KR20220094175A - 피로도 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
피로도 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것으로, 피로도 모니터링 시스템은, 피관리자에게 착용되고, 피관리자의 객관적 정보를 획득하는 제1 정보 수집 장치와, 상기 객관적 정보를 수신하고, 상기 객관적 정보를 학습 모델에 입력하여 상기 피관리자의 피로도를 추정하는 피로도 모니터링 장치를 포함하고, 상기 학습 모델은, 사전에 획득된 상기 피관리자의 객관적 정보 및 상기 피관리자에 의해 입력된 주관적 정보를 이용하여 학습되고, 상기 객관적 정보는, 상기 관리자의 심박수, 상기 제1 정보 수집 장치의 가속도 및 상기 제1 정보 수집 장치의 각가속도 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 주관적 정보는, 상기 피관리자가 주관적으로 느끼는 피로도를 포함할 수 있다.
Description
피로도 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
공장 또는 건설 현장 등과 같이 주변에 여러 위험 요소가 존재하는 산업 현장에서는, 타 산업 대비 상대적으로 많은 안전 사고가 빈번하게 발생하고 있다. 특히 건설 현장에서는 지난 2015년부터 2019년까지 5년간 128,706명의 산업 재해 피해자가 발생하였고, 이들 중 3% 이상이 사망에 이르렀다. 이러한 안전 사고는, 작업자의 미숙함, 개인별 안전 장비의 미사용이나 부실 사용 또는 안전을 위한 보호 시설물의 미비 등에 의해 기인하기도 하나, 작업자의 피로 때문에 발생하는 경우도 상당하다. 피로는 작업자의 물리적 작업의 수행 능력, 인지 능력, 집중력 및 주의력 등을 저하시켜 작업 능률을 떨어뜨리고, 예기치 못한 사고를 유발하게 할 뿐만 아니라, 작업자가 발생된 사고에 대응하기 어렵게 한다. 또한, 장시간의 피로는 작업자의 뇌, 심혈관 질환이나 근골격계 질환 등을 유발하여 과로사 등의 원인이 되고 있다. 따라서, 작업자의 신체적, 정신적 보호를 위해 작업 현장에서의 작업자의 피로도는 특별히 감시되고 관리될 필요가 존재한다. 공장 또는 건설 현장과 같이 장시간의 정신적 집중과 역동적 작업을 요구하는 현장에서는, 작업자의 피로가 다른 현장에 비해 더욱 더 높게 나타나고 있어 그 감시 및 관리의 필요성이 더욱 증가한다. 그러나 이들 산업은 안전 보건 의식이 상대적으로 낮을 뿐만 아니라, 작업 환경도 대체적으로 상당히 열악한 것이 작금의 현실이다. 최근에는 작업자의 피로 회복 및 산업 재해 방지를 위해 보건 체크 리스트 활용이나 휴식 공간 마련 등과 같은 다양한 방법이 도입되고 있으나, 그럼에도 불구하고 여전히 작업자의 안전 및 건강 관리는 기초적인 수준에 머무르고 있고, 작업자의 피로도 관리 역시 충분히 수행되지 못하고 있다.
작업자의 건강 상태와 피로도를 신속하면서도 정확하게 판단 및 예측하여, 이들에 대한 보다 효과적인 모니터링을 수행하고, 판단 및 예측 결과를 기반으로 작업자의 작업을 효율적으로 관리할 수 있는 피로도 모니터링 시스템 및 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 피로도 모니터링 시스템 및 피로도 모니터링 방법이 제공된다.
피로도 모니터링 시스템은, 피관리자에게 착용되고, 피관리자의 객관적 정보를 획득하는 제1 정보 수집 장치와, 상기 객관적 정보를 수신하고, 상기 객관적 정보를 학습 모델에 입력하여 상기 피관리자의 피로도를 추정하는 피로도 모니터링 장치를 포함하고, 상기 학습 모델은, 사전에 획득된 상기 피관리자의 객관적 정보 및 상기 피관리자에 의해 입력된 주관적 정보를 이용하여 학습되고, 상기 객관적 정보는, 상기 관리자의 심박수, 상기 제1 정보 수집 장치의 가속도 및 상기 제1 정보 수집 장치의 각가속도 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 주관적 정보는, 상기 피관리자가 주관적으로 느끼는 피로도를 포함할 수 있다.
상기 주관적 정보는, 상기 피관리자의 작업 상태 및 피관리자의 피로한 정도에 관한 적어도 하나의 측정 지표 중 적어도 하나를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 측정 지표는 졸림, 관절 강직, 무관심, 숨이 참 및 진이 빠짐 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 피관리자가 주관적으로 느끼는 피로도 및 상기 적어도 하나의 측정 지표는 미리 정의된 주기마다 획득되고, 상기 피관리자의 작업 상태는 작업이 변경되는 시점에 획득되는 것일 수 있다.
상기 피로도 모니터링 장치는, 상기 피관리자의 피로도 및 상기 피관리자의 작업 스케줄을 기반으로 추천 행동을 결정하거나 기 정의된 작업 스케줄을 수정하는 것도 가능하다.
피로도 모니터링 시스템은, 상기 피관리자의 작업 환경에 대한 주변 정보를 획득하되, 상기 주변 정보는 상기 피관리자의 움직임, 피관리자의 동선, 공기 질, 소음, 조도, 온도 및 습도 중 적어도 하나를 포함하는 제2 정보 수집 장치를 더 포함할 수도 있다.
상기 피로도 모니터링 장치는, 상기 주변 정보를 상기 학습 모델에 더 입력하여 상기 피관리자의 피로도를 추정할 수도 있다.
피로도 모니터링 방법은, 피관리자에게 착용된 제1 정보 수집 장치가 피관리자로부터 피관리자의 객관적 정보를 획득하는 단계, 상기 객관적 정보를 피로도 모니터링 장치 또는 단말 장치가 수신하는 단계 및 상기 피로도 모니터링 장치 또는 상기 단말 장치가 상기 객관적 정보를 학습 모델에 입력하여 상기 피관리자의 피로도를 추정하되, 상기 학습 모델은, 사전에 획득된 상기 피관리자의 객관적 정보 및 상기 피관리자에 의해 입력된 주관적 정보를 이용하여 학습된 것인 단계를 포함하고, 상기 객관적 정보는, 상기 관리자의 심박수, 상기 제1 정보 수집 장치의 가속도 및 상기 제1 정보 수집 장치의 각가속도 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 주관적 정보는, 상기 피관리자가 주관적으로 느끼는 피로도를 포함할 수 있다.
상기 주관적 정보는, 상기 피관리자의 작업 상태 및 피관리자의 피로한 정도에 관한 적어도 하나의 측정 지표 중 적어도 하나를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 측정 지표는 졸림, 관절 강직, 무관심, 숨이 참 및 진이 빠짐 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 피관리자가 주관적으로 느끼는 피로도 및 상기 적어도 하나의 측정 지표는 미리 정의된 주기마다 획득된 것이고, 상기 피관리자의 작업 상태는 작업이 변경되는 시점에 획득된 것일 수 있다.
피로도 모니터링 방법은, 상기 피관리자의 피로도 및 상기 피관리자의 작업 스케줄을 기반으로 추천 행동을 결정하는 단계 및 기 정의된 작업 스케줄을 수정하는 단계 중 적어도 하나를 더 포함하는 것도 가능하다.
피로도 모니터링 방법은, 제2 정보 수집 장치가 상기 피관리자의 작업 환경에 대한 주변 정보를 획득하는 단계를 포함하되, 상기 주변 정보는 상기 피관리자의 움직임, 피관리자의 동선, 공기 질, 소음, 조도, 온도 및 습도 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
상기 피로도 모니터링 장치 또는 상기 단말 장치가 상기 객관적 정보를 학습 모델에 입력하여 상기 피관리자의 피로도를 추정하는 단계는, 상기 피로도 모니터링 장치 또는 상기 단말 장치가, 상기 객관적 정보 및 상기 주변 정보를 상기 학습 모델에 입력하여 상기 피관리자의 피로도를 추정하는 단계를 포함하는 것도 가능하다.
상술한 피로도 모니터링 시스템 및 방법에 의하면, 작업자의 건강 상태와 피로도를 신속하면서도 정확하게 판단 및 예측하여, 작업자의 건강 상태와 피로도에 대한 보다 효과적인 모니터링을 수행할 수 있게 되는 효과를 얻을 수 있다.
상술한 피로도 모니터링 시스템 및 방법에 의하면, 하나 또는 다수의 작업자 또는 이들 작업자의 관리자 등은 각각의 작업자의 상태를 객관적이고 직관적으로 파악할 수 있게 되는 장점도 얻을 수 있다.
