 호기 동작을 수행하는 경우, 직경이 상대적으로 큰 개구부(202)에서 직경이 상대적으로 작은 토출부(203)로 공기가 이동함으로써, 유로부(201)의 내부압력이 빠르게 증가할 수 있다. 유로부(201)의 내부압력에 비례하여, 유로부(201)의 일측에 연결된 연결부(204)의 내부압력이 증가할 수 있고, 센서모듈(210)은 유로부(201) 내부에 형성된 압력을 측정할 수 있다.Specifically, when the user performs an exhalation operation through the opening 202, air moves from the opening 202 having a relatively large diameter to the discharge unit 203 having a relatively small diameter. Internal pressure can increase rapidly. In proportion to the internal pressure of the flow path part 201 , the internal pressure of the connection part 204 connected to one side of the flow path part 201 may increase, and the sensor module 210 controls the pressure formed inside the flow path part 201 . can be measured

반대로, 사용자가 개구부(202)를 통해 흡기 동작을 수행하는 경우, 직경이 토출부(203)로 유입된 공기가 개구부(202)로 이동함으로써, 유로부(201)의 내부압력이 빠르게 감소할 수 있다. 이에 따라, 유로부(201)의 내부에는 음압이 형성될 수 있으며, 센서모듈(210)은 유로부(201) 내부의 음압을 측정할 수 있다.Conversely, when the user performs an intake operation through the opening 202, the air introduced into the discharge unit 203 with a diameter moves to the opening 202, so that the internal pressure of the flow path unit 201 can be rapidly reduced. have. Accordingly, a negative pressure may be formed inside the flow path 201 , and the sensor module 210 may measure the negative pressure inside the flow path 201 .

센서모듈(210)은 호흡측정장치(200)의 위치변화를 감지할 수 있다. 예를 들어, 센서모듈(210)의 내부에는 9축 센서가 장착되어, 호흡측정장치(200)의 이동에 대한 각속도와 가속도를 측정할 수 있다.The sensor module 210 may detect a change in the position of the respiration measurement device 200 . For example, a 9-axis sensor is mounted inside the sensor module 210, it is possible to measure the angular velocity and acceleration of the movement of the respiration measurement device (200).

통신부(220)는 센서모듈(210)과 연결될 수 있고, 센서모듈(210)에서 측정된 호흡정보 및 위치변화정보를 제어장치(100)에 전송할 수 있다. 이때, 통신부는 무선통신 프로토콜을 이용하여 데이터를 송수신 할 수 있다. The communication unit 220 may be connected to the sensor module 210 , and may transmit respiration information and position change information measured by the sensor module 210 to the control device 100 . In this case, the communication unit may transmit/receive data using a wireless communication protocol.

배터리부(230)는 센서모듈(210) 및 통신부(220)와 연결되어, 센서모듈(210) 및 통신부(220)에 전력을 제공할 수 있다. 이때, 배터리부(230)는 센서모듈(210) 및 통신부(220)와 개별적으로 연결되어 전력을 제공할 수 있다.The battery unit 230 may be connected to the sensor module 210 and the communication unit 220 to provide power to the sensor module 210 and the communication unit 220 . In this case, the battery unit 230 may be individually connected to the sensor module 210 and the communication unit 220 to provide power.

이하에서는, 본 발명의 호흡측정장치를 이용한 호흡훈련 시스템의 전반적인 동작 순서에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the overall operation sequence of the respiratory training system using the respiration measurement device of the present invention will be described.

도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 호흡훈련 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.6 is a flowchart for explaining the operation method of the breathing training system according to some embodiments of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 호흡훈련 시스템에서, 우선, 제어장치(100)와 호흡측정장치(200)는 상호 간에 페어링을 수행한다(S110). 이때, 호흡측정장치(200)와 제어장치(100)는 유무선으로 상호 간에 연결되어 데이터를 교환할 수 있다.Referring to Figure 6, in the respiratory training system of the present invention, first, the control device 100 and the respiration measurement device 200 performs pairing with each other (S110). At this time, the respiration measurement device 200 and the control device 100 may be connected to each other by wire or wireless to exchange data.

이어서, 호흡훈련 시스템은 호흡측정장치(200)를 이용하여 사용자의 기초 호흡데이터를 측정한다(S121). 여기에서, 기초 호흡데이터는 사용자가 호흡훈련 시스템을 처음 이용하는 경우 사용자의 호흡에 대해 수집되는 데이터로, 기준시간당 호흡 횟수, 또는 호흡압력 등을 포함할 수 있다.Next, the respiratory training system measures the user's basic respiration data using the respiration measurement device 200 (S121). Here, the basic respiration data is data collected for the user's respiration when the user uses the respiration training system for the first time, and may include the number of respirations per reference time, or respiration pressure.

이어서, 호흡측정장치(200)는 측정된 기초 호흡데이터를 제어장치(100)에 전달한다(S125). Subsequently, the respiration measurement device 200 transmits the measured basic respiration data to the control device 100 (S125).

이어서, 제어장치(100)는 기초 호흡데이터를 이용하여 사용자에게 알맞은 호흡훈련 컨텐츠(이하, 컨텐츠)를 선정한다(S129). 호흡훈련 컨텐츠를 선정하는 방법에 대한 구체적인 설명은 이하에서 후술하도록 한다.Then, the control device 100 selects the breathing training content (hereinafter, the content) suitable for the user using the basic breathing data (S129). A detailed description of how to select the breathing training content will be described later.

기초 호흡데이터를 이용하여 최적 컨텐츠를 선정하는 S121 단계 내지 S129 단계는 호흡훈련 시스템을 처음 이용하는 사용자에게 제공되는 단계일 수 있다. 따라서, 기존에 호흡훈련 시스템을 이용한 이력이 있는 사용자의 경우 생략되어 실시될 수 있음은 물론이다.Steps S121 to S129 of selecting the optimal content using the basic breathing data may be a step provided to a user who uses the breathing training system for the first time. Therefore, in the case of a user who has a history of using the existing breathing training system, it can be omitted and carried out, of course.

이어서, 제어장치(100)는 선정된 컨텐츠를 디스플레이장치(300)에 제공한다(S131). 디스플레이장치(300)는 수신한 컨텐츠를 표시한다(S132).Then, the control device 100 provides the selected content to the display device 300 (S131). The display device 300 displays the received content (S132).

이어서, 사용자가 컨텐츠를 수행하는 동안, 호흡측정장치(200)는 사용자의 호흡정보 및 위치변화정보를 측정한다(S133). 여기에서, 호흡측정장치(200)는 센서모듈에 포함된 압력센서부 및 위치변화센서부를 통해 호흡정보 및 위치변화정보를 측정할 수 있다. Then, while the user performs the content, the respiration measurement device 200 measures the user's respiration information and location change information (S133). Here, the respiration measurement device 200 may measure the respiration information and the position change information through the pressure sensor unit and the position change sensor unit included in the sensor module.

이어서, 호흡측정장치(200)는 측정된 데이터를 제어장치(100)에 전달한다(S134). 호흡측정장치(200)는 컨텐츠가 수행되는 동안 생성되는 모든 측정 데이터를 실시간으로 제어장치(100)에 전송할 수 있다.Then, the respiration measurement device 200 transmits the measured data to the control device 100 (S134). Respiratory measurement device 200 may transmit all measurement data generated while the content is performed to the control device 100 in real time.

이어서, 제어장치(100)는 수신한 측정 데이터를 기초로 컨텐츠의 동작을 제어한다(S135). Then, the control device 100 controls the operation of the content based on the received measurement data (S135).

