KR20220122367A - Method of providing olfactory environment information service using olfactory information classification process based on neural network learning - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 방법은, 후각 환경 센서 장치로부터 휘발성 유기화합물질의 반응성 패턴 정보를 측정하는 단일 센서 모듈을 구비한 후각 환경 센서 장치로부터, 상기 반응성 패턴 정보를 수집하고, 상기 반응성 패턴 정보를, 사전 기계 학습된 하나 이상의 후각 환경 센서 정보 신경망 모델에 적용하여 후각 환경 정보를 획득하며, 상기 후각 환경 정보에 기초한 후각 환경 서비스 정보를 구성하여 상기 후각 환경 센서 장치에 대응되는 사용자 단말로 전송한다.In a service providing method according to an embodiment of the present invention, the reactive pattern information is collected from the olfactory environment sensor device having a single sensor module for measuring the reactive pattern information of the volatile organic compound from the olfactory environment sensor device, and the reactive pattern information is collected. The information is applied to one or more pre-machine-learned olfactory environment sensor information neural network models to obtain olfactory environment information, and olfactory environment service information is configured based on the olfactory environment information and transmitted to a user terminal corresponding to the olfactory environment sensor device. do.
Description
본 발명은 서비스 제공 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 신경망 학습 기반의 후각정보 분류 프로세스를 이용한 후각 환경 센서 장치, 후각 환경 정보 서비스 제공 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a service providing apparatus and an operating method thereof. More specifically, the present invention relates to an olfactory environment sensor device using a neural network learning-based olfactory information classification process, an olfactory environment information service providing device, and an operating method thereof.
환경은 생물에게 직접 또는 간접적으로 영향을 줄 수 있는 자연적 조건으로 볼 수 있다. 이러한 환경은 공기 중에 분포하는 가스입자를 포함할 수 있고 인간은 공기 중에 존재하는 가스 형태의 입자를 코로 흡입하고 코 속의 후각 수용체가 화학적으로 자극되어 후각신경을 통해 냄새로 인지하여 식별할 수 있게 된다.The environment can be viewed as natural conditions that can directly or indirectly affect living things. Such an environment may contain gas particles distributed in the air, and humans inhale the gaseous particles present in the air through the nose, and the olfactory receptors in the nose are chemically stimulated to recognize and identify them as smells through the olfactory nerve. .
이 같은 후각 신경 자극에 대해 사람은 감성적으로 반응할 수 있고 정신적 또는 감정적인 안정감을 느낄 수 있다. 또한 이를 통해 숙면을 취할 수도 있고 신체 피로도를 감소시킬 수 있다.To such olfactory nerve stimulation, a person can respond emotionally and feel mental or emotional stability. It can also help you get a good night's sleep and reduce body fatigue.
반면, 담배 냄새, 하수구 냄새 등 유해 환경을 구성하는 유기화합물의 경우에는 후각 신경 자극에 따라 불쾌함을 느낄 수도 있다. 이러한 악취의 경우, 황화수소, 메르캅탄류, 아민류 기타 자극성이 있는 기체상 물질이 후각 신경을 자극하여 불쾌감과 혐오감을 주게 되며, 악취가 지속될 경우에는 정신적 불안, 식욕 감퇴, 수면 장애, 두통, 구토 등을 유발할 수 있다.On the other hand, in the case of organic compounds constituting a harmful environment, such as cigarette smell and sewer smell, an olfactory nerve stimulus may cause discomfort. In the case of such odor, hydrogen sulfide, mercaptans, amines, and other stimulatory gaseous substances stimulate the olfactory nerve, giving discomfort and disgust. may cause
이와 같은 악취 발생을 인식하고 대처하고자 각각의 기체 화합물에 대한 센서들을 이용하는 다양한 시스템들이 대두되었다. 예를 들어 한국등록특허 10-2056354에는, 기판상에 설정 간격을 두고 배치되어 자체 유입되는 가스에 포함된 악취발생물의 농도를 측정하고 가스를 자체 외부로 유출하는 복수의 센서모듈과, 상기 복수의 센서모듈에 유입되는 가스를 전달하는 가스유입관과, 상기 복수의 센서모듈로부터 유출되는 가스를 전달하는 가스유출관을 포함하는 악취 측정용 가스 센서 어레이가 개시되어 있다.In order to recognize and cope with such odor generation, various systems using sensors for each gaseous compound have emerged. For example, in Korean Patent No. 10-2056354, a plurality of sensor modules arranged at a set interval on a substrate to measure the concentration of odor generation contained in the self-introduced gas and to discharge the gas to the outside thereof; Disclosed is a gas sensor array for measuring odor, which includes a gas inlet pipe that transmits gas flowing into a sensor module and a gas outlet pipe that transmits gas flowing out from the plurality of sensor modules.
그러나, 이러한 현재의 악취 측정 시스템은 각각의 기체 특징을 센싱하는 서로 다른 센서 모듈들을 개별적으로 장착하여야 하며, 이는 제작 비용을 높일 뿐만 아니라, 각 모듈별 작동법이나 조건에 대한 통합적 이해가 요구되며, 환경이 변경되거나 하는 경우에는 사용성이 떨어지고, 센서 모듈별 수명도 짧아 자주 교체해줘야 하는 문제점이 있다.However, such a current odor measurement system has to separately install different sensor modules for sensing each gas characteristic, which not only increases the manufacturing cost, but also requires an integrated understanding of the operation method or condition of each module, and the environment If this is changed, the usability deteriorates, and the lifespan of each sensor module is short, so there is a problem that it needs to be replaced frequently.
특히, 설치된 센서 모듈별 가스에 한하여만 측정이 가능하므로, 다른 다양하면서 복합적인 냄새에 대한 구분이 매우 어려운 문제점이 있으며, 추가적인 신규 냄새의 센싱을 위하여는 별도의 센서를 다시 구매하여 장착하거나 하는 불편함이 존재하고 있는 실정이다.In particular, since it is possible to measure only the gas for each installed sensor module, there is a problem that it is very difficult to distinguish between various and complex odors. ham exists.
나아가, 특정 악취가 발생하면 각 악취별 서로 다른 즉각적인 대처방안들이 요구되는 병실 등의 공간에서는 이러한 시스템을 설치하더라도, 가스 센싱 정보가 어떠한 의미인지를 파악하기 어려운 사용자들에게 다양한 냄새 센싱에 대한 실시간적인 대응을 기대하기에는 너무 어렵다.Furthermore, even if such a system is installed in a space such as a hospital room that requires different immediate countermeasures for each odor when a specific odor occurs, real-time information about various odor sensing is provided to users who have difficulty understanding the meaning of gas sensing information. It is too difficult to expect a response.