상술한 피로도 모니터링 시스템 및 방법에 의하면, 판단 또는 예측된 작업자의 건강 상태와 피로도를 기반으로 작업자의 피로도 수준을 고려하여 작업 인력 배치 및 작업 스케쥴 등을 수립 및 운영함으로써, 작업의 효율적 관리 및 조절이 가능하게 되고, 이에 따라 작업자의 작업 능률 향상 등과 같은 긍정적인 효과도 얻을 수 있게 된다.
상술한 피로도 모니터링 시스템 및 방법에 의하면, 공장이나 건설 현장 등에 있어서 피로도가 높은 위험 근로자를 조기에 파악하여 건강 상태가 좋지 않거나 피로도가 높아 작업에 지장을 줄 수 있는 작업자를 작업에서 배제함으로써 개개인의 또는 전체적인 작업 능률 저하를 방지할 수 있게 될 뿐만 아니라, 산업 재해로부터 작업자 등을 사전에 보호할 수 있게 되어 작업 현장의 안전성을 개선할 수 있게 되는 효과도 획득할 수 있다.
상술한 피로도 모니터링 시스템 및 방법에 의하면, 피로 작업자의 휴식 등을 통해 산업 현장의 작업 환경을 재고하고, 작업자의 안전 및 건강에 대한 지속적인 관리를 수행할 수 있게 되는 효과도 획득 가능하다.
도 1은 피로도 모니터링 시스템의 일 실시예에 대한 개요도이다.
도 2는 제1 정보 수집 장치의 일 실시예에 대한 블록도이다.
도 3은 주관적 정보 획득 과정의 일례를 설명하기 위한 제1 도이다.
도 4는 주관적 정보 획득 과정의 일례를 설명하기 위한 제2 도이다.
도 5는 주관적 정보 획득 과정의 일례를 설명하기 위한 제3 도이다.
도 6은 피로도 모니터링 장치의 일 실시예에 대한 블록도이다.
도 7은 피로도 단계 각각에 대한 구체적인 설명을 나타낸 도표이다.
도 8은 피로도 모니터링 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.
도 2는 제1 정보 수집 장치의 일 실시예에 대한 블록도이다.
도 3은 주관적 정보 획득 과정의 일례를 설명하기 위한 제1 도이다.
도 4는 주관적 정보 획득 과정의 일례를 설명하기 위한 제2 도이다.
도 5는 주관적 정보 획득 과정의 일례를 설명하기 위한 제3 도이다.
도 6은 피로도 모니터링 장치의 일 실시예에 대한 블록도이다.
도 7은 피로도 단계 각각에 대한 구체적인 설명을 나타낸 도표이다.
도 8은 피로도 모니터링 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.
이하 명세서 전체에서 동일 참조 부호는 특별한 사정이 없는 한 동일 구성요소를 지칭한다. 이하에서 사용되는 '부'가 부가된 용어는, 소프트웨어 및/또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예에 따라 하나의 '부'가 하나의 물리적 또는 논리적 부품으로 구현되거나, 복수의 '부'가 하나의 물리적 또는 논리적 부품으로 구현되거나, 하나의 '부'가 복수의 물리적 또는 논리적 부품들로 구현되는 것도 가능하다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 어떤 부분과 다른 부분이 상호 간에 물리적으로 연결되었음을 의미할 수도 있고, 및/또는 전기적으로 연결되었음을 의미할 수도 있다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분을 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분 이외의 또 다른 부분을 제외하는 것이 아니며, 설계자의 선택에 따라서 또 다른 부분을 더 포함할 수 있음을 의미한다. 제1 내지 제N(N은 1 이상의 자연수) 등의 표현은, 적어도 하나의 부분(들)을 다른 부분(들)으로부터 구분하기 위한 것으로, 특별한 기재가 없는 이상 이들이 순차적임을 반드시 의미하지는 않는다. 또한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
이하 도 1 내지 도 7을 참조하여 피로도 모니터링 시스템의 일 실시예를 설명하도록 한다.
도 1은 피로도 모니터링 시스템의 일 실시예에 대한 개요도이다.
도 1에 도시된 바를 참조하면, 피로도 모니터링 시스템(1)은, 일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 정보 수집 장치(10)와 피로도 모니터링 장치(400)를 포함할 수 있으며, 실시예에 따라, 적어도 하나의 단말 장치(300)나 관리자 단말 장치(500)를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 적어도 하나의 정보 수집 장치(10), 피로도 모니터링 장치(400) 및 적어도 하나의 단말 장치(300, 500) 중 적어도 둘은, 소정의 통신 네트워크(2)를 이용하여 일방으로 또는 쌍방으로 데이터, 명령 또는 프로그램 등을 전달할 수 있다. 예를 들어, 정보 수집 장치(10)는 피로도 모니터링 장치(400)와 직접 통신 가능하게 연결되어 수집한 피관리자(예를 들어, 공장이나 건설 현장 등의 작업자 등)에 대한 정보를 통신 네트워크(2)를 통해 직접 피로도 모니터링 장치(400)로 전달할 수도 있다. 다른 예를 들어, 정보 수집 장치(10)는 단말 장치(300)와 통신 가능하게 연결되고, 단말 장치(300)는 피로도 모니터링 장치(400)와 통신 가능하게 마련되어, 정보 수집 장치(10)가 수집한 정보는 단말 장치(300)를 경유하여 피로도 모니터링 장치(400)로 전달될 수도 있다. 여기서, 통신 네트워크(2)는, 유선 통신 네트워크, 무선 통신 네트워크 또는 이들의 조합으로 구축된 것일 수 있다. 무선 통신 네트워크는, 원거리 통신 네트워크 및 근거리 통신 네트워크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 원거리 통신 네트워크는, 예를 들어, 3GPP, 3GPP2, 와이브로 또는 와이맥스 계열 등의 이동 통신 규격을 기반으로 구현된 이동 통신 네트워크(롱 텀 이볼루션(LTE: Long Term Evolution)이나 5G 통신 기술 등)를 기반으로 구현된 것일 수 있다. 또한, 근거리 통신 네트워크는, 예를 들어, 블루투스(Bluetooth), 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy), 와이파이(Wi-Fi), 와이파이 다이렉트(Wi-Fi Direct), 지그비(zigbee), 캔(CAN) 통신, 알에프아이디(RFID: Radio-Frequency IDentification), 초광대역(UWB: Ultra-WideBand) 통신, 엔에프씨(NFC: Near Field Communication) 등의 통신 기술을 기반으로 구현된 것일 수 있다.
정보 수집 장치(10)는, 적어도 하나의 피관리자 각각에 착용되거나 부착되어, 해당 피관리자로부터 정보를 수집하는 적어도 하나의 제1 정보 수집 장치(100)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라서, 하나의 피관리자에게는 하나의 제1 정보 수집 장치(100)가 착용될 수도 있고, 또는 복수의 제1 정보 수집 장치(100)가 착용될 수도 있다. 적어도 하나의 제1 정보 수집 장치(100)는, 실시예에 따라, 스마트 시계, 스마트 밴드, 스마트폰, 스마트 태그 및/또는 두부 장착형 디스플레이(HMD: Head Mounted Display) 장치 등을 이용하여 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 정보 수집 장치(100)는 피관리자로부터 피관리자의 생체나 활동에 관련된 정보(이하 객관적 정보)를 획득하거나 및/또는 피관리자가 자신의 상태나 기분 등을 직접 입력한 정보(이하 주관적 정보) 등을 획득할 수 있다. 여기서, 객관적 정보는, 예를 들어, 피관리자의 심박수, 심전도, 혈중 산소, 체온 또는 움직임의 속도나 가속도 등과 같은 정보를 포함할 수 있다. 주관적 정보는, 피관리자가 느끼는 피곤한 정도(피로도 수준), 피관리자가 판단한 피관리자의 현 상태(휴식이나 작업 등) 또는 피관리자의 피로한 정도에 관한 적어도 하나의 측정 지표에 대해 피관리자가 선택한 값 등을 포함할 수 있다.
도 2는 제1 정보 수집 장치의 일 실시예에 대한 블록도이고, 도 3 내지 도 5는 주관적 정보 획득 과정의 일례를 설명하기 위한 제1 내지 제3 도이다.
도 2에 도시된 바를 참조하면, 일 실시예에 따른 제1 정보 수집 장치(100)는, 출력부(101)와, 조작부(103)와, 저장부(105)와, 통신부(107)와, 측정부(110)와, 프로세서(120)를 포함할 수 있다. 여기서, 출력부(101), 조작부(103), 저장부(105), 통신부(107), 측정부(110) 및 프로세서(120) 중 적어도 둘은 회로선, 케이블 또는 무선 통신 기술 등을 이용하여 전기적으로 연결되어, 일방으로 또는 쌍방으로, 명령이나 데이터 등에 대응하는 신호를 전달할 수 있게 마련된다. 이들 중 일부는, 상황에 따라, 생략 가능하다.