이때, 제어장치(100)는 측정 데이터에 포함된 호흡정보를 기초로, 컨텐츠에서 표시되는 포인터가 지시하는 객체에 대한 입력을 수행할 수 있고, 위치변화정보를 기초로 포인터의 위치를 변경할 수 있다. At this time, the control device 100 may perform an input to the object indicated by the pointer displayed in the content based on the respiration information included in the measurement data, and may change the position of the pointer based on the position change information .

이어서, 제어장치(100)는 호흡측정장치(200)의 입력을 기초로 제어된 컨텐츠의 변화를 디스플레이장치(300)에 제공한다(S136).Then, the control device 100 provides a change in content controlled based on the input of the respiration measurement device 200 to the display device 300 (S136).

이어서, 디스플레이장치(300)는 컨텐츠의 동작 수행과정을 표시한다(S137).Then, the display apparatus 300 displays the operation execution process of the content (S137).

이때, S131 단계 내지 S137 단계는, 호흡측정장치(200)에서 측정된 데이터의 변화에 따라 즉각적으로 수행될 수 있다.At this time, steps S131 to S137 may be performed immediately according to the change in the data measured by the respiration measurement device (200).

즉, 제어장치(100)는 호흡측정장치(200)에서 수신된 호흡정보를 기초로, 컨텐츠 내에서 포인터에 대응되는 캐릭터 또는 아이템을 선택하는 동작을 수행하여 이를 디스플레이장치(300)에 표시할 수 있다.That is, the control device 100 performs an operation of selecting a character or item corresponding to the pointer in the content, based on the respiration information received from the respiration measurement device 200, and can display it on the display device 300. have.

이어서, 선택된 캐릭터 또는 아이템에 대해 제어장치(100)는 수신된 호흡정보를 기초로 미리 정해진 동작을 수행하는 과정을 디스플레이장치(300)에 표시할 수 있다. 이때, 제어장치(100)는 수신된 위치변화정보를 기초로 컨텐츠 내에 표시된 포인터의 위치를 변경할 수 있다.Subsequently, the control device 100 for the selected character or item may display on the display device 300 a process of performing a predetermined operation based on the received respiration information. In this case, the control device 100 may change the position of the pointer displayed in the content based on the received position change information.

이러한 동작은, 디스플레이장치(300)과 호흡측정장치(200) 간의 페어링 및 초기 위치설정 과정을 통하여 수행될 수 있다. 이하에서는, 호흡측정장치(200) 및 디스플레이장치(300) 간의 초기 위치설정 방법에 대해 설명하도록 한다.This operation may be performed through the pairing and initial positioning process between the display device 300 and the respiration measurement device (200). Hereinafter, the method of initial positioning between the respiration measurement device 200 and the display device 300 will be described.

도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 호흡훈련 시스템에서 디스플레이장치를 초기 위치설정 방법을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining an initial positioning method of the display device in the breathing training system according to some embodiments of the present invention.

참고로, 디스플레이장치(300)의 초기 위치설정은 호흡훈련 시스템의 수행을 위해 디스플레이장치(300)와 호흡측정장치(200) 간의 초기 페어링시 수행될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.For reference, the initial positioning of the display device 300 may be performed during the initial pairing between the display device 300 and the respiration measurement device 200 to perform a respiratory training system. However, the present invention is not limited thereto.

도 7을 참조하면, 디스플레이장치(300)와 호흡측정장치(200)는 상호 페어링될 수 있다. 페어링이 완료된 후, 제어장치(100)는 디스플레이장치(300)에 초기 위치설정 컨텐츠를 전송할 수 있다. 즉, 디스플레이장치(300)는 수신한 초기 위치설정 컨텐츠를 표시할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the display device 300 and the respiration measurement device 200 may be paired with each other. After pairing is completed, the control device 100 may transmit the initial positioning content to the display device 300 . That is, the display apparatus 300 may display the received initial positioning content.

예를 들어, 초기 위치설정 컨텐츠는 디스플레이장치(300)에 5개의 초기 위치설정 포인트를 제공할 수 있다. 디스플레이장치(300)는 디스플레이장치(300)의 정중앙에 기준점이 되는 제3 포인트(P3)를 표시할 수 있다.For example, the initial positioning content may provide five initial positioning points to the display device 300 . The display apparatus 300 may display a third point P3 serving as a reference point in the center of the display apparatus 300 .

이어서, 디스플레이장치(300)는 제3 포인트(P3)를 기준으로 화면 내 한계점을 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이장치(300)는 디스플레이장치(300)의 좌측 끝단의 최상단에 제1 포인트(P1)를 표시하고, 좌측 끝단의 최하단에 제2 포인트(P2)를 표시할 수 있다. 또한, 디스플레이장치(300)는 우측 끝단의 최상단에 제4 포인트(P4)를, 우측 최하단에는 제5 포인트(P5)를 표시할 수 있다.Subsequently, the display apparatus 300 may display a limit point within the screen based on the third point P3 . For example, the display apparatus 300 may display the first point P1 at the uppermost end of the left end of the display apparatus 300 , and display the second point P2 at the lowermost end of the left end of the display apparatus 300 . Also, the display apparatus 300 may display the fourth point P4 at the uppermost end of the right end and the fifth point P5 at the lower right end.

제1 포인트 내지 제5 포인트(P1~P5)가 표시된 경우, 사용자는 호흡측정장치(200)를 이용하여 제1 포인트 내지 제5 포인트(P1~P5)를 각각 조준할 수 있다. 이때, 호흡측정장치(200)는 출력장치(예를 들어, 레이저 광원)를 이용하여 조준신호를 출력할 수 있으며, 사용자는 출력된 조준신호를 각각의 포인트를 정확하게 조준하는데 이용할 수 있다.When the first to fifth points (P1 to P5) are displayed, the user may aim at each of the first to fifth points (P1 to P5) using the respiration measuring device 200 . At this time, the respiration measurement device 200 may output an aiming signal using an output device (eg, a laser light source), and the user may use the outputted aiming signal to accurately aim each point.

이어서, 제어장치(100)는 사용자가 제1 포인트 내지 제5 포인트(P1~P5)를 각각 조준했을 때의 위치좌표를 기초로, 호흡측정장치(200)와 디스플레이장치(300) 간의 초기 위치설정를 수행한다.Then, the control device 100 is based on the position coordinates when the user aimed each of the first to fifth points (P1 to P5), the initial position setting between the respiration measurement device 200 and the display device 300 carry out

즉, 호흡측정장치(200)가 각각의 포인트를 햐했을 때의 위치좌표를 기초로, 호흡측정장치(200)로부터 수신한 위치변화정보에 포함된 좌표변화에 따른 디스플레이장치(300) 상에 표시되는 포인터의 위치변화를 계산한다.That is, the respiration measurement device 200 is displayed on the display device 300 according to the coordinate change included in the position change information received from the respiration measurement device 200, based on the position coordinates when each point was hyalated. Calculate the change in the position of the pointer.

이를 기초로, 제어장치(100)는 컨텐츠를 수행하는 과정에서 수신되는 위치변화정보를 이용하여, 컨텐츠 내에 표시되는 포인터의 위치변화를 계산하고 표시할 수 있다.Based on this, the control device 100 may calculate and display a change in the position of the pointer displayed in the content by using the position change information received in the process of performing the content.

이하에서는, 초기 위치설정 및 최적 컨텐츠 선정이 완료된 후, 사용자의 컨텐츠 수행에 따른 컨텐츠의 내부 구동 방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, after the initial location setting and optimal content selection are completed, a method of internally driving the content according to the user's content execution will be described.