특히, 각 병실, 교실, 사무실 등 시설 관리 영역에서 발생되는 여러 악취에 대한 적절한 종합 관리 및 대응이 요구되고는 있으나, 관리자가 직접 방문하여 맡아보지 않는 한 제한된 센서 정보만을 파악할 수 있는 현재로서는 적합한 파악 및 대응이 이루어지지 못하고 있는 실정이다.In particular, although proper comprehensive management and response to various odors generated in the facility management area such as each ward, classroom, and office are required, it is appropriate at the present time to grasp only limited sensor information unless the manager personally visits and takes charge of it. And the situation is not being made in response.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들을 해결하고자 안출된 것으로, 신경망 학습 기반의 후각정보 분류 프로세스를 이용한 후각 환경 정보 서비스를 제공함에 따라, 간단한 구조의 단일 센서 모듈 기반 후각 환경 센서만으로도 기계 학습을 바탕으로 다양한 물질을 센싱하게 하여, 제작비용은 낮추면서도 간편한 후각 환경 상황 파악과 긴 수명을 제공할 수 있는 후각 환경 센서 장치와, 이에 기반한 다양한 환경 정보 서비스 및 대처방안 알림 서비스를 제공할 수 있는 서비스 제공 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above problems, and as it provides an olfactory environment information service using a neural network learning-based olfactory information classification process, a single sensor module-based olfactory environment sensor with a simple structure is the only one based on machine learning. An olfactory environment sensor device that can sense various substances to provide a simple olfactory environment situation and long lifespan while lowering manufacturing costs, and a service providing device that can provide various environmental information services and countermeasure notification services based on this And an object of the present invention is to provide a method for operating the same.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치의 동작 방법은, 휘발성 유기화합물질의 반응성 패턴 정보를 측정하는 단일 센서 모듈을 구비한 후각 환경 센서 장치로부터, 상기 반응성 패턴 정보를 수신하는 단계; 상기 반응성 패턴 정보를, 사전 기계 학습된 하나 이상의 후각 정보 신경망 모델에 적용하여 후각 환경 정보를 획득하는 단계; 및 상기 후각 환경 정보에 기초한 후각 환경 서비스 정보를 구성하여 상기 후각 환경 센서 장치에 대응되는 사용자 단말로 전송하는 단계를 포함한다.In a method of operating a service providing apparatus according to an embodiment of the present invention for solving the above problems, the reactive pattern information from the olfactory environment sensor device having a single sensor module for measuring the reactive pattern information of volatile organic compounds receiving; obtaining olfactory environment information by applying the reactive pattern information to one or more pre-machine-learned olfactory information neural network models; and constructing olfactory environment service information based on the olfactory environment information and transmitting the olfactory environment service information to a user terminal corresponding to the olfactory environment sensor device.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치는, 휘발성 유기화합물질의 반응성 패턴 정보를 측정하는 단일 센서 모듈을 구비한 후각 환경 센서 장치로부터, 상기 반응성 패턴 정보를 수신하는 통신부; 상기 반응성 패턴 정보를, 사전 기계 학습된 하나 이상의 후각 정보 신경망 모델에 적용하여 후각 환경 정보를 획득하는 후각 환경 정보 처리부; 및 상기 후각 환경 정보에 기초한 후각 환경 서비스 정보를 구성하여 상기 후각 환경 센서 장치에 대응되는 사용자 단말로 전송하는 서비스 제공부를 포함한다.A service providing apparatus according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problems, receiving the reactive pattern information from an olfactory environment sensor device having a single sensor module for measuring reactive pattern information of volatile organic compounds communication department; an olfactory environment information processing unit configured to obtain olfactory environment information by applying the reactive pattern information to one or more pre-machine-learned olfactory information neural network models; and a service providing unit that configures olfactory environment service information based on the olfactory environment information and transmits it to a user terminal corresponding to the olfactory environment sensor device.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 후각 환경 센서 장치는, 휘발성 유기화합물질의 반응성 패턴 정보를 측정하는 단일 센서 모듈; 및 상기 반응성 패턴 정보를 서버로 전송하는 통신 모듈을 포함하고, 상기 서버는, 상기 반응성 패턴 정보를, 사전 기계 학습된 하나 이상의 후각 정보 신경망 모델에 적용하여 후각 환경 정보를 획득하며, 상기 후각 환경 정보에 기초한 후각 환경 서비스 정보를 구성하여 상기 후각 환경 센서 장치에 대응되는 사용자 단말로 전송하는 서버인 것을 특징으로 한다.An olfactory environment sensor device according to an embodiment of the present invention for solving the above problems, a single sensor module for measuring the reactive pattern information of the volatile organic compound; and a communication module for transmitting the reactive pattern information to a server, wherein the server obtains olfactory environment information by applying the reactive pattern information to one or more pre-machine-learned olfactory information neural network models, and the olfactory environment information It is characterized in that the server configures olfactory environment service information based on the olfactory environment and transmits the information to a user terminal corresponding to the olfactory environment sensor device.
한편, 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 방법은 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램 및 상기 프로그램이 기록된 기록 매체로 구현될 수 있다.On the other hand, the method according to an embodiment of the present invention for solving the above problems may be implemented as a program for executing the method in a computer and a recording medium in which the program is recorded.
본 발명의 실시 예에 따르면, 휘발성 유기화합물질의 반응성 패턴 정보를 측정하는 단일 센서 모듈을 구비한 후각 환경 센서 장치로부터, 상기 반응성 패턴 정보를 수집하고, 상기 반응성 패턴 정보를, 사전 기계 학습된 하나 이상의 후각 정보 신경망 모델에 적용하여 후각 환경 정보를 획득하며, 상기 후각 환경 정보에 기초한 후각 환경 서비스 정보를 구성하여 상기 후각 환경 센서 장치에 대응되는 사용자 단말로 전송하게 하는 서비스 제공 장치 및 그 동작 방법과, 이에 이용되는 후각 환경 센서 장치를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the reactive pattern information is collected from the olfactory environment sensor device having a single sensor module for measuring the reactive pattern information of the volatile organic compound, and the reactive pattern information is used in one or more pre-machine-learned A service providing apparatus that obtains olfactory environment information by applying it to an olfactory information neural network model, configures olfactory environment service information based on the olfactory environment information and transmits it to a user terminal corresponding to the olfactory environment sensor device, and an operating method thereof; An olfactory environment sensor device used for this may be provided.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따르면 신경망 학습 기반의 후각정보 분류 프로세스를 이용한 후각 환경 정보 서비스를 제공할 수 있으며, 간단한 구조의 단일 센서 모듈 기반 후각 환경 센서만으로도 기계 학습을 바탕으로 다양한 물질을 센싱하게 하여, 제작비용은 낮추면서도 간편한 후각 환경 상황 파악과 긴 수명을 제공할 수 있는 후각 환경 센서 장치를 제공하고, 이에 기반한 다양한 환경 정보 서비스 및 대처방안 가이드 알림 서비스를 제공할 수 있는 서비스 제공 장치 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다.Accordingly, according to an embodiment of the present invention, it is possible to provide an olfactory environment information service using a neural network learning-based olfactory information classification process, and a single sensor module-based olfactory environment sensor with a simple structure senses various substances based on machine learning. A service providing device capable of providing an olfactory environment sensor device that can provide a simple olfactory environment situation identification and long lifespan while lowering manufacturing costs, and providing various environmental information services and countermeasure guide notification services based on this A method of its operation may be provided.
특히, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스는 병실, 호텔, 서비스 사업장과 같이 악취나 특정 냄새에 대한 민감한 실내 서비스 시스템에서 유용하게 활용될 수 있으며, 나아가 청소 서비스, 캠핑장 등의 외부 환경에서도 특정 유해환경에 대한 안전 점검 서비스와 같은 관리 서비스 시스템에도 활용 가능한 장점이 있다.In particular, the service according to an embodiment of the present invention can be usefully used in indoor service systems sensitive to odors or specific odors such as hospital rooms, hotels, and service workplaces, and furthermore, certain harmful substances in external environments such as cleaning services and camping sites There is an advantage that can be applied to a management service system such as a safety inspection service for the environment.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전체 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 환경 센서 장치를 보다 구체적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치를 보다 구체적으로 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치의 신경망 학습 및 서비스 제공 동작을 보다 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 수집되는 반응성 패턴 데이터를 실험적으로 분석한 것을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 사용자 단말로 제공되는 서비스 화면 인터페이스 예시도이다.1 is a conceptual diagram schematically illustrating an entire system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating an environment sensor device according to an embodiment of the present invention in more detail.
3 is a block diagram illustrating a service providing apparatus according to an embodiment of the present invention in more detail.
4 is a flowchart illustrating an operation of a service providing apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating in more detail an operation of learning a neural network and providing a service of a service providing apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 to 7 are diagrams illustrating experimental analysis of reactive pattern data collected according to an embodiment of the present invention.