출력부(101)는, 피관리자 등에게 필요한 정보나 피관리자에게 요구하는 질의 등을, 시각적 또는 청각적으로 출력하여 피관리자에게 제공하고, 피관리자가 이에 대응하는 응답을 입력하도록 함으로써, 제1 정보 수집 장치(100)가 피관리자로부터 해당 피관리자에 대한 적어도 하나의 주관적 정보를 획득하도록 할 수 있다. 여기서, 출력부(101)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 디스플레이(102)를 이용하여 구현될 수도 있고, 스피커 장치 등을 더 이용하여 구현될 수도 있다.
일 실시예에 의하면, 디스플레이(102)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 피관리자에게 자신이 피로한 정도에 대한 입력 요청 메시지(102a, 문자, 기호, 숫자, 도형, 정지 영상 및/또는 동영상 등을 포함 가능함)를 하나 이상 표시할 수 있다(s1). 만약 피관리자가 조작부(103, 일례로 터치 스크린, 물리 버튼 또는 노브 등) 등을 조작하여 자신이 피로한 수준(102b, 예를 들어, 후술하는 바와 같이 레벨 0 내지 레벨 5 중 어느 하나)을 선택하면, 디스플레이(102)는, 이에 응하여 피관리자의 선택 결과(102b) 등을 순차적으로 표시할 수도 있다(s2).
다른 실시예에 따르면, 디스플레이(102)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 현재의 피관리자의 작업 상태에 대한 정보에 대한 입력 요청 메시지(102c)를 하나 이상 표시할 수 있다(s3). 또한, 순차적으로 디스플레이(102)는, 피관리자의 조작이나 미리 정의된 설정에 따라, 작업 상태에 대한 선택지(102d)을 출력하여, 피관리자가 이들 선택지(120d) 중 자신의 상태에 부합하는 선택지를 고르도록 할 수도 있다(s4). 여기서, 작업 상태에 대한 선택지(102d)는, 설계자, 관리자 또는 기타 사용자 등에 의해 사전에 미리 정의된 것일 수 있으며, 예를 들어, [작업 중], [휴식 중], [수면 중], [취식 중], [이동 중] 및 [작업 준비 중] 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 디스플레이(102)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 현재의 피관리자의 피로한 정도에 대한 하나 또는 둘 이상의 측정 지표(102e)를 시각적으로 출력하여 피관리자에게 제시하고, 피관리자는 제시된 하나 또는 둘 이상의 측정 지표(102e) 중에서 피관리자가 느끼는 자신의 상태에 대응하는 적어도 하나의 측정 지표(102e)를 선택하도록 함으로써, 제1 정보 수집 장치(100)가 해당 시점에서 피관리자의 피로도와 관련된 기분이나 상태에 대한 보다 구체적인 정보를 획득하도록 할 수도 있다. 일 실시예에 의하면, 측정 지표(102e)는 소피(SOFI: Swedish Occupational Fatigue Inventory) 또는 이를 각국의 상황에 맞게 보정한 것을 기반으로 정의될 수도 있다. 측정 지표(102e)는, 예를 들어, 졸림(sleepiness), 관절 강직(physical discomfort), 숨이 참(physical exertion), 진 빠짐(Lack of exertion) 및 무관심(lack of motivation)의 5가지 요소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 디스플레이(102)는, 이들 측정 지표(102e)를 순차적으로 또는 동시에 출력할 수 있으며, 피관리자 등은 조작부(103)를 조작하여 졸음이 오는지 여부나, 관절이 뻣뻣하게 느껴지는지 여부나, 숨이 찬지 여부나, 진이 빠졌는지 여부나, 또는 주변에 대한 무관심 정도를 소정의 조작부(103) 등을 조작하여 제1 정보 수집 장치(100)에 입력할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 디스플레이(102)는, 피로한 정도에 대한 입력 요청 메시지(102a), 작업 상태에 대한 입력 요청 메시지(102c), 작업 상태에 대한 선택지(102d) 및/또는 적어도 하나의 측정 지표(102e) 등을, 모두 동시에 출력할 수도 있고, 모두 이시에 출력할 수도 있으며, 이들 중 일부만 출력할 수도 있다. 또한, 디스플레이(102)는 피로한 정도에 대한 입력 요청 메시지(102a), 작업 상태에 대한 입력 요청 메시지(102c), 작업 상태에 대한 선택지(102d) 및/또는 적어도 하나의 측정 지표(102e) 등을 미리 정의된 시점마다 출력할 수도 있고, 임의적인 시점에 출력할 수도 있다. 또한, 디스플레이(102)는 이들을 각각 독립적으로 출력할 수도 있다. 보다 구체적으로 예를 들어, 피로한 정도에 대한 입력 요청 메시지(102a)는 미리 정의된 시간 주기(일례로 30분 또는 1시간)마다 출력되고, 작업 상태에 대한 입력 요청 메시지(102c)나 작업 상태에 대한 선택지(102d)는 작업이 변경되는 시점(일례로 출근 시간, 식사 시간이나 퇴근 시간 등)이나 해당 시점의 전후에 출력되며 및/또는 적어도 하나의 측정 지표(102e)는 미리 정의된 시간 주기(1시간)마다 출력되거나 또는 적어도 하나의 특정한 시점(일례로 오후 3시 등)에 출력되도록 설계될 수도 있다. 이와 같은 출력 시점은 피관리자, 피관리자에 대한 관리자, 설계자 또는 기타 사용자 등에 의해 임의적으로 선택될 수도 있다. 이에 따라 소정의 주기로 또는 임의적 시점에, 피관리자로부터 피로한 정도나, 작업 상태나 또는 피로의 구체적인 내용(측정 지표)의 획득이 가능하게 된다. 이들 메시지나 영상의 출력은, 프로세서(120)의 제어를 기반으로 수행될 수 있다.
또한, 출력부(101)는, 예를 들어, 제1 정보 수집 장치(100)의 착용자(즉, 피관리자)의 피로도에 대한 개략적이거나 구체적인 정보(피로도 모니터링 장치(400)에 의해 추정된 피로도)나, 피로도의 수준에 대응하는 경고 메시지나, 각 피관리자의 피로도를 반영하여 구축되거나 수정된 작업 스케줄이나, 피관리자의 현재 상태에 대응하여 피관리자가 취해야 할 추천 행위(일례로 휴식이나 수면) 등을 출력하여 피관리자에게 제공할 수도 있다. 이는 해당 메시지를 디스플레이(102)를 통해 시각적으로 출력하거나, 메시지의 내용 또는 메시지에 상응하는 음향(일례로 안내 음성이나 경고음 등)을 스피커 장치 등을 통해 청각적으로 출력함으로써 수행될 수도 있다. 이에 따라 피관리자는 출력부(101)가 제공하는 정보를 기반으로 피관리자의 피로도의 적절한 관리를 위한 조치나 행동을 취할 수 있게 되고, 작업 능률이나 안전의 최적화가 이루어질 수 있게 된다.
조작부(103)는, 피관리자로부터 정보나 질의에 대한 응답 등을 피관리자의 조작 등에 따라 수신할 수 있도록 마련된다. 조작부(103)는, 예를 들어, 터치 스크린, 터치 패드, 노브, 휠, 스틱형 조작 장치, 키보드, 마우스, 태블릿 입력 장치, 트랙 볼, 트랙패드, 스캐너 장치, 영상 촬영 모듈, 초음파 스캐너, 동작 감지 센서, 수광 센서, 감압 센서, 근접 센서 및/또는 마이크로 폰 등을 이용하여 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 조작부(103)는 도 3에 도시된 바와 같이, 피관리자가, 입력 요청 메시지(102a)에 응하여 피로한 정도를 선택하도록 할 수 있다. 이 경우, 피관리자가 선택 가능한 피로 수준은, 다수(일례로 6개)의 레벨로 나눠 정의될 수 있으며, 구체적으로 예를 들어, 레벨 0 내지 레벨 5(전혀 피로하지 않은 레벨, 아주 조금 피로한 레벨, 조금 피로한 레벨, 피로한 레벨, 많이 피로한 레벨 및 매우 피로한 레벨 등) 등으로 구분될 수 있다. 피관리자가 선택 가능한 피로 수준은, 후술하는 피로도 데이터베이스(도 6의 420, 도 7의 421)의 구조에 대응하여 정의될 수도 있다.