도 8은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 호흡훈련 시스템의 컨텐츠 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.8 is a flowchart for explaining a content control method of the breathing training system according to some embodiments of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 호흡훈련 시스템의 제어장치(100)는 디스플레이장치(300)에 컨텐츠를 표시한다(S210). 전술한 바와 같이, 디스플레이장치(300)에 표시된 컨텐츠는, 호흡측정장치(200)를 통해 측정된 기초 호흡데이터를 이용하여 제어장치(100)에서 선정된 최적 컨텐츠일 수 있다.8, the control device 100 of the breathing training system according to some embodiments of the present invention displays the content on the display device 300 (S210). As described above, the content displayed on the display device 300 may be the optimal content selected by the control device 100 using the basic respiration data measured through the respiration measurement device (200).

이어서, 사용자가 호흡측정장치(200)를 이용하여 컨텐츠를 수행함에 따라, 제어장치(100)는 호흡측정장치(200)로부터 사용자의 호흡정보 및 위치변화정보를 수신한다(S220).Then, as the user performs the content using the respiration measuring device 200, the control device 100 receives the user's respiration information and location change information from the respiration measuring device 200 (S220).

여기에서, 호흡정보는 호기 또는 흡기여부, 호흡시간 및 호흡압력 등을 포함할 수 있고, 위치변화정보는 위치좌표, 기울기 및 각속도 등을 포함할 수 있다. 호흡측정장치(300)는 측정된 호흡정보 및 위치변화정보를 유무선으로 연결된 제어장치(100)에 전송할 수 있다.Here, the respiration information may include whether exhalation or inhalation, respiration time and respiration pressure, and the like, and the position change information may include position coordinates, inclination and angular velocity. Respiratory measurement device 300 may transmit the measured respiration information and location change information to the control device 100 connected to the wired or wireless.

이어서, 제어장치(100)는 위치변화정보를 기초로 컨텐츠 내에 포함된 포인터의 위치를 변경한다(S230).Next, the control device 100 changes the location of the pointer included in the content based on the location change information (S230).

예를 들어, 제어장치(100)가 호흡측정장치(200)에 대해 좌측으로 이동한 정보를 포함하는 위치변화정보를 수신한 경우, 제어장치(100)는 이동완료위치에 대응되는 좌표를 산출할 수 있다. 이어서, 제어장치(100)는 컨텐츠 내에 표시된 기존 포인터의 위치를 산출된 좌표의 위치로 변경하여 디스플레이장치(300) 상에 표시할 수 있다.For example, when the control device 100 receives the position change information including the information moved to the left with respect to the respiration measurement device 200, the control device 100 calculates the coordinates corresponding to the movement complete position. can Then, the control device 100 may change the location of the existing pointer displayed in the content to the location of the calculated coordinates and display it on the display device 300 .

이어서, 제어장치(100)는 호흡정보를 기초로 사용자의 호흡에 대해 호기 또는 흡기를 판단한다(S240).Then, the control device 100 determines the exhalation or inspiration for the user's respiration based on the respiration information (S240).

구체적으로, 제어장치(100)는 호흡정보에 포함된 사용자의 호흡압력을 이용하여 호기 또는 흡기를 판단할 수 있다. 호흡정보의 호흡압력이 양압인 경우, 제어장치(100)는 사용자의 호흡을 호기로 판단할 수 있다. 또한, 제어장치(100)는 호흡압력이 음압인 경우, 사용자의 호흡을 흡기로 판단할 수 있다.Specifically, the control device 100 may determine exhalation or inspiration by using the user's respiration pressure included in the respiration information. When the respiration pressure of the respiration information is positive pressure, the control device 100 may determine the user's respiration as exhalation. In addition, when the respiration pressure is negative pressure, the control device 100 may determine the user's respiration as inhalation.

이어서, 사용자의 호흡정보가 호기인 경우, 제어장치(100)는 포인터에 대한 제1 입력을 수행한다(S250a). 예를 들어, 제1 입력은 포인터에 대한 좌클릭 입력에 대응될 수 있다. 제1 입력에 의해, 제어장치(100)는 호흡훈련 컨텐츠 내에서 포인터가 지시하는 캐릭터 또는 아이템을 선택하는 입력을 수행할 수 있다. 다만, 이는 본 발명의 하나의 예에 불과하고 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Next, when the user's respiration information is exhalation, the control device 100 performs a first input to the pointer (S250a). For example, the first input may correspond to a left-click input with respect to the pointer. By the first input, the control device 100 may perform an input of selecting a character or item indicated by the pointer in the breathing training content. However, this is only an example of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

반대로, 사용자의 호흡정보가 흡기인 경우, 제어장치(100)는 포인터에 대한 제2 입력을 수행한다(S250b). 예를 들어, 제2 입력은 포인터에 대한 우클릭 입력에 대응될 수 있다. 제2 입력에 의해, 제어장치(100)는 선택된 캐릭터 또는 아이템에 대해 미리 정해진 동작을 수행할 수 있다. 여기에서, 미리 정해진 동작은, 캐릭터 또는 아이템의 전진 및 점프 등의 다양한 동작을 포함할 수 있다. Conversely, when the user's respiration information is inspiration, the control device 100 performs a second input to the pointer (S250b). For example, the second input may correspond to a right-click input with respect to the pointer. In response to the second input, the control device 100 may perform a predetermined operation on the selected character or item. Here, the predetermined operation may include various operations such as moving forward and jumping of a character or item.

다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 제1 입력 및 제2 입력은 사용자의 설정 또는 컨텐츠의 종류에 따라 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 물론이다.However, this is only an example, and it goes without saying that the first input and the second input may be variously modified and implemented according to a user's setting or the type of content.

도 9는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 호흡훈련 시스템의 컨텐츠 제어 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 여기에서, 도 9의 <b1>은 컨텐츠의 접속화면을 나타내는 도면이고, <b2>는 컨텐츠 내의 캐릭터를 선택하는 화면을 나타내는 도면이고, <b3>은 컨텐츠 내의 캐릭터를 조작하는 도면이다.9 is a view for explaining an example of the content control method of the breathing training system according to some embodiments of the present invention. Here, <b1> of FIG. 9 is a diagram illustrating a content connection screen, <b2> is a diagram illustrating a screen for selecting a character in the content, and <b3> is a diagram of manipulating a character in the content.

도 9를 참조하면, 사용자가 컨텐츠를 실행한 경우, 호흡훈련 시스템은 디스플레이장치(300)에 사용자 맞춤 컨텐츠를 표시할 수 있다. 이때, 컨텐츠는 화면 내에서 움직이는 포인터(PT), 컨텐츠 수행시에 조작가능한 캐릭터(CR) 및 미션 수행도(MN) 등을 포함하여 디스플레이장치(300) 상에 표시될 수 있다.Referring to FIG. 9 , when the user executes the content, the breathing training system may display the user-customized content on the display device 300 . In this case, the content may be displayed on the display apparatus 300 including a pointer PT that moves within the screen, a character CR that can be manipulated when performing the content, and a mission performance chart MN.

이어서, 제어장치(100)는 호흡측정장치(300)에서 수신한 위치변화정보를 기초로 제어장치(100)는 포인터(PT)의 위치를 변경할 수 있다. 예를 들어, 호흡측정장치(200)는 컨텐츠 내 포인터(PT)의 위치를 캐릭터(CR)의 위치로 이동시키는 위치변화를 측정하여 제어장치(100)에 전송할 수 있다. 이어서, 제어장치(100)는 수신된 위치변화정보를 기초로, 컨텐츠 내에 표시된 포인터(PT)를 캐릭터(CR)를 향하여 이동시킬 수 있다.Then, the control device 100 based on the position change information received from the respiration measurement device 300, the control device 100 may change the position of the pointer (PT). For example, the respiration measurement device 200 may measure a change in position to move the position of the pointer PT in the content to the position of the character CR and transmit it to the control device 100 . Subsequently, the control device 100 may move the pointer PT displayed in the content toward the character CR based on the received position change information.