8 is an exemplary diagram of a service screen interface provided to a user terminal according to an embodiment of the present invention.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.The following is merely illustrative of the principles of the invention. Therefore, those skilled in the art will be able to devise various devices that, although not explicitly described or shown herein, embody the principles of the present invention and are included within the spirit and scope of the present invention. Further, it is to be understood that all conditional terms and examples listed herein are, in principle, expressly intended solely for the purpose of enabling the concept of the present invention to be understood, and not limited to such specifically enumerated embodiments and states. should be
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Moreover, it is to be understood that all detailed description reciting the principles, aspects, and embodiments of the invention, as well as specific embodiments, are intended to cover structural and functional equivalents of such matters. It is also to be understood that such equivalents include not only currently known equivalents, but also equivalents developed in the future, i.e., all devices invented to perform the same function, regardless of structure.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.Thus, for example, the block diagrams herein are to be understood as representing conceptual views of illustrative circuitry embodying the principles of the present invention. Similarly, all flowcharts, state transition diagrams, pseudo code, etc. may be tangibly embodied on a computer-readable medium and be understood to represent various processes performed by a computer or processor, whether or not a computer or processor is explicitly shown. should be
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.In addition, the clear use of terms presented as processor, control or similar concepts should not be construed as exclusively referring to hardware having the ability to execute software, and without limitation, digital signal processor (DSP) hardware, ROM for storing software. It should be understood to implicitly include (ROM), RAM (RAM) and non-volatile memory. Other common hardware may also be included.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. The above-described objects, features and advantages will become more apparent through the following detailed description in relation to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in the description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전체 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이며, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 후각 환경 센서 장치를 보다 구체적으로 도시한 블록도이다.1 is a conceptual diagram schematically illustrating an entire system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram illustrating an olfactory environment sensor device according to an embodiment of the present invention in more detail.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 시스템은, 후각 환경 센서 장치(100), 서비스 제공 장치(200) 및 사용자 단말(300)을 포함한다.1 and 2 , a system according to an embodiment of the present invention includes an olfactory
먼저, 본 명세서에서 설명되는 사용자 단말(300)에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며 그 이외에 사용자 입력 및 정보 표시 등이 가능한 다양한 장치일 수 있다.First, the
그리고, 서비스 제공 장치(200)는, 후각 환경 센서 장치(100)로부터 휘발성 유기화합물질의 반응성 패턴 정보를 측정하는 단일 센서 모듈을 구비한 후각 환경 센서 장치로부터, 상기 반응성 패턴 정보를 수집하고, 상기 반응성 패턴 정보를, 사전 기계 학습된 하나 이상의 후각 환경 센서 정보 신경망 모델에 적용하여 후각 환경 정보를 획득하며, 상기 후각 환경 정보에 기초한 후각 환경 서비스 정보를 구성하여 상기 후각 환경 센서 장치에 대응되는 사용자 단말(300)로 전송한다.In addition, the
여기서, 서비스 제공 장치(200)는, 사용자 단말(300)의 사용자 정보, 관리 사업장 정보 및 후각 환경 센서 장치(100)의 매핑 정보를 등록 및 관리 할 수 있으며, 후각 환경 센서 장치(100)로부터 수신되는 데이터를 모니터링하고, 모니터링된 정보 및 상기 후각 환경 서비스 정보를 서비스 인터페이스로 가공하여 매핑 등록된 사용자 단말(300)로 제공할 수 있다.Here, the
예를 들어, 후각 환경 센서 장치(100)는 병실의 각 침대 상단에 비치될 수 있으며, 후각 환경 센서 장치(100)의 매핑 정보는 장치 식별 정보, 병실 호수 정보, 병실 내 침대 식별 정보 및 침대 위치 정보가 포함될 수 있는 바, 특정 병실의 특정 사용자별 냄새 정보를 센싱하게 할 수 있다.For example, the olfactory
이를 위해, 후각 환경 센서 장치(100), 서비스 제공 장치(200) 및 사용자 단말(300)은, 상호간 정보 등록 및 데이터의 송수신을 위한 하나 이상의 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 통신 모듈은 유선 또는 무선 네트워크를 통해 통신하기 위한 통신 기능을 제공할 수 있다.To this end, the olfactory
그리고, 각 통신 모듈은, 인터넷 네트워크, LAN, WAN, PSTN(Public Switched Telephone Network), PSDN(Public Switched Data Network), 케이블 TV 망, WIFI, 이동 통신망 및 기타 무선 통신망 등을 통하여 데이터를 원격으로 송수신할 수 있으며, 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하는 것도 예시될 수 있다.In addition, each communication module remotely transmits and receives data through an Internet network, LAN, WAN, PSTN (Public Switched Telephone Network), PSDN (Public Switched Data Network), cable TV network, WIFI, mobile communication network and other wireless communication networks, etc. As for short range communication, Bluetooth (Bluetooth), RFID (Radio Frequency Identification), Infrared Data Association (IrDA), UWB (Ultra Wideband), ZigBee, NFC (Near Field Communication) ), using at least one of Wireless-Fidelity (Wi-Fi), Wi-Fi Direct, and Wireless Universal Serial Bus (USB) technologies may also be exemplified.
이러한 후각 환경 센서 장치(100)는, 휘발성 유기화합물질(VOC, Volatile Organic Compunds)의 농도를 측정하는 단일 후각 환경 센서 모듈(110)을 포함할 수 있으며, 단일 후각 환경 센서 모듈(110)은 TVOC 반도체 센서가 예시될 수 있다.The olfactory
TVOC 센서는, 아세트알데히드, 아세틸렌, 벤젠, 부탄, 클로포름, 에틸렌, 포름알데히드, 메탄올, 프로필렌 및 톨루엔 중 적어도 하나를 포함하는 약 20 내지 37가지의 휴기화합 물질에 반응하여, 공기 중의 유기화합물질 농도를 출력하는 센서로서, 냄새의 상대적인 변화를 TVOC 농도의 변화에 따라 측정하고 이를 출력할 수 있다.The TVOC sensor reacts with about 20 to 37 dormant compounds including at least one of acetaldehyde, acetylene, benzene, butane, chloroform, ethylene, formaldehyde, methanol, propylene, and toluene, to produce organic compounds in the air. As a sensor outputting a concentration, it is possible to measure and output a relative change in smell according to a change in TVOC concentration.
이러한 TVOC 센서는 단일 반도체 센서이므로, 별도의 후각 환경 센서 모듈들을 요구하지 않는 바, 후각 환경 센서 장치(100)의 장비 및 설치 비용은 기존의 방식들에 비하여 크게 저감될 수 있으며, 다양한 위치에 쉽게 설치될 수 있는 장점이 있다.Since this TVOC sensor is a single semiconductor sensor, it does not require separate olfactory environment sensor modules, so the equipment and installation cost of the olfactory
다만, TVOC 단일 센서 자체만으로는 단순 농도 이외의 냄새의 종류나 기체 구분을 할 수 없다는 특징이 있으나, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치(200)는, 단일 후각 환경 센서 모듈(110)의 TVOC 센서 출력에 따른 농도 반응성 패턴 정보를 이용하여, 본 발명의 실시 예에 따른 후각 환경 센서 정보 신경망 모델을 사전 구축할 수 있으며, 후각 환경 센서 장치(100)의 통신 모듈(120)을 통해 수신되는 실시간 반응성 패턴 정보를 상기 신경망 모델에 적용함으로써, 각 유기 화합물에 의한 냄새를 분류 및 식별하고, 식별된 냄새 분류 결과 정보에 기초한 사용자 단말(300)로의 정보 서비스를 제공할 수 있다.However, the TVOC single sensor itself has a feature that it cannot distinguish the type of smell or the gas other than the simple concentration. The olfactory environment sensor information neural network model according to an embodiment of the present invention can be built in advance by using the concentration response pattern information according to the sensor output, and real-time received through the
즉, 각각의 냄새 정보에 대응하여 인식된 TVOC의 시간 구간별 반응성 패턴 정보를 딥러닝 학습시킨 신경망 모델에 기초한 검출 프로세스를 기반으로 하면, TVOC 단일 센서 자체만으로도 복합적 농도 변화 패턴을 검출하여 냄새 분류 정보를 인식 가능할 것으로 실험에 따라 확인되었으며, 이에 대하여는 보다 구체적으로 후술하도록 한다.That is, based on the detection process based on a neural network model trained by deep learning on the reactivity pattern information for each time section of the TVOC recognized in response to each odor information, the TVOC single sensor alone detects a complex concentration change pattern and provides odor classification information. was confirmed according to the experiment to be recognizable, which will be described in more detail later.