다른 실시예에 따르면, 조작부(103)는 도 4에 도시된 바와 같이 피관리자의 작업 상태나, 피관리자의 피로한 정도를, 피관리자가 직접 입력하도록 할 수도 있다. 조작부(103)는, 피관리자의 조작에 응하여 신호를 발생시키고, 발생된 신호는 프로세서(120)로 전달되고, 프로세서(120)는 이에 응하여 필요한 데이터를 저장부(105)에 저장하거나 통신부(107)를 통해 다른 장치(300 내지 500)으로 전달하도록 할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 것처럼 조작부(103)는 제시된 하나 또는 복수의 측정 지표(102e) 중 피관리자의 상태에 대응하는 적어도 하나의 측정 지표(102e)에 대한 선택 명령을 피관리자로부터 직접 입력 받을 수도 있다.
저장부(105)는 제1 정보 수집 장치(100)의 동작에 필요한 각종 정보 등을 일시적 또는 비일시적으로 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(105)는 출력부(101)에 의해 출력될 메시지(102a 내지 102e, 문자나 영상 등)에 대한 내용을 저장하거나, 조작부(103)의 조작 결과에 따라 획득된 피관리자에 대한 정보(일례로 심박수, 움직임 속도 또는 움직임 가속도 등)를 저장할 수도 있다. 피관리자에 대한 정보는, 실시예에 따라서, 해당 정보가 취득된 시점(연도, 월, 일 및/또는 시각 등)가 더 부가되어 저장부(105)에 저장될 수도 있다. 또한, 저장부(105)는 프로그램(앱, 애플리케이션 또는 소프트웨어로도 지칭 가능함)을 저장할 수도 있다. 여기서, 프로그램은, 프로그래머 등의 설계자에 의해 직접 작성 또는 수정된 후 저장부(105)에 저장된 것일 수도 있고, 다른 물리적 기록 장치(데스크톱 컴퓨터, 외장 메모리 장치나 콤팩트 디스크(CD) 등)으로부터 전달받아 저장된 것일 수도 있으며, 및/또는 유무선 통신 네트워크를 통해 접속 가능한 전자 소프트웨어 유통망을 통하여 획득 또는 갱신된 것일 수도 있다. 저장부(105)는, 예를 들어, 주기억장치 및 보조기억장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 주기억장치는 롬(ROM) 및/또는 램(RAM)과 같은 반도체 저장 매체를 이용하여 구현된 것일 수 있고, 보조기억장치는, 플래시 메모리 장치(일례로 솔리드 스테이트 드라이브(SSD, Solid State Drive) 등), SD(Secure Digital) 카드, 하드 디스크 드라이브(HDD, Hard Disc Drive), 콤팩트 디스크, 디브이디(DVD), 레이저 디스크, 자기 테이프 또는 자기 드럼 등과 같이 데이터를 영구적 또는 반영구적으로 저장 가능한 적어도 하나의 저장 매체를 이용하여 구현될 수 있다.
통신부(107)는 조작부(103)의 조작에 따라 획득되거나, 측정부(110)의 측정 결과에 따라 획득되거나, 저장부(105) 등에 저장된 적어도 하나의 정보를 외부의 다른 장치, 일례로 단말 장치(300)나 피로도 모니터링 장치(400) 등으로 전달하고, 필요에 따라서 피로도 모니터링 장치(400) 등으로부터 추정된 피로도나 피관리자가 취해야 할 행동에 대한 정보 등을 수신하고, 이를 출력부(101), 저장부(105) 및 프로세서(120) 중 적어도 하나로 전달할 수도 있다. 적어도 하나의 정보의 전달은 주기적으로 또는 비주기적으로 수행될 수도 있으며, 예를 들어, 프로세서(120)의 제어나, 피관리자 또는 다른 시스템 관리자 등의 수동 조작 등에 따라 임의의 시점에 수행될 수도 있다. 통신부(107)는, 랜 카드, 근거리 통신 모듈 및 이동 통신 모듈 중 적어도 하나를 통해 구현될 수 있다.
측정부(110)는, 피관리자로부터 객관적 정보를 측정하여 획득하고, 획득한 객관적 정보를 저장부(105), 통신부(107) 및 프로세서(120) 중 적어도 하나로 전달할 수 있다. 측정부(110)는, 일 실시예에 의하면, 심박센서(111), 가속도센서(112) 또는 자이로센서(113)를 포함할 수 있다. 심박센서(111)는, 피관리자의 심박수를 측정할 수 있고, 가속도센서(112)는 제1 정보 수집 장치(100)의 가속도 벡터 값(일례로, 제1 정보 수집 장치(100)가 스마트 시계인 경우, 피관리자의 전완의 움직임에 대한 벡터 값)을 획득할 수 있으며, 자이로 센서(113)는 제1 정보 수집 장치(100)의 회전 각속도 또는 회전 각가속도(일례로 제1 정보 수집 장치(100)가 스마트 시계인 경우, 제1 정보 수집 장치(100)가 장착된 피관리자의 전완의 회전 각속도 또는 회전 각가속도)를 측정할 수 있게 마련된다. 이에 따라 피관리자의 현재 심박동이 정상적인지 비정상적인지 여부나, 피관리자의 움직임이 정상적인지, 지나치게 느리거나 빠른 지 또는 비정상적인지 여부 등이 측정될 수 있게 된다. 측정부(110)는 주기적으로 또는 비주기적으로 객관적 정보를 측정할 수 있다. 예를 들어, 심박센서(111), 가속도센서(112) 또는 자이로센서(113)는, 매 1초 또는 매 10초마다 심박수, 가속도 또는 회전가속도 등을 측정하고, 통신부(107)나 프로세서(120) 등으로 측정 결과를 전달할 수 있다.
프로세서(120)는 제1 정보 수집 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있으며, 예를 들어, 출력부(101), 저장부(105), 통신부(107), 측정부(110) 각각에 대해 제어 신호를 전송하여, 피관리자로부터 주관적 정보 또는 객관적 정보가 획득되거나, 획득한 정보가 다른 장치(300, 400)으로 전달되도록 할 수도 있다. 구체적으로 예를 들어, 프로세서(120)는 클럭(121)을 이용하여 원하는 시점에 측정부(110), 일례로 심박센서(111), 가속도센서(112) 및 자이로센서(113) 중 적어도 하나로 제어 신호를 전송하여, 이들 센서(111 내지 113)가 측정 결과를 프로세서(120) 등으로 제공하도록 하거나, 및/또는 출력부(101)에 제어 신호를 전송하여 출력부(101)가 적어도 하나의 메시지나 선택지(102a, 102c, 102d, 102e) 등을 주기적으로 또는 미리 정의된 시점에 출력하도록 제어할 수도 있다. 또한, 프로세서(120)는 통신부(107)가 수신한 피로도에 대한 추정 결과나 피관리자에 대해 요청되는 행동(휴식 등)에 대한 정보 등의 수신에 응해 출력부(101)를 제어하여 피관리자가 작업을 계속하도록 하거나 또는 피로를 절감하기 위한 다른 행동을 취하도록 유도할 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는, 피로도 모니터링 장치(400)로부터 수신한 피로도가 미리 정의된 값을 초과하는 경우, 출력부(101)가 소정의 경고 신호나 경고 메시지를 시각적 또는 청각적으로 출력하도록 제어할 수도 있다. 실시예에 따라서, 프로세서(120)는 저장부(105)에 저장된 프로그램을 실행시켜 상술한 동작을 수행할 수도 있다. 프로세서(120)는, 예를 들어, 중앙 처리 장치(CPU: Central Processing Unit), 그래픽 처리 장치(GPU: Graphic Processing Unit), 애플리케이션 프로세서(AP: Application Processor), 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller Unit), 전자 제어 유닛(ECU: Electronic Controlling Unit), 마이컴(Micom: Micro Processor) 및/또는 이외 각종 연산 및 제어 처리를 수행할 수 있는 적어도 하나의 전자 장치 등을 포함할 수 있다. 이들 처리 또는 제어 장치는, 예를 들어, 하나 또는 둘 이상의 반도체 칩, 회로 또는 관련 부품 등을 단독으로 이용하거나 조합하여 구현된 것일 수도 있다.