이어서, 호흡측정장치(300)에서 수신한 호흡정보를 기초로 제어장치(100)는 캐릭터(CR)에 대한 선택입력을 수행할 수 있다.Then, based on the respiration information received from the respiration measurement device 300, the control device 100 may perform a selection input for the character (CR).

구체적으로, 제어장치(100)는 수신된 호흡정보를 기초로 사용자의 호흡이 호기인지 흡기인지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 제어장치(100)는 호흡압력이 양압인 경우, 사용자의 호흡을 호기로 인식하여 제1 입력을 수행할 수 있고, 음압인 경우 흡기에 따른 제2 입력을 수행할 수 있다. Specifically, the control device 100 may determine whether the user's respiration is exhalation or inspiration based on the received respiration information. In this case, the control device 100 may perform a first input by recognizing the user's respiration as an exhalation when the respiratory pressure is positive pressure, and may perform a second input according to inspiration when negative pressure.

예를 들어, 호흡압력이 양압인 경우, 제어장치(100)는 포인터(PT)가 위치한 캐릭터(CR)에 대해 제1 입력인 선택입력을 수행함으로써, 캐릭터(CR)를 선택할 수 있다.For example, when the respiratory pressure is positive pressure, the control device 100 may select the character CR by performing a selection input, which is the first input, with respect to the character CR where the pointer PT is located.

캐릭터(CR)가 선택된 경우, 제어장치(100)는 캐릭터(CR)의 위쪽에 선택마크(SM)를 표시할 수 있다. When the character CR is selected, the control device 100 may display the selection mark SM above the character CR.

이어서, 호흡측정장치(200)로부터 위치변화정보가 전송되면, 제어장치(100)는 선택마크(SM)가 표시된 캐릭터(CR)의 방향 또는 기울기 등을 제어할 수 있다. Subsequently, when the position change information is transmitted from the respiration measurement device 200, the control device 100 may control the direction or inclination of the character CR marked with the selection mark SM.

예를 들어, 호흡측정장치(200)로부터 좌측으로 이동하는 위치변화정보를 수신한 경우, 제어장치(100)는 선택마크(SM)가 표시된 캐릭터(CR)의 방향 또는 위치를 좌측으로 전환할 수 있다. For example, when receiving the position change information moving to the left from the respiration measurement device 200, the control device 100 can switch the direction or position of the character CR marked with the selection mark SM to the left have.

이어서, 호흡측정장치(200)로부터 음압이 포함된 호흡정보를 수신하는 경우, 제어장치(100)는 흡기에 대응되는 제2 입력을 선택마크(SM)가 표시된 캐릭터(CR)에 대해 수행할 수 있다. Subsequently, when receiving respiration information including sound pressure from the respiration measurement device 200, the control device 100 may perform a second input corresponding to the inhalation for the character CR marked with the selection mark SM. have.

예를 들어, 제2 입력에 의해, 선택마크(SM)가 표시된 캐릭터(CR)는 컨텐츠 내에서 미리 설정된 동작인 이동 동작을 수행할 수 있다.For example, by the second input, the character CR on which the selection mark SM is displayed may perform a movement operation that is a preset operation within the content.

다른 예로, 캐릭터(CR)가 선택된 이후에, 제2 입력이 연속해서 입력되는 경우, 선택마크(SM)가 표시된 캐릭터(CR)는 미리 설정된 다른 동작인 점프 동작을 수행할 수 있다.As another example, when the second input is continuously input after the character CR is selected, the character CR marked with the selection mark SM may perform a jump operation, which is another preset operation.

다만, 이는 본 발명의 실시예에 대한 예시에 불과하고, 본 발명이 이러한 예시 동작에 한정되는 것은 아니다.However, this is only an example of an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this exemplary operation.

정리하면, 본 발명에 따른 호흡훈련 시스템은, 호흡측정장치(200)를 착용한 사용자의 호흡 및 위치변화를 기초로, 호흡훈련 컨텐츠 내에서 제공되는 캐릭터 또는 아이템의 움직임을 조작함으로써, 사용자의 컨텐츠에 대한 흥미도 및 집중도를 높이고, 호흡훈련의 효과를 향상시킬 수 있다.In summary, the respiratory training system according to the present invention, based on the breathing and position change of the user wearing the respiration measuring device 200, by manipulating the movement of characters or items provided in the breathing training content, the user's content It is possible to increase interest and concentration, and to improve the effectiveness of breathing training.

이하에서는, 컨텐츠 수행에 따라 측정된 호흡정보 및 위치변화정보를 기초로 사용자의 최적 호흡훈련 컨텐츠를 선정하는 방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of selecting the user's optimal breathing training contents based on the respiration information and position change information measured according to the contents performance will be described.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡훈련 시스템에서 최적 호흡훈련 컨텐츠를 선정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.10 is a flowchart for explaining a method for selecting the optimal breathing training content in the breathing training system according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 호흡훈련 시스템의 제어장치(100)는 디스플레이장치(300)에 호흡훈련 컨텐츠를 제공한다(S310). 디스플레이장치(300)에 표시된 컨텐츠는, 호흡측정장치(200)를 통해 측정된 기초 호흡데이터를 이용하여 제어장치(100)에서 선정된 컨텐츠일 수 있다.Referring to Figure 10, the control device 100 of the breathing training system provides the breathing training content to the display device 300 (S310). The content displayed on the display device 300 may be content selected by the control device 100 using the basic respiration data measured through the respiration measurement device (200).

이어서, 제어장치(100)는 호흡측정장치(200)로부터 호흡훈련 컨텐츠에 대한 사용자의 호흡정보를 수신한다(S320). 여기에서, 호흡정보는 호기 또는 흡기여부, 호흡시간 또는 호흡압력 등을 포함할 수 있다.Then, the control device 100 receives the user's respiration information for the breathing training content from the respiration measurement device 200 (S320). Here, the respiration information may include whether exhalation or inhalation, respiration time or respiration pressure.

이어서, 제어장치(100)는 사용자의 호흡 정확도, 호흡 지속시간 및 호흡 반응패턴을 분석한다(S330).Then, the control device 100 analyzes the user's breathing accuracy, breathing duration, and breathing response pattern (S330).

구체적으로, 제어장치(100)는 컨텐츠 내에서 사용자의 호기 또는 흡기에 대하여 사용자가 호흡측정장치(200)에 얼마나 정확하게 호흡을 수행하였는지 판단함으로써 호흡 정확도를 분석할 수 있다. 또한, 제어장치(100)는 사용자의 호기 또는 흡기가 각각 지속된 시간을 초단위로 분석하고, 호기 또는 흡기로의 전환 시간 등을 포함하는 호흡 반응패턴을 분석할 수 있다.Specifically, the control device 100 may analyze the breathing accuracy by determining how accurately the user performed breathing in the respiration measurement device 200 with respect to the user's exhalation or inhalation within the content. In addition, the control device 100 may analyze the duration of each user's exhalation or inspiration in seconds, and analyze a respiratory response pattern including a time for switching to expiration or inspiration.

이어서, 제어장치(100)는 분석 결과를 기초로, 사용자의 호흡시간 및 호흡압력에 대한 평균값을 도출한다(S340). 예를 들어, 제어장치(100)는 사용자의 총 호흡시간을 호흡횟수로 나눔으로써, 호흡시간에 대한 평균값을 도출할 수 있다., 또한, 제어장치(100)는 양압의 총 합을 호기횟수로 나누고, 음압의 총 합을 흡기횟수로 나눠 호흡압력에 대한 평균값을 도출할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.Next, the control device 100 derives an average value for the user's respiration time and respiration pressure based on the analysis result (S340). For example, the control device 100 may derive an average value for the respiration time by dividing the user's total respiration time by the number of respirations. In addition, the control device 100 may calculate the total sum of positive pressure as the number of exhalations. Divide and divide the sum of negative pressures by the number of inspirations to derive the average value for the respiratory pressure. However, the present invention is not limited thereto, and may be implemented with various modifications.