이러한 본 발명의 실시 예에 따른 후각 환경 센서 정보 신경망 모델은, 딥러닝 기반의 기계 학습 모델 구축 방식으로 구성될 수 있는 바, 상기 TVOC 센서의 반응성 패턴 정보와, 상기 TVOC 센서의 반응성 패턴 정보에 매핑되는 후각 환경 분류 정보에 기초한 RNN(Recurrent Neural Network) 방식의 LSTM(Long Short-Term Memory) 학습을 수행하여 획득된 제1 신경망 학습 모델과, 상기 TVOC 센서의 반응성 패턴 정보와, 상기 TVOC 센서의 반응성 패턴 정보에 매핑되는 후각 환경 분류 정보에 기초한 CNN(Convolutional Neural Network) 방식의 학습을 수행하여 획득된 제2 신경망 학습 모델과, 상기 TVOC 센서의 반응성 패턴 정보와, 상기 TVOC 센서의 반응성 패턴 정보에 매핑되는 후각 환경 분류 정보에 기초한 FNN(Fully Connected Network) 방식의 학습을 수행하여 획득된 제3 신경망 학습 모델을 포함하여 선택적으로 구성될 수 있다.The olfactory environment sensor information neural network model according to an embodiment of the present invention may be configured by a deep learning-based machine learning model construction method, and is mapped to the reactivity pattern information of the TVOC sensor and the reactivity pattern information of the TVOC sensor. A first neural network learning model obtained by performing LSTM (Long Short-Term Memory) learning of a Recurrent Neural Network (RNN) method based on the olfactory environment classification information, the reactivity pattern information of the TVOC sensor, and the reactivity of the TVOC sensor A second neural network learning model obtained by performing learning of a convolutional neural network (CNN) method based on olfactory environment classification information mapped to pattern information, reactivity pattern information of the TVOC sensor, and reactivity pattern information of the TVOC sensor. It may be selectively configured by including a third neural network learning model obtained by performing FNN (Fully Connected Network) learning based on the olfactory environment classification information.
그리고, 서비스 제공 장치(200)는, 각 구축된 신경망 학습 모델에 실시간 반응성 패턴 정보를 적용하여 도출되는 각각의 후각 환경 정보를 조합 연산하여, 후각 분류 결과 정보를 최종적으로 결정할 수 있다. 후각 분류 결과 정보는 예를 들어, 담배 냄새, 암모니아 냄새 등과 같은 악취의 분류 기준에 따라 상이하게 구성될 수 있다.In addition, the
또한, 서비스 제공 장치(200)는, 상기 후각 분류 결과 정보를 포함하는 서비스 인터페이스를 구성할 수 있으며, 상기 서비스 인터페이스를 상기 사용자 단말(300)로 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 서비스 인터페이스는, 상기 후각 분류 결과 정보에 대응하는 알림 서비스 정보를 포함하고, 상기 알림 서비스 정보는 상기 후각 분류 결과 정보에 대응하여 사전 설정된 가이드 행동 정보를 포함할 수 있다.Also, the
예를 들어, 사용자 단말(300)의 사용자는 호텔, 병원, 음식점, 까페, PC방, 노래방, 헬스장 등의 사업장 관리자일 수 있으며, 관리자가 직접 파악이 어려운 각 병실, 객실, 영업장 등에서 발생되는 냄새 정보를 상기 서비스 인터페이스를 통해 적은 설치 비용으로도 쉽게 파악할 수 있고, 관련 대응 행동을 실시간으로 즉시 수행할 수 있게 된다.For example, the user of the
또한, 각 사업장 관리자는 특정 냄새가 감지되더라도 어떠한 대처가 바람직한지 알기 어려운 경우가 있다. 예를 들어, 악취가 발생하더라도 종류 구분에 따라 환기, 청소, 방향, 탈취, 소독, 문닫기, 빨래 등의 다양한 대응안이 우선순위에 따라 달라질 수 있다. 즉, 빨래는 옷에 밴 냄새를 빠는 행위이고, 문 닫기는 외부의 악취로부터 잠깐의 격리를 수행하는 시간 벌기에 불과하므로 우선적인 행동은 아닐 수 있다.In addition, it is sometimes difficult for the manager of each business site to know what kind of response is desirable even if a specific smell is detected. For example, even if a bad odor occurs, various countermeasures such as ventilation, cleaning, direction, deodorization, disinfection, closing the door, and laundry may vary according to the priority according to the classification. In other words, washing is an act of sucking the smell of clothes, and closing the door is only to buy time to perform temporary isolation from external odors, so it may not be a priority action.
이를 해결하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치(200)는, 서비스 인터페이스를 통해 후각 분류 결과 정보에 대응하여 사전 설정된 가이드 행동 정보를 제공할 수 있는 바, 상기 제공된 가이드 행동 정보는 사전 구축된 가이드 행동 정보 매핑 테이블에 상기 후각 분류 결과 정보를 매핑시켜 색인된 가이드 행동 정보를 포함할 수 있다.To solve this problem, the
이에 따라, 사업장 관리자는 현재 어느 위치에서 어떠한 냄새가 나는지, 또는 향기가 나는지를 쉽게 인지 및 관리할 수 있으며, 악취 등에 대하여 필요한 조치사항 등을 즉각적으로 확인하여 대처할 수 있게 된다.Accordingly, the business site manager can easily recognize and manage what kind of odor or scent is emitted at the current location, and can immediately identify and respond to necessary measures for bad odors and the like.