또한, 정보 수집 장치(10)는, 일 실시예에 있어서, 제2 정보 수집 장치(200)를 더 포함하는 것도 가능하다. 제2 정보 수집 장치(200)는 피관리자가 착용하거나 또는 피관리자에게 부착되지 않은 채로 피관리자의 피로도 측정에 관련된 소정의 정보(이하 주변 정보)를 획득하고, 획득한 주변 정보를 통신 네트워크(2)를 통해, 제1 정보 수집 장치(100), 적어도 하나의 단말 장치(300, 500) 및/또는 피로도 모니터링 장치(400) 등으로 전달할 수 있도록 마련된다. 제2 정보 수집 장치(200)는 적어도 하나의 센서와, 센서에 의해 출력된 전기적 신호를 다른 장치(300, 400)로 전달하는 통신 모듈을 포함하여 구현될 수 있다. 제2 정보 수집 장치(200)는, 예를 들어, 피관리자의 움직임, 동선 또는 주변 환경 등을 촬영하는 카메라 장치(예를 들어, 폐쇄 회로 텔레비전(CCTV) 카메라 장치)나, 피관리자 주변의 환경에 대한 공기 질을 측정하는 공기 질 측정기나, 피관리자 주변의 소음을 측정하는 음향(소음) 측정기나, 작업 현장의 조도를 측정하는 조도 센서나, 작업 현장의 온도를 측정하는 온도 측정기나, 작업 현장의 습도를 측정하는 습도 측정기 등을 포함할 수 있다. 설계자나 사용자 등은 이들 외에도 정보 수집을 위해 이용 가능한 다양한 장치를 제2 정보 수집 장치(200)로 채용할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 단말 장치(300)는, 제1 정보 수집 장치(100)나 제2 정보 수집 장치(200)가 직접 피로도 모니터링 장치(400)와 통신을 수행할 수 없는 경우, 이들 사이를 중개하도록 마련될 수도 있다. 예를 들어, 제1 정보 수집 장치(100)가 블루투스 통신 기술을 기반으로만 통신을 수행할 수 있는 경우, 제1 정보 수집 장치(100)와 피로도 모니터링 장치(400)가 상호 상당한 거리로 격리되어 있다면, 제1 정보 수집 장치(100)가 수집한 정보는 피로도 모니터링 장치(400)로 전달될 수 없다. 이 경우, 단말 장치(300)는 블루투스 통신 기술을 기반으로 제1 정보 수집 장치(100)와 통신 가능하게 연결되어 제1 정보 수집 장치(100)로부터 필요한 데이터(객관적 정보 및 주관적 정보)를 수신하여 획득하고, 획득한 데이터를 이동 통신 기술이나 와이파이 등의 유무선 통신 네트워크(2)를 이용하여 피로도 모니터링 장치(400)로 전달함으로써, 피로도 모니터링 장치(400)가 제1 정보 수집 장치(100)가 수집한 정보를 획득하도록 할 수 있다. 또한, 반대로 단말 장치(300)는 피로도 모니터링 장치(400)로부터 추정된 피로도나 이와 관련된 지시나 요청 등을 수신하고, 수신한 피로도, 지시 또는 요청 등을 제1 정보 수집 장치(100)로 전달하여, 제1 정보 수집 장치(100)가 피로도 모니터링 장치(400)의 판단 결과에 따라 동작하도록 할 수도 있다. 또한, 다른 실시예에 의하면, 단말 장치(300)는 후술하는 피로도 모니터링 장치(400)의 동작의 전부 또는 일부를 수행하도록 마련될 수도 있다. 예를 들어, 단말 장치(300)는 피로도의 추정을 수행하거나, 피로도 모니터링 장치(400)가 추정한 피로도를 기반으로 피관리자의 필요한 행동을 결정하는 등의 동작을 수행할 수도 있다. 이 경우, 피로도 모니터링 장치(400)는, 다수의 제1 정보 수집 장치(100)의 정보 처리에 따른 과부화를 절감할 수 있게 된다.
관리자 단말 장치(500)는, 관리자가 피관리자 각각의 추정된 피로도나 각각에 대한 추천 행동 등을 확인하거나, 피관리자에 대한 작업 스케줄의 보충이나 수정을 행하거나, 또는 피로도 모니터링 장치(400)의 동작에 필요한 정보(각종 설정 값 등)나 지시 등을 입력 받도록 마련된 것일 수 있다. 관리자 단말 장치(500)는, 필요에 따라 추정된 피로도가 미리 정의된 범위를 초과하면, 이에 대응하여 경고 신호 등을 시각적 또는 청각적으로 출력할 수도 있다.
상술한 단말 장치(300) 및 관리자 단말 장치(500) 중 적어도 하나는, 예를 들어, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 서버용 하드웨어 장치, 스마트 폰, 태블릿 피씨, 스마트 시계, 스마트 밴드, 스마트 태그, 두부 장착형 디스플레이 장치, 내비게이션 장치, 휴대용 게임기, 리모컨, 디지털 텔레비전, 디지털 미디어 플레이어 장치, 미디어 스트리밍 장치 또는 음향 재생 장치(인공 지능 스피커 등) 등을 이용하여 구현될 수 있다. 상술한 단말 장치(300) 및 관리자 단말 장치(500) 중 적어도 하나는, 실시예에 따라 생략 가능하다.
도 6은 피로도 모니터링 장치의 일 실시예에 대한 블록도이고, 도 7은 도 7은 피로도 단계 각각에 대한 구체적인 설명을 나타낸 도표이다.
피로도 모니터링 장치(400)는, 정보 수집 장치(10)에 의해 수집된 정보(주관적 정보, 객관적 정보 및 주변 정보 중 적어도 하나)를 기반으로, 각각의 제1 정보 수집 장치(100)를 착용한 피관리자 각각에 대한 피로도를 추정하여 획득할 수 있다. 추정된 피로도는, 통신 네트워크(2)를 통해 제1 정보 수집 장치(100), 단말 장치(300) 및 관리자 단말 장치(500) 중 적어도 하나로 전달될 수 있다.
도 6에 도시된 바를 참조하면, 피로도 모니터링 장치(400)는, 일 실시예에 있어, 외부의 장치(100 내지 300, 500)와 수행할 수 있는 통신부(401)와, 사용자나 설계자 등으로부터 명령, 데이터 또는 프로그램 등을 입력 받는 입력부(405)와, 저장부(409)에 저장되거나 프로세서(410)의 처리 결과 등을 시각적 형태 또는 청각적 형태로 출력하여 사용자 등에게 제공하는 출력부(407)와, 데이터나 프로그램 등을 일시적 또는 비일시적으로 저장하는 저장부(409)와, 피로도를 판정하고, 필요에 따라 판정된 피로도를 기반으로 추천 행위를 더 결정하는 프로세서(410)를 포함할 수 있다. 통신부(401), 입력부(405), 출력부(407), 저장부(409) 및 프로세서(410) 중 적어도 둘은, 회로 라인, 케이블 또는 무선 통신 네트워크를 통해 통신 가능하게 연결되어 있을 수 있다. 실시예에 따라, 통신부(401), 입력부(405), 출력부(407) 및 저장부(409) 중 적어도 하나는 생략되는 것도 가능하다.
통신부(401)는 제1 정보 수집 장치(100), 제2 정보 수집 장치(200), 단말 장치(300) 및 관리자 단말 장치(500) 중 적어도 하나와 통신을 수행하여, 제1 정보 수집 장치(100)나 제2 정보 수집 장치(200)로부터 피로도 판정을 위한 데이터를 수신하거나(상황에 따라 제1 정보 수집 장치(100) 대신에 단말 장치(300)로부터 데이터를 수신할 수도 있음), 관리자 단말 장치(500)로부터 동작에 필요한 각종 설정이나 스케줄 등을 수신하거나, 각각의 제1 정보 수집 장치(100) 또는 단말 장치(300)로 해당 피관리자의 피로도에 대한 정보나 이와 관련된 추천 행위를 전달하거나 및/또는 관리자 단말 장치(500)로 모든 또는 일부의 피관리자의 피로도 또는 이에 대응하는 추천 행위 등을 전달할 수 있도록 마련된다. 또한, 통신부(401)는, 프로세서(410)의 동작에 필요한 프로그램(예를 들어, 학습 모델 등을 포함할 수 있음) 등을 전달 받는 것도 가능하다.