이어서, 도출된 평균값을 기초로, 제어장치(100)는 사용자의 호흡시간 및 호흡압력에 대한 목표값 및 증감단위를 산출한다(S350).Then, based on the derived average value, the control device 100 calculates a target value and an increase/decrease unit for the user's respiration time and respiration pressure (S350).

예를 들어, 사용자의 국가, 성별 및 연령 등을 포함하는 사용자의 개인정보를 기초로, 제어장치(100)는 사용자와 유사한 사용자들(이하, 비교대상자)의 개별 평균값을 추출할 수 있다. 이어서, 제어장치(100)는 비교대상자의 평균값과 사용자의 평균값을 비교하여, 사용자의 목표값 및 증감단위를 산출할 수 있다. 다만, 목표값 및 증감단위를 산출하는 방법은 발명에 따라 다양하게 변형되어 실시될 수 있다..For example, based on the user's personal information including the user's country, gender, and age, the control device 100 may extract an individual average value of users similar to the user (hereinafter referred to as a comparison target). Next, the control device 100 may compare the average value of the comparison target with the average value of the user to calculate the target value of the user and the increase/decrease unit. However, the method for calculating the target value and the increase/decrease unit may be variously modified and implemented according to the invention.

이어서, 제어장치(100)는 산출된 목표값 및 증감단위를 기초로 최적 호흡훈련 컨텐츠를 선정한다(S360). 선정된 호흡훈련 컨텐츠는 디스플레이장치(300)에 자동으로 표시되거나, 사용자 단말기(미도시)에 사용자가 선택가능한 리스트 형태로 제공될 수 있다.Next, the control device 100 selects the optimal breathing training content based on the calculated target value and the increase/decrease unit (S360). The selected breathing training content may be automatically displayed on the display device 300 or provided in the form of a list selectable by the user to the user terminal (not shown).

이하에서는, 개선 가능범위를 이용하여 최적 호흡훈련 컨텐츠를 선정하는 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, another embodiment of the present invention for selecting the optimal breathing training content using the improvement possible range will be described.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 호흡훈련 시스템에서 최적 호흡훈련 컨텐츠를 선정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 이하에서는 전술한 도 10과 중복되는 내용은 생략하고, 차이점을 위주로 설명하도록 한다. 11 is a flowchart for explaining a method of selecting the optimal breathing training content in the breathing training system according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, content overlapping with FIG. 10 will be omitted, and differences will be mainly described.

도 11을 참조하면, 제어장치(100)는 디스플레이장치(300)에 호흡훈련 컨텐츠를 제공한다(S410). Referring to FIG. 11 , the control device 100 provides the breathing training content to the display device 300 ( S410 ).

이어서, 컨텐츠 수행 과정에서 호흡측정장치(200)에 의해 측정된 호흡정보를 기초로 제어장치(100)는 호흡 정확도, 호흡 지속시간 및 호흡 반응패턴을 분석한다(S420). 전술한 바와 같이, 제어장치(100)는 사용자가 얼마나 정확하게 호흡을 수행하였는지, 사용자의 호흡이 지속된 시간 및 호흡 전환 시간 등을 분석할 수 있다.Then, based on the respiration information measured by the respiration measurement device 200 in the content performance process, the control device 100 analyzes respiration accuracy, respiration duration and respiration response pattern (S420). As described above, the control device 100 may analyze how accurately the user performed respiration, the duration of the user's respiration, the respiration conversion time, and the like.

이어서, 제어장치(100)는 폐활량, 호흡 지속시간 또는 호흡압력의 증감에 대한 개선 가능범위를 산출한다(S430). Then, the control device 100 calculates an improvement possible range for the increase/decrease in lung capacity, respiration duration, or respiration pressure (S430).

이때, 제어장치(100)는 각 항목별 최저값 및 최대값을 기초로 개선 가능범위를 산출할 수 있다. 구체적으로, 제어장치(100)는 수신한 호흡정보를 기초로 사용자의 폐활량의 평균값, 최저 폐활량 및 최고 폐활량을 추출할 수 있다. 이어서, 제어장치(100)는 최저 폐활량 및 최고 폐활량의 차이값을 도출하고, 폐활량의 평균값과 비교하여 사용자의 폐활량에 대한 개선 가능범위를 산출할 수 있다. In this case, the control device 100 may calculate the improvement possible range based on the minimum value and the maximum value for each item. Specifically, the control device 100 may extract the average value of the user's lung capacity, the lowest vital capacity, and the highest vital capacity based on the received respiration information. Then, the control device 100 may derive a difference value between the minimum vital capacity and the highest vital capacity, and calculate an improvement possible range for the user's lung capacity by comparing the value with the average value of the lung capacity.

이어서, 제어장치(100)는 호흡 지속시간 및 호흡압력에 대해 위와 같은 과정을 반복할 수 있다. 다만, 사용자의 각 파라미터에 대한 개선 가능범위를 산출하는 방법은 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.Then, the control device 100 may repeat the above process for the respiration duration and respiration pressure. However, the method of calculating the improvement possible range for each parameter of the user may be variously modified and implemented.

이어서, 제어장치(100)는 도출된 개선 가능범위를 기초로, 훈련 레벨에 따른 예상 개선율을 산출한다(S440).Next, the control device 100 calculates an expected improvement rate according to the training level based on the derived improvement possible range ( S440 ).

여기에서, 사용자의 훈련 레벨은 호흡정보에 포함된 호흡 정확도, 호흡 지속시간 및 호흡 반응패턴을 기초로 산출될 수 있다. 또한, 제어장치(100)는 사용자의 개인정보 및 훈련 레벨을 이용하여 예상 개선율을 산출할 수 있다.Here, the training level of the user may be calculated based on the breathing accuracy, breathing duration and breathing response pattern included in the breathing information. Also, the control device 100 may calculate an expected improvement rate using the user's personal information and training level.

이어서, 제어장치(100)는 산출된 예상 개선율을 기초로 호흡훈련 컨텐츠의 종류 또는 레벨을 선정한다(S450). 제어장치(100)는 사용자의 훈련 레벨 및 예상 개선율을 호흡훈련 컨텐츠의 종류 또는 레벨에 대입함으로써, 사용자가 수행할 컨텐츠의 종류 또는 레벨별 예상 개선율을 산출할 수 있다. Next, the control device 100 selects the type or level of the breathing training content based on the calculated expected improvement rate (S450). The control device 100 may calculate the expected improvement rate for each type or level of content to be performed by the user by substituting the user's training level and expected improvement rate into the type or level of breathing training content.

이어서, 제어장치(100)는 가장 높은 예상 개선율이 산출된 컨텐츠의 종류 또는 레벨을 선정하여 디스플레이장치(300)에 제공할 수 있다.Then, the control device 100 may select the type or level of the content for which the highest expected improvement rate is calculated and provide it to the display device 300 .

이를 통해, 호흡훈련 시스템은 호흡측정장치를 통해 측정된 사용자의 호흡정보를 분석하여 사용자별 목표값, 증감단위 또는 개선 가능범위를 산출하고, 이를 기초로 사용자에게 맞춤 호흡훈련 컨텐츠를 선정 및 제공함으로써, 사용자의 호흡훈련 효과를 향상시킬 수 있다.Through this, the respiratory training system analyzes the user's respiration information measured through the respiration measurement device, calculates a target value for each user, an increase/decrease unit or a possible improvement range, and selects and provides customized breathing training contents to the user based on this. , it is possible to improve the breathing training effect of the user.