한편, 앞서 설명한 후각 환경 센서 장치(100)는, 단일의 장치로서 설명되고 있으나, 본체에 탑재되는 하나 이상의 향기 모듈 또는 향기 캡슐로부터 발생되는 향기를 배출하는 향기 발생기(400)의 일 구성 요소로서 포함할 수 도 있다. 예를 들어, 상기 향기 모듈은 복수 개 탑재될 수 있으며, 사용자 단말(300)에 대응하여 설정되는 사용자 설정 또는 사용자 단말(300)에서 입력된 스케쥴 정보에 따라, 서비스 제공 장치(200)에서 제공되는 향기 스케쥴링 정보에 의해, 각 개별 향기 모듈의 조합 및 발향 강도가 조절될 수 있다.On the other hand, although the olfactory
이에 따라, 서비스 제공 장치(200)는 상기 후각 환경 정보에 기초하여 상기 후각 환경 정보를 개선하는 향기 모듈의 조합 및 발향 강도를 결정하고, 상기 후각 환경 센서 장치(100)가 탑재된 향기 발생기(400)로 전송할 수도 있다.Accordingly, the
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치를 보다 구체적으로 도시한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a service providing apparatus according to an embodiment of the present invention in more detail.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치(200)는, 통신부(210), 제어부(220), 데이터베이스(230), 장치 관리부(240), 후각 환경 정보 처리부(250) 및 서비스 제공부(260)를 포함한다.Referring to FIG. 3 , the
통신부(210)는 사용자 단말(300) 또는 후각 환경 센서 장치(100) 중 적어도 하나와 무선 또는 유선으로 통신하기 위한 하나 이상의 통신 모듈을 포함할 수 있다.The communication unit 210 may include one or more communication modules for wirelessly or wired communication with at least one of the
그리고, 통신부(210)는, 사용자 단말(300)로부터 등록 정보를 수신하여 장치 관리부(240)로 전달할 수 있으며, 후각 환경 센서 장치(100)로부터 반응성 패턴 정보를 수신하여 후각 환경 정보 처리부(250)로 전달할 수 있고, 서비스 제공부(260)에서 구성된 사용자 인터페이스 정보를 사용자 단말(300)로 전송할 수 있다.In addition, the communication unit 210 may receive registration information from the
제어부(220)는, 서비스 제공 장치(200)의 전반적인 동작을 수행하기 위한 제어 신호를 발생시켜 각 유닛들로 전달하는 제어 회로를 포함할 수 있으며, 상기 제어 회로는 본 발명의 실시 예에 따른 방법을 구동시키는 하나 이상의 마이크로 프로세서를 포함할 수 있다.The control unit 220 may include a control circuit that generates a control signal for performing the overall operation of the
데이터베이스(230)는 정보 저장을 위한 하나 이상의 저장 매체로 구성될 수 있으며, 서비스 제공 장치(200)에서 관리되는 사용자 단말(300) 정보, 후각 환경 센서 장치(100) 정보 및 인공지능 신경망 모델 데이터베이스를 포함할 수 있다.The database 230 may be composed of one or more storage media for information storage, and store the
그리고, 장치 관리부(240)는, 사용자 단말(300)로부터 후각 환경 센서 장치(100)의 인증정보를 수신 및 등록할 수 있으며, 등록된 사용자 단말(300)과 후각 환경 센서 장치(100) 정보를 매핑하고, 데이터베이스(230)에 그 매핑 정보를 저장 및 관리할 수 있다.In addition, the device manager 240 may receive and register authentication information of the olfactory
여기서, 사용자 단말(300) 및 후각 환경 센서 장치(100)는, 각각 복수 개 존재할 수 있는 바, 복수의 사용자 단말(300) 그룹에 매핑되는 하나 이상의 후각 환경 센서 장치(100)도 존재할 수 있으며, 하나의 사용자 단말(300)에 매핑되는 복수의 후각 환경 센서 장치(100)도 존재할 수 있다. 장치 관리부(240)는 통신부(210)에서 서비스 제공부(260)로 제공되는 서비스 인터페이스에 상기 매핑 정보를 포함시킬 수 있다.Here, the
예를 들어, 매핑 정보는 후각 환경 센서 장치(100)의 장치 식별 정보, 위치 정보 및 설치 정보를 포함할 수 있는 바, 장치 관리부(240)는 서비스 제공부(260)를 통해 사용자 단말(300)로 제공되는 서비스 인터페이스를 통해, 현재 모니터링 중인 후각 환경 센서 장치(100)의 정확한 설치 위치를 파악할 수 있도록 한다. 예를 들어, 후각 환경 센서 장치(100)가 병원에 설치되는 경우, 상기 매핑 정보는 병원 내 호실 정보, 설치된 침대 식별 정보, 침대 위치도 정보 등이 예시될 수 있다.For example, the mapping information may include device identification information, location information, and installation information of the olfactory
한편, 후각 환경 정보 처리부(250)는, 장치 등록된 후각 환경 센서 장치(100)로부터 수신되는 반응성 패턴 정보를 수집하고, 수집된 반응성 패턴 정보를 사전 구축된 신경망 모델에 적용함으로써, 후각 분류 결과 정보를 구성할 수 있다.Meanwhile, the olfactory environment information processing unit 250 collects reactive pattern information received from the device-registered olfactory
이를 위해, 후각 환경 정보 처리부(250)는, 신경망 모델 구축부(251) 및 분류 결과 정보 구성부(253)를 포함할 수 있으며, 신경망 모델 구축부(251)는, 제1 신경망 모델 구축부(2511), 제2 신경망 모델 구축부(2513) 및 제3 신경망 모델 구축부(2515)를 포함한다.To this end, the olfactory environment information processing unit 250 may include a neural network
여기서, 상기 신경망 모델 구축부(251)는 후각 환경 센서 장치(100)에 대응하는 반응성 패턴 학습 데이터를 시간 구간별로 분할하고, 반응성 패턴 학습 데이터에 매핑되는 후각 환경 분류 정보를 학습 처리하여, 하나 이상의 딥러닝 기반 신경망 모델을 구축할 수 있다.Here, the neural network
특히, 현재의 신경망 모델 기술은 다양한 모델들이 대두되고 있는 바, 본 발명의 실시 예에 따른 신경망 모델 구축부(251)는 복수의 신경망 모델의 출력 신호를 조합 또는 합산 처리하여, 등록된 후각 환경 센서 장치(100)의 반응성 패턴 정보에 대응하는 실시간 분류 결과 정보를 구성할 수 있다.In particular, as various models are emerging in the current neural network model technology, the neural network
보다 구체적으로, 신경망 모델 구축부(251)는, 후각 환경 센서 장치(100)의 TVOC 센서의 반응성 패턴 학습 데이터와, 상기 TVOC 센서의 반응성 패턴 학습 데이터에 매핑되는 후각 환경 분류 정보에 기초한 RNN(Recurrent Neural Network) 방식의 LSTM(Long Short-Term Memory) 학습을 수행하는 제1 신경망 학습 모델 구축부(2511)를 포함할 수 있다. More specifically, the neural network
또한, 신경망 모델 구축부(251)는, 후각 환경 센서 장치(100)의 TVOC 센서의 반응성 패턴 학습 데이터와, 상기 TVOC 센서의 반응성 패턴 학습 데이터에 매핑되는 후각 환경 분류 정보에 기초한 CNN(Convolutional Neural Network) 방식의 학습을 수행하는 제2 신경망 모델 구축부(2513)를 포함할 수 있다.In addition, the neural network
그리고, 신경망 모델 구축부(251)는, 후각 환경 센서 장치(100)의 TVOC 센서의 반응성 패턴 학습 데이터와, 상기 TVOC 센서의 반응성 패턴 학습 데이터에 매핑되는 후각 환경 분류 정보에 기초한 FNN(Fully Connected Network) 방식의 학습을 수행하여 획득된 제3 신경망 학습 모델을 포함할 수 있다.In addition, the neural network
이에 따라, 분류 결과 정보 구성부(253)는, 상기 반응성 패턴 정보 적용에 따른 상기 제1 신경망 학습 모델의 출력과, 상기 제2 신경망 학습 모델의 출력과, 상기 제3 신경망 학습 모델의 출력을 조합 연산하여 상기 후각 환경 정보의 후각 분류 결과 정보를 최종적으로 결정할 수 있다. 여기서 조합 연산 방식은 평균 연산, 곱연산 또는 합연산 등이 예시될 수 있다.Accordingly, the classification result
보다 구체적으로, 신경망 모델 구축부(251)는 반응성 패턴 학습 데이터의 그래프에 대응하는 시간 구간별 윈도우를 구성하고, 윈도우 기반의 데이터 배열에 매핑된 후각 환경 분류 정보를 딥러닝 학습 데이터로 구성하여 상기 제1 신경망 모델 구축부(2511), 제2 신경망 모델 구축부(2513) 및 제3 신경망 모델 구축부(2515)에 각각 입력하고, 냄새 판정의 정확도를 향상시키는 학습 훈련 프로세스를 명령할수 있다.More specifically, the neural network
여기서, 제1 신경망 모델 구축부(2511)에서 구축된 LSTM 모델의 경우 시계열 데이터에 최적화되어 각 레이어별 서로 다른 처리 구조를 갖도록 구성되는 재귀 신경망(RNN)을 구축하는 방식일 수 있다.Here, in the case of the LSTM model built by the first neural network model building unit 2511, it may be a method of constructing a recursive neural network (RNN) that is optimized for time series data and configured to have a different processing structure for each layer.