저장부(409)는, 프로세서(410)의 동작에 필요한 데이터(주관적 정보, 객관적 정보 및 주변 정보 중 적어도 하나)나, 프로세서(410)의 처리 과정에서 획득되거나 또는 프로세서(410)에 의해 최종적으로 획득된 데이터(일례로 추정된 피로도나 추천 행위 등)나, 프로세서(410)의 동작에 필요한 프로그램(적어도 하나의 학습 모델 등) 등을 저장할 수 있다. 저장부(409)는 상술한 바와 같이 주기억장치 및 보조기억장치 중 적어도 하나를 기반으로 구현된 것일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 저장부(409)는 피로도 데이터베이스(420)를 저장할 수도 있다. 피로도 데이터베이스(420)는, 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 추정된 피로도 수준에 대응하는 피관리자의 상태에 대한 정보를 포함하여 구축된 것일 수 있으며, 피로도의 추정이나 추천 동작의 결정 등을 위해 프로세서(410)에 의해 이용될 수 있다. 보다 상세하게는, 피로도 데이터베이스(420)는 6개의 레벨(레벨 0 내지 레벨 5)을 포함하되, 여기서, 레벨 0은 증상이 없어서 아무런 조치가 필요하지 않은 상태에 대응되고, 레벨 1은 증상이 아주 가끔 나타나고 미비하여 별다른 조치 없이 자연스럽게 없어지는 상태에 대응되고, 레벨 2는 증상이 가끔 나타나 약간 불편하여 10~20분 간의 휴식, 낮잠, 체조 또는 물 마시기가 필요한 상태에 대응하고, 레벨 3은 증상이 자주 나타나 꽤 불편하며 1~2회 정도의 단기간의 전문가 도움이 필요한 상태에 대응하고, 레벨 4는 장기간의 전문가의 도움이 필요한 상태에 대응하며, 레벨 5는 증상이 지속적이고 매우 불편하여 전문가의 도움이 지금 당장 필요한 상태에 대응하도록 정의될 수 있다. 이 경우, 프로세서(410)는, 피관리자의 객관적 정보, 주관적 정보 및 주변 정보 중 적어도 하나를 기반으로 학습 모델 등을 이용하여 피로도 수준(레벨)을 결정하고, 피로도 데이터베이스(420)를 참조하여 결정된 피로도 수준에 대응하는 정보를 검출하고, 이를 기반으로 추천 행동을 결정하거나, 또는 제1 정보 수집 장치(100)나 관리자 단말 장치(500) 등으로 해당 정보를 전달할 수도 있다. 또한, 피로도 데이터베이스(420)는, 적어도 하나의 측정 지표(102e)에 따른 피로도 수준에 대한 값이나, 결정된 피로도 수준에 대응하는 추천 행동 등을 포함할 수도 있다.
프로세서(410)는, 일 실시예에 의하면, 피로도 판정부(411)를 포함할 수 있고, 추천행위 결정부(419)를 더 포함할 수 있다. 피로도 판정부(411) 및 추천행위 결정부(419)는 논리적으로 또는 물리적으로 구분될 수 있으며, 실시예에 따라서 하나 또는 둘 이상의 처리 장치를 이용하여 구현될 수 있다.
피로도 판정부(411)는 제1 정보 수집 장치(100) 또는 제2 정보 수집 장치(200) 등으로부터 수집한 정보를 기반으로, 제1 정보 수집 장치(100)를 착용한 피관리자의 피로도를 추정하여 결정할 수 있다. 피로도 판정부(411)는, 영상 분석부(412), 추정부(413) 및 결과 처리부(414)를 포함할 수 있다.
영상 분석부(412)는, 제2 정보 처리 장치(200, 일례로 폐쇄 회로 텔레비전)가 피관리자의 피로도와 관련된 영상을 획득하여 피로도 모니터링 장치(400)로 전송한 경우, 영상을 분석하여 피관리자의 동작(동선)이나 주변 환경 등을 파악하고, 파악된 결과를 추정부(413)로 전달하여 피로도 판단에 외부 작업 환경을 반영하도록 할 수 있다. 예를 들어, 영상 분석부(412)는 피관리자가 작업 현장에서 위치하는지, 작업을 위해 서있거나 또는 앉아있는지 여부 등을 파악하고, 이에 대응하는 값을 추정부(413)로 전달할 수 있다. 영상 분석부(412)는 생략 가능하다.
추정부(413)는, 피관리자에 대한 하나 이상의 객관적 정보(심박수, 가속도 및/또는 회전 각가속도 등)를 단독으로 또는 조합하여 피로도 추정 값(일례로 피로도 수준)을 추정하여 획득할 수 있고, 피관리자가 입력한 주관적 정보(피관리자가 선택한 상태나 기분 등)을 더 이용하여 피로도 추정을 위한 값을 획득할 수도 있다. 또한, 필요에 따라 추정부(413)는 객관적 정보 및/또는 주관적 정보에 영상 분석부(412)의 분석 결과를 더 조합하여 피로도에 대한 추정 결과를 획득할 수도 있다. 피로도는, 추정부(413)의 출력 결과, 즉, 훈련된 학습 모델의 출력 값을 기반으로 결정될 수 있다. 다시 말해서, 추정부(413)의 처리에 따른 출력 값은, 해당 피관리자의 피로도의 수준(레벨)에 대응될 수 있으며, 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 레벨 0 내지 레벨 5 중 어느 하나의 값을 가질 수 있다.
상술한 영상 분석부(412) 및 추정부(413) 중 적어도 하나는, 소정의 학습 모델을 기반으로, 영상을 분석하거나 및/또는 수신한 정보를 기반으로 피로도 수준을 결정할 수도 있다. 여기서, 학습 모델은, 피관리자로부터 직접 측정된 객관적 정보(심박수, 가속도 및/또는 회전 각가속도 등), 피관리자가 직접 입력한 주관적 정보 및 주변 정보(동선, 공기 질 및/또는 소음 정도 등) 중 적어도 하나를 이용하여 훈련될 수도 있다. 예를 들어, 학습 모델은, 지도 학습 과정 또는 비지도 학습 과정을 통해 훈련되되, 피관리자로부터 직접 측정된 객관적 정보를 입력 값으로 하거나 또는 객관적 정보와 더불어 주변 정보를 입력 값으로 하여 훈련된 것일 수 있다. 지도 학습 시에는, 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 피관리자가 사전에 제1 정보 수집 장치(100) 등에 직접 입력했던 주관적 정보(예를 들어, 피로한 정도에 대한 입력 요청 메시지(102a)에 대응하는 피관리자의 선택 결과(102b), 작업 상태에 대한 피관리자의 선택 결과(102d) 및 피관리자에 의해 선택된 측정 지표(102e) 중 적어도 하나)가 지도 학습을 위한 레이블(label)로 이용될 수 있다. 학습 모델은, 예를 들어, 심층 신경망(DNN: Deep Neural Network), 콘볼루션 신경망(CNN: Convolutional Neural Network), 순환 신경망(RNN: Recurrent Neural Network), 콘볼루션 순환 신경망(CRNN: Convolutional Recurrent Neural Network), 심층 신뢰 신경망(DBN: Deep Belief Network), 심층 Q-네트워크(Deep Q-Networks), 장단기 메모리(LSTM: Long short term memory), 다층 퍼셉트론(Multi-layer Perceptron), 서포트 벡터 머신(SVM: support vector machine), 생성적 적대 신경망(GAN: Generative Adversarial Network) 및/또는 조건적 생성적 적대 신경망(cGAN: Conditional GAN) 등의 적어도 하나의 학습 모델을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 학습 모델은, 훈련을 통해 학습을 수행하고 학습 결과를 기반으로 데이터 처리를 수행할 수 있도록 설계자가 고려 가능한 적어도 하나의 알고리즘, 해당 알고리즘을 이용 또는 포함하여 작성된 적어도 하나의 프로그램 코드 또는 이들을 전체적으로 또는 부분적으로 조합하여 구현된 애플리케이션이나 프로그램 패키지 등을 포함할 수 있다.
결과 처리부(414)는 추정부(413)의 추정 결과, 즉 피관리자에 대해 추정된 피로도를 기반으로 이에 대응하는 적어도 하나의 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 결과 처리부(414)는, 결정된 피로도의 수준이 제1 정보 수집 장치(100), 단말 장치(300) 및 관리자 단말 장치(500) 중 적어도 하나로 전달되거나, 출력되거나, 및/또는 일시적 또는 비일시적으로 저장되도록 통신부(401), 출력부(407) 및 저장부(409) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 또한, 결과 처리부(414)는, 결정된 피로도 수준에 대응하여 피로도 데이터베이스(420)로부터 정보를 획득하고, 획득한 정보가 다른 장치(100, 300, 500)로 전달되거나 외부로 출력되도록 할 수도 있고, 추천 행위의 결정을 위해서 판단된 피로도를 추천 행위 결정부(419)로 전달할 수도 있다.