이하에서는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 딥러닝 모듈을 이용하여 최적 호흡훈련 컨텐츠를 도출하는 방법에 대해 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of deriving optimal breathing training contents using a deep learning module according to another embodiment of the present invention will be described in detail.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡훈련 시스템에서 딥러닝 모듈을 이용하여 최적 호흡훈련 컨텐츠를 선정하는 방법을 설명하기 위한 블럭도이다.12 is a block diagram for explaining a method for selecting optimal breathing training contents using a deep learning module in a breathing training system according to another embodiment of the present invention.

구체적으로, 도 12를 참조하면, 제어장치(100)의 전술한 컨텐츠 제공부(120)는 딥러닝 모듈(DM)을 포함할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 12 , the above-described content providing unit 120 of the control device 100 may include a deep learning module (DM).

딥러닝 모듈(DM)은 사용자의 개인정보, 호흡정보 및 컨텐츠정보를 입력받고, 이에 대한 출력으로 예상 개선율을 출력할 수 있다. 이때, 딥러닝 모듈(DM)은 빅데이터를 기초로 학습된 인공신경망을 이용하여, 사용자별 호흡능력에 대한 예상 개선율을 도출할 수 있다.The deep learning module (DM) may receive the user's personal information, respiration information, and content information, and output an expected improvement rate as an output thereof. In this case, the deep learning module (DM) may derive an expected improvement rate for each user's breathing ability by using an artificial neural network learned based on big data.

구체적으로, 딥러닝 모듈(DM)은 입력된 데이터를 기초로 도출된 별도의 파라미터에 대한 매핑 데이터를 이용하여 인공신경망 학습을 수행할 수 있다. 딥러닝 모듈(DM)은 학습 인자로 입력되는 파라미터들에 대하여 머신 러닝(machine learning)을 수행할 수 있다. 이때, 제어장치(100)의 메모리에는 머신 러닝에 사용되는 데이터 및 결과 데이터 등이 저장될 수 있다.Specifically, the deep learning module (DM) may perform artificial neural network learning using mapping data for a separate parameter derived based on input data. The deep learning module DM may perform machine learning on parameters input as learning factors. In this case, data used for machine learning and result data may be stored in the memory of the control device 100 .

보다 자세히 설명하자면, 머신 러닝(Machine Learning)의 일종인 딥러닝(Deep Learning) 기술은 데이터를 기반으로 다단계로 깊은 수준까지 내려가 학습하는 것이다.To be more specific, Deep Learning, a type of machine learning, learns by going down to a deep level in multiple stages based on data.

딥러닝(Deep learning)은, 단계를 높여가면서 복수의 데이터들로부터 핵심적인 데이터를 추출하는 머신 러닝(Machine Learning) 알고리즘의 집합을 나타낸다.Deep learning refers to a set of machine learning algorithms that extract core data from a plurality of data while increasing the level.

딥러닝 모듈(DM)은 공지된 다양한 딥러닝 구조를 이용할 수 있다. 예를 들어, 딥러닝 모듈(DM)은 CNN(Convolutional Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), DBN(Deep Belief Network), GNN(Graph Neural Network) 등의 구조를 이용할 수 있다.The deep learning module (DM) may use various well-known deep learning structures. For example, the deep learning module (DM) may use a structure such as a Convolutional Neural Network (CNN), a Recurrent Neural Network (RNN), a Deep Belief Network (DBN), or a Graph Neural Network (GNN).

구체적으로, CNN(Convolutional Neural Network)은 사람이 물체를 인식할 때 물체의 기본적인 특징들을 추출한 다음 뇌 속에서 복잡한 계산을 거쳐 그 결과를 기반으로 물체를 인식한다는 가정을 기반으로 만들어진 사람의 뇌 기능을 모사한 모델이다.Specifically, CNN (Convolutional Neural Network) is a human brain function created based on the assumption that when a person recognizes an object, it extracts the basic features of the object, then performs complex calculations in the brain and recognizes the object based on the result. It is a simulated model.

RNN(Recurrent Neural Network)은 자연어 처리 등에 많이 이용되며, 시간의 흐름에 따라 변하는 시계열 데이터(Time-series data) 처리에 효과적인 구조로 매 순간마다 레이어를 쌓아올려 인공신경망 구조를 구성할 수 있다.RNN (Recurrent Neural Network) is widely used for natural language processing, etc., and is an effective structure for processing time-series data that changes with time.

DBN(Deep Belief Network)은 딥러닝 기법인 RBM(Restricted Boltzman Machine)을 다층으로 쌓아 구성되는 딥러닝 구조이다. RBM(Restricted Boltzman Machine) 학습을 반복하여 일정 수의 레이어가 되면, 해당 개수의 레이어를 가지는 DBN(Deep Belief Network)이 구성될 수 있다.DBN (Deep Belief Network) is a deep learning structure composed of multi-layered Restricted Boltzman Machine (RBM), a deep learning technique. When a certain number of layers is obtained by repeating Restricted Boltzman Machine (RBM) learning, a Deep Belief Network (DBN) having the corresponding number of layers may be configured.

GNN(Graphic Neural Network, 그래픽 인공신경망, 이하, GNN)는 특정 파라미터 간 매핑된 데이터를 기초로 모델링된 모델링 데이터를 이용하여, 모델링 데이터 간의 유사도와 특징점을 도출하는 방식으로 구현된 인공신경망 구조를 나타낸다.GNN (Graphic Neural Network, hereinafter, GNN) represents an artificial neural network structure implemented in such a way that similarities and feature points between modeling data are derived using modeling data modeled based on data mapped between specific parameters. .

한편, 딥러닝 모듈(DM)의 인공신경망 학습은 주어진 입력에 대하여 원하는 출력이 나오도록 노드간 연결선의 웨이트(weight)를 조정(필요한 경우 바이어스(bias) 값도 조정)함으로써 이루어질 수 있다. 또한, 인공신경망은 학습에 의해 웨이트(weight) 값을 지속적으로 업데이트시킬 수 있다. 또한, 인공신경망의 학습에는 역전파(Back Propagation) 등의 방법이 사용될 수 있다.On the other hand, artificial neural network learning of the deep learning module (DM) can be made by adjusting the weight of the connection line between nodes (and adjusting the bias value if necessary) so that a desired output is obtained for a given input. In addition, the artificial neural network may continuously update a weight value by learning. In addition, a method such as back propagation may be used for learning the artificial neural network.

한편, 제어장치(100)의 데이터베이스부(130)에는 머신 러닝으로 미리 학습된 인공신경망(Artificial Neural Network)이 탑재될 수 있다.On the other hand, the database unit 130 of the control device 100 may be loaded with an artificial neural network (Artificial Neural Network) pre-trained by machine learning.

딥러닝 모듈(DM)은 도출된 파라미터에 대한 모델링 데이터를 입력 데이터로 하는 머신 러닝(machine learning) 기반의 개선 프로세스 추천 동작을 수행할 수 있다. 이때, 인공신경망의 머신 러닝 방법으로는 준지도학습(semi-supervised learning)과 지도학습(supervised learning)이 모두 사용될 수 있다. 또한, 딥러닝 모듈(DM)은 설정에 따라 학습 후 구간 별 음성 유사도를 출력하기 위한 인공신경망 구조를 자동 업데이트하도록 제어될 수 있다.The deep learning module (DM) may perform a machine learning-based improvement process recommendation operation using modeling data for the derived parameters as input data. In this case, both semi-supervised learning and supervised learning may be used as the machine learning method of the artificial neural network. In addition, the deep learning module (DM) may be controlled to automatically update the artificial neural network structure for outputting voice similarity for each section after learning according to settings.