그리고, 제2 신경망 모델 구축부(2513)는, 컨볼루션 기반의 맥스 풀링(Maxpooling), 배치 정규화(batch normalization) 및 오버피팅(overfitting) 방지를 위한 드랍아웃(dropout)을 적용한 후, 2차원 데이터를 1차원 데이터로 변환하는 플래튼(flatten) 처리를 수행한 이후에, 분류를 위한 완전연결 계층화(dense layer) 레이어 처리를 수행하고, 분류(classification) 처리를 수행하는 신경망 모델 구축을 수행할 수 있다.Then, the second neural network model building unit 2513 applies convolution-based Maxpooling, batch normalization, and dropout to prevent overfitting, and then, two-dimensional data After performing flatten processing to convert , into one-dimensional data, it is possible to perform fully connected dense layer processing for classification and to build a neural network model that performs classification processing. have.
한편, 제3 신경망 모델 구축부(2515)는, 완전 연결된 심층 네트워크(FCC, Fully-Connected Network)로 구성될 수 있으며, 각 모든 신경망의 뉴런들을 연결 학습하는 방식을 기초로 하는 신경망 모델 구축을 수행할 수 있다.On the other hand, the third neural network model building unit 2515 may be configured as a fully connected deep network (FCC), and performs neural network model construction based on a method of connecting and learning all neurons of each neural network. can do.
다만, 전술한 제1 신경망 모델 구축부(2511), 제2 신경망 모델 구축부(2513) 및 제3 신경망 모델 구축부(2515)는 예시적인 것으로서, 각 신경망 모델 구축부(251)는 더 성능이 좋은 신경망 모델 구축 프로세스들이 추후 개발되는 경우, 특정 신경망 모델 구축부를 추가하거나 기존 모델 구축부를 교체 처리할 수도 있다.However, the above-described first neural network model building unit 2511, second neural network model building unit 2513, and third neural network model building unit 2515 are exemplary, and each neural network
한편, 서비스 제공부(260)는, 상기 후각 분류 결과 정보를 포함하는 서비스 인터페이스를 구성하고, 사용자 단말(300)로 전송한다. 상기 서비스 인터페이스는, 상기 후각 분류 결과 정보에 대응하는 알림 서비스 정보를 포함할 수 있으며, 상기 알림 서비스 정보는 상기 후각 분류 결과 정보 및 후각 환경 센서 장치(100)의 매핑 정보에 대응하여 사전 설정된 가이드 행동 정보를 포함할 수 있다.Meanwhile, the service providing unit 260 configures a service interface including the olfactory classification result information and transmits it to the
이를 위해, 서비스 제공부(260)는, 후각 분류 결과 정보에 대응하여 사용자 단말(300)로 제공될 후각 환경 서비스 인터페이스를 구성할 수 있으며, 후각 환경 서비스 인터페이스는 그래픽 기반의 GUI(GRAPHIC USER INTERFACE) 형태로 사용자 단말(300)을 통해 시각적 또는 청각적으로 출력될 수 있다.To this end, the service providing unit 260 may configure an olfactory environment service interface to be provided to the
또한, 서비스 제공부(260)는 사용자 단말(300)로 후각 환경 관리 및 정보 서비스를 제공하기 위하여, 다양한 서비스 인터페이스 대시보드를 구성할 수 있으며, 상기 서비스 인터페이스 대시보드를 통해 후각 분류 결과 정보 및 상기 후각 분류 결과 정보에 대응하는 다양한 부가 서비스 정보를 제공할 수 있다.In addition, the service providing unit 260 may configure various service interface dashboards in order to provide olfactory environment management and information services to the
특히, 서비스 제공부(260)는 보다 정확한 정보를 제공하기 위하여, 상기 후각 분류 결과 정보에 이용된 상기 제1 신경망 학습 모델의 출력 정보, 상기 제2 신경망 학습 모델의 출력 정보 및 상기 제3 신경망 학습 모델의 출력 정보를 상기 후각 환경 서비스 인터페이스에 포함시켜 상기 사용자 단말(300)로 전송할 수 있다.In particular, the service providing unit 260 provides output information of the first neural network learning model used for the olfactory classification result information, output information of the second neural network learning model, and the third neural network learning to provide more accurate information. The output information of the model may be included in the olfactory environment service interface and transmitted to the
예를 들어, 사용자 단말(300)에서는 서비스 인터페이스를 통해 후각 환경 센서 장치(100)의 관리구역 내 식별 정보와, 관리구역 내 위치 정보 및 설치 정보를 확인하고, 현재 관리구역 내 위치에 대응하는 냄새 모니터링 정보를 확인할 수 있으며, 분류 결과 정보에 나타난 특정 냄새에 대응하는 환기, 탈취, 오염원 제거 등의 대응방안 가이드를 확인하고, 즉시 행동을 취할 수 있다.For example, the
한편, 서비스 제공부(260)는, 사전 설정된 기관의 중앙 관리 시스템과의 연동 서비스를 제공할 수 있는바, 상기 서비스 인터페이스를 상기 기관의 중앙 관리 시스템으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 기관은 병원일 수 있으며, 병원의 중앙 관리 시스템은, 상기 후각 서비스 인터페이스 정보에 기초하여, 병실 상태 정보에 반영할 수 있으며, 병실 상태 정보에 상기 후각 서비스 인터페이스 정보가 반영된 병실 관리자 인터페이스를 별도 설정된 병원 관리자 단말로 제공할 수도 있다.Meanwhile, the service providing unit 260 may provide a pre-set interworking service with the central management system of the institution, and may provide the service interface to the central management system of the institution. For example, the institution may be a hospital, and the central management system of the hospital may reflect the olfactory service interface information in the ward state information based on the olfactory service interface information, and the ward manager in which the olfactory service interface information is reflected in the ward state information. An interface may be provided as a separately set hospital manager terminal.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치(200)의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart for explaining the operation of the
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치(200)는, 사용자 단말(300) 및 후각 환경 센서 장치(100)의 장치 등록을 처리한다(S101).Referring to FIG. 4 , the
그리고, 서비스 제공 장치(200)는, 후각 환경 센서 장치(100)의 반응성 패턴 정보를 수집한다(S103).Then, the
이후, 서비스 제공 장치(200)는, 반응성 패턴 정보를 하나 이상의 후각 환경 센서 정보 신경망 모델에 적용하여 후각 환경 정보를 획득하며(S105), 획득된 후각 환경 정보에 기초한 후각 환경 서비스 인터페이스를 구성하여 상기 후각 환경 센서 장치에 대응되는 사용자 단말(300)로 전송한다(S107).Thereafter, the
앞서 설명한 바와 같이, 후각 환경 센서 장치(100)는, 단일의 장치로서 설명되고 있으나, 본체에 탑재되는 하나 이상의 향기 모듈 또는 향기 캡슐로부터 발생되는 향기를 배출하는 향기 발생기(400)의 일 구성 요소로서 포함할 수 도 있는 바, 서비스 제공 장치(200)는, 서비스 제공부(260)를 통해, 후각 환경 정보를 개선하는 향기 스케쥴링 정보를 각 후각 환경 센서 장치(100)가 탑재된 향기 발생기(400)의 통신 모듈로 전송하여, 각 개별 향기 모듈의 조합 및 발향 강도를 조절하게 할 수 있다. 이에 따라, 서비스 제공 장치(200)는 상기 후각 환경 정보에 기초하여 상기 후각 환경 정보를 개선하는 향기 모듈의 조합 및 발향 강도를 결정하고, 상기 후각 환경 센서 장치(100)가 탑재된 향기 발생기(400)로 전송할 수도 있다.As described above, the olfactory
이를 위해, 서비스 제공부(260)는 분류 결과 정보에서 분류된 냄새 정보를 보상하는 하나 이상의 향기 모듈의 조합 정보 및 발향 강도 정보를 결정할 수 있으며, 결정된 조합 정보 및 발향 강도 정보를 포함하는 향기 스케쥴링 정보를 구성하여, 상기 후각 환경 센서 장치(100)가 탑재된 향기 발생기(400)로 전송할 수 있는 것이다.To this end, the service providing unit 260 may determine combination information and scent diffusing intensity information of one or more scent modules that compensate for the scent information classified in the classification result information, and scent scheduling information including the determined combination information and scent diffusing intensity information. By configuring, the olfactory
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치의 신경망 학습 및 서비스 제공 동작을 보다 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이며, 도 6 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 수집되는 반응성 패턴 데이터를 실험적으로 분석한 것을 나타낸 도면이다. 5 is a flowchart for explaining in more detail the operation of neural network learning and service provision of a service providing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 6 to 7 are experimental examples of reactive pattern data collected according to an embodiment of the present invention. A diagram showing the analysis.