추천 행위 결정부(419)는 결과 처리부(414)로부터 결정된 피로도 수준을 전달 받고, 이를 기반으로 추천 행위를 결정할 수 있다. 이 경우, 추천 행위 결정부(419)는 피로도 데이터베이스(420)를 참조하여 추천 행위를 결정하는 것도 가능하다. 예를 들어, 특정 피관리자에 대한 피로도 수준이 레벨 5인 경우, 즉각적인 작업 중단 및 의사 면담 등을 추천 행위로 결정하고, 통신부(401)를 통해 결정된 추천 행위를 제1 정보 수집 장치(100) 및 관리자 단말 장치(500)로 각각 전달하여 피관리자 및 관리자에게 안내할 수 있다. 추천 행위 결정부(419)는, 실시예에 따라서, 미리 정의된 작업 스케줄을 참조하여 추천 행위를 결정할 수도 있다. 예를 들어, 작업 스케줄 상 현재 작업자의 행위가 작업 중인 경우에는 피로도가 상대적으로 높으면 휴식을 추천 행위로 결정하고, 이와 상이하게 작업자의 현재의 행위가 휴식 중인 경우에는 피로도가 상대적으로 높다고 하더라도 휴식을 추천 행위로 결정하지 않을 수도 있다. 필요에 따라서, 작업 스케줄 상 남은 휴식 시간이 현재의 피로도 절감에 충분하지 않은 경우에는 추천 행위 결정부(419)는 추가적인 휴식을 추천 행위로 결정할 수도 있다. 또한, 실시예에 따라서, 추천 행위 결정부(419)는, 결정된 추천 행위를 기반으로 저장부(409)에 저장된 피관리자 개개인에 대한 작업 스케줄(미도시)를 수정하고, 통신부(401)를 제어하여 수정 여부 및/또는 수정된 내용이 대응하는 피관리자의 제1 정보 수집 장치(100), 대응하는 단말 장치(300) 및 관리자 단말 장치(500) 중 적어도 하나로 전달되도록 할 수도 있다. 이에 따라 각각의 피관리자의 피로도를 기반으로 하는 스케줄 자동 조절이 가능하게 된다.
상술한 피로도 모니터링 장치(400)는, 상술한 처리 및/또는 제어 등을 수행할 수 있도록 특별히 고안된 장치를 이용하여 구현될 수도 있고, 또는 하나 또는 둘 이상의 정보처리장치를 단독으로 이용하거나 조합 이용함으로써 구현될 수도 있다. 여기서, 하나 또는 둘 이상의 정보처리장치는, 예를 들어, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 서버용 하드웨어 장치, 스캐너 장치, 프린터 장치, 삼차원 프린터 장치, 셀룰러 폰, 스마트 폰, 태블릿 피씨, 스마트 시계, 스마트 태그, 스마트 밴드, 두부 장착형 디스플레이 장치, 스마트 키, 리모트 컨트롤러(리모컨), 휴대용 게임기, 내비게이션 장치, 디지털 텔레비전, 셋 톱 박스, 디지털 미디어 플레이어 장치, 미디어 스트리밍 장치, 디브이디 재생 장치, 컴팩트 디스크 재생 장치, 음향 재생 장치(인공 지능 스피커 등), 가전 기기(일례로 냉장고, 공조기 또는 세탁기 등), 유인 또는 무인 이동체(일례로 승용차, 승합차, 버스, 트럭, 이륜차, 이동성 로봇, 무선 모형 차량 또는 로봇 청소기 등), 유인 또는 무인 비행체(일례로 항공기나, 헬리콥터나, 드론, 모형 비행기 또는 모형 헬리콥터 등), 의료 기기(엑스선 촬영 장치 등), 교통 제어기, 로봇(가정용, 산업용 또는 군사용), 기계(산업용 또는 군사용) 또는 건설 기계 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 설계자나 사용자 등은 상황이나 조건에 따라서 상술한 정보처리장치 이외에도 정보의 연산 처리 및 제어가 다양한 장치 중 적어도 하나를 상술한 피로도 모니터링 장치(400)로 고려하여 채용할 수 있다.
이하 도 8을 참조하여 피로도 모니터링 방법의 여러 실시예에 대해서 설명하도록 한다.
도 8은 피로도 모니터링 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.
도 8에 도시된 바를 참조하면, 먼저 학습 모델의 훈련을 위해서 주관적 정보, 객관적 정보 및 주변 정보 중 적어도 하나가 사전에 획득될 수 있다(500). 여기서, 주관적 정보는, 피관리자에게 피로한 정도에 대한 입력 요청 메시지를 전달하고 이에 대응하여 피관리자가 수치적 형태로 피로도의 수준(예를 들어, 레벨 0 내지 레벨 5)를 입력하여 획득되거나, 피관리자에게 피관리자의 작업 상태(의 정보에 대한 입력 요청 메시지를 전달하고 피관리자로부터 작업 상태(예를 들어, [작업 중], [휴식 중], [수면 중], [취식 중], [이동 중] 및 [작업 준비 중] 중 적어도 하나 등)에 대한 정보를 수신하여 획득되거나, 및/또는 피관리자에게 적어도 하나의 측정 지표를 제시하고, 제시된 측정 지표 중 적어도 하나의 선택 명령을 피관리자로부터 수신함으로써 획득될 수도 있다. 여기서, 측정 지표는, 실시예에 따라서, 졸림, 관절 강직, 숨이 참, 진 빠짐 및 무관심 등의 요소를 포함할 수도 있다. 객관적 정보는, 피관리자로부터 직접 측정된 정보(예를 들어, 생체적 정보)를 포함할 수 있다. 객관적 정보는, 예를 들어, 피관리자의 심박수, 심전도, 혈중 산소, 체온 또는 움직임의 속도나 가속도 등과 같은 정보를 포함할 수 있으며, 제1 정보 수집 장치(예를 들어, 스마트 시계, 스마트 밴드, 스마트폰, 스마트 태그 및/또는 두부 장착형 디스플레이 등)를 이용하여 측정될 수 있다. 주변 정보는, 피관리자의 동선, 움직임 또는 주변 작업 환경 등에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 제2 정보 수집 장치(예를 들어, 폐쇄 회로 텔레비전(CCTV) 카메라 장치, 공기질 측정기, 음향(소음) 측정기, 조도 센서, 온도 측정기 및/또는 습도 측정기 등)를 이용하여 획득될 수 있다.
이어서 주관적 정보, 객관적 정보 및 주변 정보 중 적어도 하나를 기반으로 학습 모델이 훈련될 수 있다(502). 예를 들어, 학습 모델의 훈련은 객관적 정보를 입력으로 또는 개관적 정보와 주관적 정보를 입력으로 하여 훈련될 수 있으며, 지도 학습의 경우에는 주관적 정보가 레이블로 이용될 수도 있다. 여기서, 학습 모델은, 심층 신경망 또는 콘볼루션 신경망 등이 이용 가능하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 학습 모델의 훈련은, 제1 정보 수집 장치 및 제2 정보 수집 장치 중 적어도 하나와 통신 가능하게 마련된 단말 장치나 피로도 모니터링 장치에 의해 수행될 수 있다. 여기서, 단말 장치나 피로도 모니터링 장치는, 상술한 바와 같이 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 서버용 하드웨어 장치, 스마트 폰 또는 태블릿 피씨 등을 이용하여 구현될 수도 있다.
훈련된 학습 모델이 준비되고, 작업이 개시되면, 피관리자는 제1 정보 수집 장치를 착용하고 작업을 개시하고, 제1 정보 수집 장치는 피관리자로부터 객관적 정보 및 주관적 정보 중 적어도 하나를 실측하여 획득할 수 있다(504). 객관적 정보(일례로 심박수나 가속도 등)는, 주기적으로 또는 비주기적으로 획득될 수 있으며, 예를 들어, 매초마다, 매 10초마다 또는 매분마다 획득될 수도 있다. 또한, 주관적 정보는, 획득하고자 하는 주관적 정보에 무관하게 모두 동일한 시점에 획득될 수도 있고, 또는 획득하고자 하는 주관적 정보에 따라 각각 상이한 시점에 획득될 수도 있다. 예를 들어, 피로한 정도에 대한 피관리자의 선택 결과(주관적인 피로도 수준)는 소정의 시간 주기(일례로 30분 또는 1시간)마다 획득될 수도 있고, 피관리자의 작업 상태에 대한 선택 결과는 작업이 변경되는 시점(출퇴근 시간이나 식사 시간 등)에 측정될 수도 있으며, 및/또는 측정 지표 등은 미리 정의된 시간 주기마다 또는 미리 정의된 특정 시점에 획득될 수도 있다. 또한, 필요에 따라 제2 정보 수집 장치가 피관리자 또는 그 주변의 환경에 대한 정보(즉, 주변 정보)를 영상적으로 또는 수치적으로 더 획득할 수도 있다. 제2 정보 수집 장치의 정보 수집은, 계속적으로, 주기적으로 또는 임의적으로 수행될 수 있다.
객관적 정보, 주관적 정보 및 주변 정보 중 적어도 하나가 실제로 측정되어 획득되면, 제1 정보 수집 장치 및 제2 정보 수집 장치 중 적어도 하나는 각각 단말 장치나 피로도 모니터링 장치로 수집한 정보를 전달하고, 단말 장치나 피로도 모니터링 장치는 수신한 정보 및 기 훈련된 학습 모델을 이용하여 피로도에 대한 추정을 수행할 수 있다(506). 예를 들어, 단말 장치나 피로도 모니터링 장치는, 객관적 정보를 입력 값으로 하거나, 또는 객관적 정보 및 주변 정보를 입력 값으로 하여 훈련된 학습 모델에 입력하고, 입력에 대응하는 학습 모델의 출력 결과를 획득하고, 획득한 출력 결과를 피관리자의 피로도로 추정하여 결정할 수도 있다.