추가적으로, 도면에 명확하게 도시하지는 않았으나, 본 발명의 다른 실시예에서, 딥러닝 모듈(DM)의 동작은 제어장치(100) 또는 별도의 클라우드 장치 또는 서버(미도시)에서 실시될 수 있다. 이하에서는, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 딥러닝 모듈(DM)의 구성에 대해 살펴보도록 한다.Additionally, although not clearly shown in the drawings, in another embodiment of the present invention, the operation of the deep learning module (DM) may be performed in the control device 100 or a separate cloud device or server (not shown). Hereinafter, the configuration of the deep learning module (DM) according to the embodiment of the present invention will be described.

도 13은 도 12의 딥러닝 모듈의 구성을 도시한 도면이다.13 is a diagram illustrating the configuration of the deep learning module of FIG. 12 .

도 13을 참조하면, 딥러닝 모듈(DM)은 사용자의 개인정보, 호흡정보 및 호흡훈련 컨텐츠에 관한 정보(이하, 컨텐츠 정보)를 입력노드로 하는 입력 레이어(input)와, 개선율(또는, 예상 개선율)을 출력노드로 하는 출력 레이어(Output)와, 입력 레이어와 출력 레이어 사이에 배치되는 M 개의 히든 레이어를 포함한다.Referring to Figure 13, the deep learning module (DM) is an input layer (input) using the user's personal information, breathing information, and information about the breathing training content (hereinafter, content information) as an input node, and the improvement rate (or expected improvement rate) as an output node, and M hidden layers disposed between the input layer and the output layer.

여기서, 각 레이어들의 노드를 연결하는 에지(edge)에는 가중치가 설정될 수 있다. 이러한 가중치 혹은 에지의 유무는 학습 과정에서 추가, 제거, 또는 업데이트 될 수 있다. 따라서, 학습 과정을 통하여, k개의 입력노드와 i개의 출력노드 사이에 배치되는 노드들 및 에지들의 가중치는 업데이트될 수 있다.Here, a weight may be set on an edge connecting the nodes of each layer. The presence or absence of such weights or edges may be added, removed, or updated during the learning process. Accordingly, through the learning process, weights of nodes and edges disposed between k input nodes and i output nodes may be updated.

딥러닝 모듈(DM)이 학습을 수행하기 전에는 모든 노드와 에지는 초기값으로 설정될 수 있다. 그러나, 누적하여 정보가 입력될 경우, 노드 및 에지들의 가중치는 변경되고, 이 과정에서 학습인자로 입력되는 파라미터들(즉, 사용자의 개인정보, 호흡정보 및 컨텐츠 정보)과 출력노드로 할당되는 값(즉, 개선율) 사이의 매칭이 이루어질 수 있다.Before the deep learning module (DM) performs learning, all nodes and edges can be set to initial values. However, when cumulative information is input, the weights of nodes and edges are changed, and in this process, parameters input as learning factors (ie, user personal information, respiration information, and content information) and values assigned to output nodes (ie, improvement rate) can be matched.

추가적으로, 클라우드 장치 또는 서버(미도시)를 이용하는 경우, 딥러닝 모듈(DM)은 많은 수의 파라미터들을 수신하여 처리할 수 있다. 따라서, 딥러닝 모듈(DM)은 방대한 데이터에 기반하여 학습을 수행할 수 있다.Additionally, when using a cloud device or server (not shown), the deep learning module (DM) may receive and process a large number of parameters. Therefore, the deep learning module (DM) can perform learning based on massive data.

딥러닝 모듈(DM)을 구성하는 입력노드와 출력노드 사이의 노드 및 에지의 가중치는 딥러닝 모듈(DM)의 학습 과정에 의해 업데이트될 수 있다. 또한, 딥러닝 모듈(DM)에서 출력되는 파라미터는 예상 개선율 외에도 다양한 데이터로 추가 확장될 수 있음은 물론이다.The weights of nodes and edges between the input and output nodes constituting the deep learning module (DM) may be updated by the learning process of the deep learning module (DM). In addition, it goes without saying that the parameters output from the deep learning module (DM) can be further expanded with various data in addition to the expected improvement rate.

제어장치(100)는 복수의 사용자에 대한 입력 데이터(즉, 개인정보, 호흡정보, 컨텐츠 정보)를 입력 노드에 인가하고, 출력 데이터(즉, 개선율)을 출력 노드에 인가함으로써, 딥러닝 모듈(DM)을 학습시킬 수 있다.The control device 100 applies input data (ie, personal information, breathing information, content information) for a plurality of users to the input node, and applies the output data (ie, improvement rate) to the output node, so that the deep learning module ( DM) can be learned.

이어서, 제어장치(100)는 미리 학습된 딥러닝 모듈(DM)을 이용하여, 사용자의 각 컨텐츠별 예상 개선율을 도출하고, 이를 기초로 사용자의 호흡능력을 가장 향상시킬 수 있는 최적 호흡훈련 컨텐츠를 도출할 수 있다. Next, the control device 100 uses the pre-learned deep learning module (DM) to derive the expected improvement rate for each content of the user, and based on this, the optimal breathing training content that can most improve the user's breathing ability can be derived

이를 통해, 본 발명은 사용자별 최적 호흡훈련 컨텐츠 선정에 대한 적중률을 높이고, 최적의 호흡훈련 컨텐츠의 선정에 필요한 시간과 리소스를 감소시킬 수 있다.Through this, the present invention can increase the hit rate for selecting the optimal breathing training content for each user, and reduce the time and resources required for the selection of the optimal breathing training content.

전술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위로 나타날 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론이고, 그 등가개념에서 파생되는 모든 변경 및 변형이 가능한 형태까지 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all respects and not restrictive, and the scope of the present invention will be indicated by the appended claims rather than the foregoing detailed description. And it should be construed to be included in the scope of the present invention, as well as the meaning and scope of the claims to be described later, as well as all changes and modifications derived from the equivalent concept.

100 : 제어장치
200 : 호흡측정장치
300 : 디스플레이장치
100: control device
200: respiration measurement device
300: display device

Claims (10)