먼저 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치(200)는, TVOC 센서의 반응성 패턴 학습 데이터에 매핑되는 후각 환경 분류 정보에 기초한 RNN(Recurrent Neural Network) 방식의 LSTM(Long Short-Term Memory) 학습을 수행하여 제1 신경망 학습 모델을 구축한다(S201).First, referring to FIG. 5 , the
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치(200)는, TVOC 센서의 반응성 패턴 학습 데이터에 매핑되는 후각 환경 분류 정보에 기초한 CNN(Convolutional Neural Network) 방식의 학습을 수행하여 제2 신경망 학습 모델을 구축한다(S203).In addition, the
이후, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치(200)는, 상기 TVOC 센서의 반응성 패턴 학습 데이터에 매핑되는 후각 환경 분류 정보에 기초한 FNN(Fully Connected Network) 방식의 학습을 수행하여 제3 신경망 학습 모델을 구축한다(S205).Thereafter, the
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치(200)는, 후각 환경 센서 장치(100)의 실시간 반응성 패턴 정보 적용에 따른 상기 제1 신경망 학습 모델의 출력과, 상기 제2 신경망 학습 모델의 출력과, 상기 제3 신경망 학습 모델의 출력을 조합 연산하여 상기 후각 환경 정보의 후각 분류 결과 정보를 결정한다(S207).In addition, the
이후, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치(200)는, 상기 후각 분류 결과 정보에 대응하여 사전 설정된 가이드 행동 정보를 포함하는 알림 서비스 정보를 구성한다(S209).Thereafter, the
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 문제가 되는 냄새로서, 주로 사람의 변6 and 7, as a problematic odor, mainly human feces
냄새, 환자들의 땀 냄새, 그리고 담배 냄새에 대한 학습 데이터를 TVOC 센서 출력 기반으로 구성하였다. 통상 냄새가 퍼지는 반경은 1m~3m 정도이므로, 1m×1m×05m 부피의 수조에서 담배와 암모니아를 사용하여 실험을 진행하였다. 실험용 수조를 일정부분 개방하여 어느 정도의 대류 현상을 강제하였고, 이를 통해 실제 환경과 유사한 데이터를 얻을 수 있었다. 약 2분여간 불을 붙인 담배, 암모니아를 적신 휴지 등을 센서가 들어가 있는 수조에 넣고, 센서의 데이터 값을 분석하였다.The learning data on odor, the smell of sweat from patients, and the smell of cigarettes were constructed based on the TVOC sensor output. Since the radius of spread of the odor is usually about 1m to 3m, the experiment was conducted using tobacco and ammonia in a water tank with a volume of 1m×1m×05m. The experimental water tank was partially opened to force a certain degree of convection, and through this, data similar to the actual environment could be obtained. Cigarettes lit for about 2 minutes, tissue paper soaked in ammonia, etc. were placed in the water tank containing the sensor, and the sensor data values were analyzed.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 담배 및 암모니아를 투입한 후 측정한 데이터를 확인할 수 있으며, 초기에 수치가 치솟은 이후 ECO2와 TVOC 수치가 특정구간에서 어느 정도의 패턴을 보이며 요동치는 것을 확인할 수 있다. 여기서, eCO2는 동등 CO2 값으로서, TVOC로부터 예측되는 CO2 기반의 공기품질을 나타낼 수 있고, 예측된 ECO2값은 전술한 서비스 인터페이스를 통해 제공될 수도 있다.As shown in FIGS. 6 and 7 , it is possible to check the data measured after adding tobacco and ammonia, and after the initial value soars, the ECO2 and TVOC values fluctuate with a certain pattern in a specific section. can be checked Here, eCO2 is an equivalent CO2 value, and may indicate a CO2-based air quality predicted from TVOC, and the predicted ECO2 value may be provided through the above-described service interface.
이러한 시간 구간의 ECO2 또는 TVOC 데이터는, 전술한 시간 구간별 학습 데이터로 구성될 수 있는 바, 제1 신경망 모델 구축부(2511), 제2 신경망 모델 구축부(2513) 및 제3 신경망 모델 구축부(2515)의 딥 러닝에 이용하여 패턴 분석 및 학습에 이용될 수 있다.The ECO2 or TVOC data of this time section may be composed of the above-described learning data for each time section, the first neural network model building unit 2511 , the second neural network model building unit 2513 , and the third neural network model building unit (2515) can be used for pattern analysis and learning using deep learning.
이와 같은 테스트에 따라, 학습 데이터에 대한 신경망 학습 처리 이후에, 각각의 담배 냄새 및 암모니아 냄새 패턴에 대응하는 분류를 수행하였으며, 신경망별 실험을 통해 특히 제2 신경망 모델 구축부(2513)에서 최대 약 72.9%의 정확도가 산출되는 것을 확인할 수 있었다. 학습 데이터의 누적, 특징별 신경망 모델 적합성 및 시간 경과에 따라 그 정확도는 높아질 수 있는 것으로, 이후 다양한 냄새 패턴에 대한 분류가 TVOC 센서 출력의 패턴 분석으로도 산출될 수 있음을 확인할 수 있었다.According to this test, after neural network learning processing on the training data, classification corresponding to each cigarette odor and ammonia odor pattern was performed, and, in particular, the second neural network model construction unit 2513 It was confirmed that the accuracy of 72.9% was calculated. It can be confirmed that the accuracy can be increased according to the accumulation of training data, the suitability of the neural network model for each feature, and the passage of time.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 사용자 단말로 제공되는 서비스 화면 인터페이스 예시도이다.8 is an exemplary diagram of a service screen interface provided to a user terminal according to an embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 특히 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치(200)는, 요양병원과 같이 병실의 청결도 등이 관리되어야 하는 시스템에 유용하게 이용될 수 있다. 예를 들어, 후각 환경 센서 장치(100)의 매핑 정보는 장치 식별 정보, 병실 정보, 설치된 병상(침대) 위치 정보를 포함할 수 있으며, 이러한 세부 정보가 사용자 단말(300)에서 서비스 화면 인터페이스를 통해 출력될 수 있다. 사용자 단말(300) 사용자는 병원 시설 관리자이거나, 관리 서비스를 이용하는 보호자의 단말일 수 있다.As shown in FIG. 8 , in particular, the
도 8을 통해 출력되는 후각 서비스 화면 인터페이스는, 전술한 TVOC 센서 정보 그 자체를 포함할 수 있으며, 이에 기초하여 예측되는 ECO2 정보도 포함될 수 있다. 그래프 상세 보기 입력에 따라, 각 병실 및 병상 별 센서 모니터링 정보가 그래프 인터페이스 출력을 통해 제공될 수도 있다.The olfactory service screen interface output through FIG. 8 may include the above-described TVOC sensor information itself, and may also include ECO2 information predicted based thereon. According to the graph detail view input, sensor monitoring information for each ward and bed may be provided through the graph interface output.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 각 신경망별 냄새 분류 판정 결과와, 최종 분류 결과 정보가 인터페이스를 통해 직관적으로 출력될 수 있다. 예를 들어, 제1 신경망 모델은 강도 0 내지 5로 분류된 냄새 강도 지수(Odor index) 기준 강도 3의 암모니아를 67%의 정확도로 판별할 수 있으며, 제2 신경망 모델은 강도 3의 암모니아를 70%의 정확도로 판별할 수 있으며, 제3 신경망 모델은 강도 2의 담배 냄새를 36%의 정확도로 판별할 수 있다. 서비스 제공 장치(200)는, 이를 조합 연산한 최종 결과를 텍스트 정보로 구성하여 상기 후각 서비스 인터페이스를 통해 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이 "암모니아 냄새가 약하게 납니다"와 같은 분류 결과 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.And, as shown in FIG. 8 , the odor classification determination result for each neural network and the final classification result information may be intuitively output through the interface. For example, the first neural network model can discriminate ammonia of intensity 3 based on the odor intensity index classified as intensities 0 to 5 with 67% accuracy, and the second neural network model can determine ammonia of intensity 3 by 70 It can be determined with an accuracy of %, and the third neural network model can determine the cigarette smell of intensity 2 with an accuracy of 36%. The
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 분류 결과 정보에 대응하는 행동 가이드 정보를 서비스 인터페이스를 통해 제공할 수 있는 바, 이는 서비스 제공 장치(200)에서 사전 설정된 행동 가이드 정보 매핑 테이블에 기초하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 행동 가이드 정보는 "오염원을 찾아 제거, 탈취기 가동 또는 탈취제 이용" 등과 같이 사용자 또는 관리자가 즉각 취할 수 있는 행동 가이드가 서비스 인터페이스를 통해 출력될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 8 , the behavior guide information corresponding to the classification result information may be provided through the service interface, which is to be configured based on the behavior guide information mapping table preset in the
상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 방법은 프로그램으로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장된 상태로 각 서버 또는 기기들에 제공될 수 있다. 이에 따라, 사용자 단말(100)은 서버 또는 기기에 접속하여, 상기 프로그램을 다운로드할 수 있다.The above-described method according to various embodiments of the present invention may be implemented as a program and provided to each server or device in a state stored in various non-transitory computer readable media. Accordingly, the
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.The non-transitory readable medium refers to a medium that stores data semi-permanently, rather than a medium that stores data for a short moment, such as a register, cache, memory, etc., and can be read by a device. Specifically, the above-described various applications or programs may be provided by being stored in a non-transitory readable medium such as a CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM, and the like.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In addition, although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims In addition, various modifications may be made by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.