추정된 피로도가 결정되면, 추정된 피로도에 대응하는 추천 행동이 결정될 수 있다(508). 추천 행동의 결정은 상술한 피로도 데이터베이스를 참조하여 수행될 수도 있다. 추천 행동은, 휴식, 작업 재개, 의사 면담, 병원 이송 및/또는 작업 스케줄의 변경 등과 같이 피관리자의 피로도 관리를 위해 취할 수 있는 적어도 하나의 행동을 포함할 수 있다. 추천 행위는 기존에 설정된 작업 스케줄을 참조하여 결정될 수도 있다.
상술한 실시예에 따른 피로도 모니터링 방법은, 컴퓨터 장치에 의해 구동될 수 있는 프로그램의 형태로 구현될 수 있다. 프로그램은, 명령어, 라이브러리, 데이터 파일 및/또는 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있으며, 기계어 코드나 고급 언어 코드를 이용하여 설계 및 제작된 것일 수 있다. 프로그램은 상술한 피로도 모니터링 방법을 구현하기 위하여 특별히 설계된 것일 수도 있고, 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상의 기술자에게 기 공지되어 사용 가능한 각종 함수나 정의를 이용하여 구현된 것일 수도 있다. 여기서, 컴퓨터 장치는, 프로그램의 기능을 실현 가능하게 하는 프로세서나 메모리 등을 포함하여 구현된 것일 수 있으며, 필요에 따라 통신 장치를 더 포함할 수도 있다. 또한, 상술한 피로도 모니터링 방법을 구현하기 위한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체는, 예를 들어, 롬, 램 또는 플래시 메모리(솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등을 포함 가능함) 등과 같은 반도체 저장 매체나, 하드 디스크나 플로피 디스크 등과 같은 자기 디스크 저장 매체나, 콤팩트 디스크나 디브이디 등과 같은 광 기록 매체나, 또는 플롭티컬 디스크 등과 같은 자기-광 기록 매체 등 컴퓨터 등의 호출에 따라 실행되는 하나 이상의 프로그램을 일시적 또는 비일시적으로 저장 가능한 적어도 한 종류의 물리적 저장 매체를 포함할 수 있다.
이상 피로도 모니터링 시스템 및 피로도 모니터링 방법의 여러 실시예에 대해 설명하였으나, 피로도 모니터링 시스템 또는 피로도 모니터링 방법은 오직 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 상술한 실시예를 기초로 수정 및 변형하여 구현할 수 있는 다른 다양한 시스템이나 방법 역시 상술한 피로도 모니터링 시스템 또는 피로도 모니터링 방법의 일 실시예가 될 수 있다. 예를 들어, 설명된 방법(들)이 설명된 바와 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성 요소(들)가 설명된 바와 다른 형태로 결합, 연결 또는 조합되거나 다른 구성 요소 또는 균등물 등에 의하여 대치 또는 치환되더라도, 상술한 피로도 모니터링 시스템 및/또는 피로도 모니터링 방법의 일 실시예가 될 수 있다.
1: 피로도 모니터링 시스템
100: 제1 정보 수집 장치
200: 제2 정보 수집 장치 300: 단말 장치
400: 피로도 모니터링 장치 410: 프로세서
412: 영상 분석부 413: 추정부
414: 결과 처리부 419: 추천행위 결정부
500: 관리자 단말 장치
200: 제2 정보 수집 장치 300: 단말 장치
400: 피로도 모니터링 장치 410: 프로세서
412: 영상 분석부 413: 추정부
414: 결과 처리부 419: 추천행위 결정부
500: 관리자 단말 장치
Claims (10)
- 피관리자에게 착용되고, 피관리자의 객관적 정보를 획득하는 제1 정보 수집 장치;
상기 객관적 정보를 수신하고, 상기 객관적 정보를 학습 모델에 입력하여 상기 피관리자의 피로도를 추정하는 피로도 모니터링 장치;를 포함하고,
상기 학습 모델은, 사전에 획득된 상기 피관리자의 객관적 정보 및 상기 피관리자에 의해 입력된 주관적 정보를 이용하여 학습되고,
상기 객관적 정보는, 상기 관리자의 심박수, 상기 제1 정보 수집 장치의 가속도 및 상기 제1 정보 수집 장치의 각가속도 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 주관적 정보는, 상기 피관리자가 주관적으로 느끼는 피로도를 포함하는 피로도 모니터링 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 주관적 정보는, 상기 피관리자의 작업 상태 및 피관리자의 피로한 정도에 관한 적어도 하나의 측정 지표 중 적어도 하나를 더 포함하고,
상기 적어도 하나의 측정 지표는 졸림, 관절 강직, 무관심, 숨이 참 및 진이 빠짐 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 피관리자가 주관적으로 느끼는 피로도 및 상기 적어도 하나의 측정 지표는 미리 정의된 주기마다 획득되고, 상기 피관리자의 작업 상태는 작업이 변경되는 시점에 획득되는 피로도 모니터링 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 피로도 모니터링 장치는, 상기 피관리자의 피로도 및 상기 피관리자의 작업 스케줄을 기반으로 추천 행동을 결정하거나 기 정의된 작업 스케줄을 수정하는 피로도 모니터링 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 피관리자의 작업 환경에 대한 주변 정보를 획득하되, 상기 주변 정보는 상기 피관리자의 움직임, 피관리자의 동선, 공기 질, 소음, 조도, 온도 및 습도 중 적어도 하나를 포함하는 제2 정보 수집 장치;를 더 포함하는 피로도 모니터링 시스템. - 제4항에 있어서,
상기 피로도 모니터링 장치는, 상기 주변 정보를 상기 학습 모델에 더 입력하여 상기 피관리자의 피로도를 추정하는 피로도 모니터링 시스템. - 피관리자에게 착용된 제1 정보 수집 장치가 피관리자로부터 피관리자의 객관적 정보를 획득하는 단계;
상기 객관적 정보를 피로도 모니터링 장치 또는 단말 장치가 수신하는 단계;
상기 피로도 모니터링 장치 또는 상기 단말 장치가 상기 객관적 정보를 학습 모델에 입력하여 상기 피관리자의 피로도를 추정하되, 상기 학습 모델은, 사전에 획득된 상기 피관리자의 객관적 정보 및 상기 피관리자에 의해 입력된 주관적 정보를 이용하여 학습된 것인 단계;를 포함하고,
상기 객관적 정보는, 상기 관리자의 심박수, 상기 제1 정보 수집 장치의 가속도 및 상기 제1 정보 수집 장치의 각가속도 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 주관적 정보는, 상기 피관리자가 주관적으로 느끼는 피로도를 포함하는 피로도 모니터링 방법. - 제6항에 있어서,
상기 주관적 정보는, 상기 피관리자의 작업 상태 및 피관리자의 피로한 정도에 관한 적어도 하나의 측정 지표 중 적어도 하나를 더 포함하고,
상기 적어도 하나의 측정 지표는 졸림, 관절 강직, 무관심, 숨이 참 및 진이 빠짐 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 피관리자가 주관적으로 느끼는 피로도 및 상기 적어도 하나의 측정 지표는 미리 정의된 주기마다 획득된 것이고, 상기 피관리자의 작업 상태는 작업이 변경되는 시점에 획득된 것인 피로도 모니터링 방법. - 제7항에 있어서,
상기 피관리자의 피로도 및 상기 피관리자의 작업 스케줄을 기반으로 추천 행동을 결정하는 단계; 및
기 정의된 작업 스케줄을 수정하는 단계; 중 적어도 하나를 더 포함하는 피로도 모니터링 방법. - 제6항에 있어서,
제2 정보 수집 장치가 상기 피관리자의 작업 환경에 대한 주변 정보를 획득하는 단계;를 포함하되,
상기 주변 정보는 상기 피관리자의 움직임, 피관리자의 동선, 공기 질, 소음, 조도, 온도 및 습도 중 적어도 하나를 포함하는 피로도 모니터링 방법. - 제9항에 있어서,
상기 피로도 모니터링 장치 또는 상기 단말 장치가 상기 객관적 정보를 학습 모델에 입력하여 상기 피관리자의 피로도를 추정하는 단계는,
상기 피로도 모니터링 장치 또는 상기 단말 장치가, 상기 객관적 정보 및 상기 주변 정보를 상기 학습 모델에 입력하여 상기 피관리자의 피로도를 추정하는 단계;를 포함하는 피로도 모니터링 방법.
Applications Claiming Priority (2)
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