사용자에게 호흡훈련 컨텐츠를 제공하는 호흡훈련 시스템에 있어서,
상기 호흡훈련 컨텐츠를 표시하는 디스플레이장치;
상기 사용자의 호흡이 인가되는 유로부의 내부압력에 대한 호흡정보, 및 상기 유로부의 위치변화에 대한 위치변화정보를 측정하는 호흡측정장치; 및
상기 측정 데이터를 수신하고, 상기 측정 데이터를 기초로 상기 호흡훈련 컨텐츠의 동작을 제어하는 제어장치를 포함하되,
상기 제어장치는,
상기 위치변화정보를 기초로, 상기 호흡훈련 컨텐츠 내에 포함된 포인터의 위치를 변경하고,
상기 호흡정보를 기초로, 상기 포인터에 대한 입력을 수행하는 것을 포함하는
호흡훈련 시스템.
In a breathing training system that provides breathing training contents to a user,
a display device for displaying the breathing training contents;
Respiratory measurement device for measuring respiration information about the internal pressure of the flow path part to which the user's respiration is applied, and position change information for the position change of the flow path part; and
Receiving the measurement data, including a control device for controlling the operation of the breathing training content based on the measurement data,
The control device is
Based on the position change information, change the position of the pointer included in the breathing training content,
Based on the respiration information, comprising performing an input to the pointer
breathing training system.
제1 항에 있어서,
상기 제어장치는,
상기 호흡정보를 기초로, 사용자의 호기 또는 흡기를 판단하고,
상기 호흡정보가 호기로 판단된 경우, 상기 포인터에 대해 제1 입력을 수행하고,
상기 호흡정보가 흡기로 판단된 경우, 상기 포인터에 대해 상기 제1 입력과 다른 제2 입력을 수행하는
호흡훈련 시스템.
According to claim 1,
The control device is
Based on the respiration information, determining the user's exhalation or inspiration,
When it is determined that the respiration information is exhalation, a first input is performed with respect to the pointer,
When it is determined that the respiration information is inspiration, performing a second input different from the first input with respect to the pointer
breathing training system.
제2 항에 있어서,
상기 제1 입력은, 상기 포인터에 대한 좌클릭 입력에 대응되고,
상기 제2 입력은, 상기 포인터에 대한 우클릭 입력에 대응되는
호흡훈련 시스템.
3. The method of claim 2,
The first input corresponds to a left-click input with respect to the pointer,
The second input corresponds to a right-click input with respect to the pointer.
breathing training system.
제2 항에 있어서,
상기 제1 입력은, 상기 호흡훈련 컨텐츠 내에서 상기 포인터가 지시하는 캐릭터 또는 아이템에 대한 선택입력에 대응되고,
상기 제2 입력은, 선택된 상기 캐릭터 또는 상기 아이템에 대한 미리 정해진 동작에 대한 수행입력에 대응되는
호흡훈련 시스템.
3. The method of claim 2,
The first input corresponds to a selection input for a character or item indicated by the pointer in the breathing training content,
The second input corresponds to an input for performing a predetermined operation with respect to the selected character or item.
breathing training system.
제1 항에 있어서,
상기 제어장치는,
상기 호흡정보를 기초로, 상기 사용자의 호흡 정확도, 호흡 지속시간, 또는 호흡 반응패턴을 분석하고,
상기 분석의 결과를 기초로, 상기 사용자의 호흡시간 또는 호흡압력에 대한 평균값을 도출하고,
상기 도출된 평균값를 기초로, 상기 사용자의 호흡시간 또는 호흡압력에 대한 목표값 또는 증감단위를 산출하고,
상기 목표값 및 증감단위를 기초로, 최적 호흡훈련 컨텐츠를 선정하는
호흡훈련 시스템.
According to claim 1,
The control device is
Based on the respiration information, analyzing the user's respiration accuracy, respiration duration, or respiration response pattern,
Based on the result of the analysis, an average value for the user's respiration time or respiration pressure is derived,
Based on the derived average value, calculating a target value or an increase/decrease unit for the user's respiration time or respiration pressure,
Based on the target value and the increase/decrease unit, the optimal breathing training content is selected.
breathing training system.
제1 항에 있어서,
상기 제어장치는,
상기 호흡훈련 컨텐츠를 수행하는 동안 상기 사용자의 호흡 정확도, 호흡 지속시간, 또는 호흡 반응패턴을 분석하고,
상기 분석의 결과를 기초로, 폐활량의 증감, 호흡 지속시간의 증감 또는 호흡압력의 증감에 대한 개선 가능범위를 산출하고,
상기 산출된 개선 가능범위를 기초로, 최적 호흡훈련 컨텐츠를 선정하는
호흡훈련 시스템.
According to claim 1,
The control device is
Analyze the user's breathing accuracy, breathing duration, or breathing response pattern while performing the breathing training contents,
Based on the results of the analysis, calculate the improvement possible range for the increase or decrease in lung capacity, increase or decrease in breathing duration, or increase or decrease in respiratory pressure,
Based on the calculated improvement possible range, the optimal breathing training content is selected.
breathing training system.
제6 항에 있어서,
상기 최적 호흡훈련 컨텐츠를 선정하는 것은,
상기 개선 가능범위를 기초로, 사용자의 훈련 레벨에 따른 예상 개선율을 산출하고,
상기 예상 개선율을 기초로, 상기 호흡훈련 컨텐츠의 종류 또는 레벨을 선정하는 것을 포함하는
호흡훈련 시스템.
7. The method of claim 6,
Selecting the optimal breathing training content is,
Calculating an expected improvement rate according to the user's training level based on the improvement possible range,
Based on the expected improvement rate, comprising selecting the type or level of the breathing training content
breathing training system.
제1 항에 있어서,
상기 제어장치는,
미리 학습된 딥러닝 모듈을 이용하여 호흡훈련 컨텐츠의 예상 개선율을 산출하고, 산출된 상기 예상 개선율을 이용하여 최적 호흡훈련 컨텐츠를 선정하는 것을 포함하되,
상기 딥러닝 모듈은,
상기 사용자의 개인정보, 상기 호흡정보 및 컨텐츠 정보를 입력 노드로 하는 입력 레이어와,
상기 개선율을 출력 노드로 하는 출력 레이어와,
상기 입력 레이어와 상기 출력 레이어 사이에 배치되는 하나 이상의 히든 레이어를 포함하고,
상기 입력 노드와 상기 출력 노드 사이의 노드 및 에지의 가중치는 상기 딥러닝 모듈의 학습 과정에 의해 업데이트되는
호흡훈련 시스템.
According to claim 1,
The control device is
Calculating the expected improvement rate of the breathing training contents using a pre-learned deep learning module, and selecting the optimal breathing training contents using the calculated expected improvement rate,
The deep learning module,
an input layer using the user's personal information, the respiration information, and content information as input nodes;
an output layer using the improvement rate as an output node;
one or more hidden layers disposed between the input layer and the output layer;
The weights of nodes and edges between the input node and the output node are updated by the learning process of the deep learning module.
breathing training system.
제1 항에 있어서,
상기 호흡측정장치는,
상기 유로부의 양압 또는 음압을 측정하여 상기 호흡정보를 측정하는 압력센서부와,
상기 유로부의 위치변화를 감지하여 상기 위치변화정보를 측정하는 위치변화센서부와,
측정된 상기 호흡정보 및 상기 위치변화정보를 상기 제어장치에 전송하는 통신부을 포함하는
호흡훈련 시스템.
According to claim 1,
The respiration measurement device,
A pressure sensor unit for measuring the respiration information by measuring the positive or negative pressure of the flow passage;
a position change sensor unit for detecting the position change of the flow path and measuring the position change information;
Comprising a communication unit for transmitting the measured respiration information and the position change information to the control device
breathing training system.
내측에 관통홀이 형성된 하우징;
상기 하우징의 일측에 형성된 유로부;
상기 유로부의 일측에 형성되어, 사용자의 구강에 체결되는 개구부;
상기 유로부의 타측에 형성되며, 상기 개구부보다 좁은 직경으로 형성되는 토출부;
상기 유로부 내의 양압 또는 음압을 측정하는 압력센서부, 및 상기 하우징의 위치변화를 감지하는 위치변화센서부를 포함하는 센서모듈;
상기 유로부의 측부에 형성된 관통홀 및 상기 센서모듈을 연결하는 연결부; 및
상기 압력센서부에서 측정된 호흡정보 및 상기 위치변화센서에서 측정된 위치변화정보를 제어장치로 전달하는 통신부를 포함하는
호흡측정장치.

a housing having a through hole formed therein;
a flow passage formed on one side of the housing;
an opening formed on one side of the flow passage and fastened to the user's oral cavity;
a discharge part formed on the other side of the flow path part and having a smaller diameter than the opening part;
a sensor module including a pressure sensor unit for measuring positive or negative pressure in the flow path, and a position change sensor unit for sensing a change in the position of the housing;
a connection part for connecting the through hole formed on the side of the flow passage and the sensor module; and
Respiratory information measured by the pressure sensor unit and the position change information measured by the position change sensor comprising a communication unit for transmitting to a control device
breathing device.

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