Claims (7)
사용자 단말 및 후각 환경 센서 장치의 맵핑정보를 등록하는 단계와;
상기 후각 환경 센서 장치의 센서 정보를 수집하는 단계와;
상기 후각 환경 센서 장치의 센서 정보를 사전 기계 학습된 후각 정보 신경망 모델에 적용하여 후각정보 분류 프로세스를 이용한 후각 환경 정보를 획득하는 단계와;
상기 후각 환경 정보를 사전 설정된 프로세스에 따라 조합 연산하여 후각 분류 결과 정보를 결정하고, 후각 분류 결과 정보에 기초한 후각 환경 서비스 인터페이스를 구성하여 상기 후각 환경 센서 장치에 대응되는 사용자 단말로 전송하는 단계; 를 포함하는
서비스 제공 방법.In the service providing method,
registering mapping information of the user terminal and the olfactory environment sensor device;
collecting sensor information of the olfactory environment sensor device;
obtaining olfactory environment information using an olfactory information classification process by applying sensor information of the olfactory environment sensor device to a pre-machine-learned olfactory information neural network model;
determining the olfactory classification result information by combining the olfactory environment information according to a preset process, configuring an olfactory environment service interface based on the olfactory classification result information, and transmitting the olfactory environment service interface to a user terminal corresponding to the olfactory environment sensor device; containing
HOW TO PROVIDE SERVICES.
상기 후각 환경 정보에 기초하여 상기 후각 환경 정보를 개선하는 향기 모듈의 조합 및 발향 강도를 결정하고, 상기 후각 환경 센서 장치가 탑재된 향기 발생기로 전송하는 단계를 더 포함하는
서비스 제공 방법.The method of claim 1,
The method further comprising the step of determining a combination of a fragrance module for improving the olfactory environment information and a scent diffusing intensity based on the olfactory environment information, and transmitting the olfactory environment sensor device to a mounted fragrance generator
HOW TO PROVIDE SERVICES.
상기 후각 환경 센서 장치의 맵핑정보는,
후각 환경 센서 장치의 장치 식별 정보, 위치 정보 및 설치 정보를 포함하는
서비스 제공 방법.The method of claim 1,
The mapping information of the olfactory environment sensor device is,
Including device identification information, location information, and installation information of the olfactory environment sensor device
HOW TO PROVIDE SERVICES.
상기 후각 환경 센서 장치는,
휘발성 유기화합물질의 반응성 패턴 정보를 측정하는 단일 센서 모듈로서 TVOC(Total Volatile Organic Compunds) 센서를 구비한
서비스 제공 방법.The method of claim 1,
The olfactory environment sensor device,
As a single sensor module that measures the reactive pattern information of volatile organic compounds, it is equipped with a TVOC (Total Volatile Organic Compunds) sensor.
HOW TO PROVIDE SERVICES.
상기 후각 환경 정보를 획득하는 단계는,
상기 TVOC 센서 출력에 따른 농도 반응성 패턴 정보를 이용하여, 하나 이상의 후각 정보 신경망 모델을 사전 구축하고, 상기 TVOC 센서로부터 실시간으로 수집되는 반응성 패턴 정보를 상기 하나 이상의 신경망 모델에 적용하여 후각 환경 정보를 획득하는
서비스 제공 방법.5. The method of claim 4,
The step of obtaining the olfactory environment information includes:
Using the concentration responsive pattern information according to the TVOC sensor output, one or more olfactory information neural network models are pre-built, and olfactory environment information is obtained by applying the responsive pattern information collected in real time from the TVOC sensor to the one or more neural network models. doing
HOW TO PROVIDE SERVICES.
상기 사전 기계 학습된 하나 이상의 후각 정보 신경망 모델은
상기 TVOC 센서의 반응성 패턴 정보와, 상기 TVOC 센서의 반응성 패턴 정보에 매핑되는 후각 환경 분류 정보에 기초한 RNN(Recurrent Neural Network) 방식의 LSTM(Long Short-Term Memory) 학습을 수행하여 획득된 제1 신경망 학습 모델과,
상기 TVOC 센서의 반응성 패턴 정보와, 상기 TVOC 센서의 반응성 패턴 정보에 매핑되는 후각 환경 분류 정보에 기초한 CNN(Convolutional Neural Network) 방식의 학습을 수행하여 획득된 제2 신경망 학습 모델과,
상기 TVOC 센서의 반응성 패턴 정보와, 상기 TVOC 센서의 반응성 패턴 정보에 매핑되는 후각 환경 분류 정보에 기초한 FNN(Fully Connected Network) 방식의 학습을 수행하여 획득된 제3 신경망 학습 모델을 포함하는
서비스 제공 방법.6. The method of claim 5,
The one or more pre-machine-learned olfactory information neural network models are
A first neural network obtained by performing Recurrent Neural Network (RNN) long short-term memory (LSTM) learning based on the reactivity pattern information of the TVOC sensor and olfactory environment classification information mapped to the reactivity pattern information of the TVOC sensor learning model,
A second neural network learning model obtained by performing convolutional neural network (CNN) learning based on the olfactory environment classification information mapped to the responsive pattern information of the TVOC sensor and the responsive pattern information of the TVOC sensor;
A third neural network learning model obtained by performing FNN (Fully Connected Network) learning based on the olfactory environment classification information mapped to the responsive pattern information of the TVOC sensor and the responsive pattern information of the TVOC sensor.
HOW TO PROVIDE SERVICES.
상기 후각 환경 정보를 획득하는 단계는,
상기 반응성 패턴 정보 적용에 따른 상기 제1 신경망 학습 모델의 출력과, 상기 제2 신경망 학습 모델의 출력과, 상기 제3 신경망 학습 모델의 출력을 합산하여 상기 후각 환경 정보의 후각 분류 결과 정보를 결정하는 단계를 포함하는
서비스 제공 장치의 동작 방법.7. The method of claim 6,
The step of obtaining the olfactory environment information includes:
To determine the olfactory classification result information of the olfactory environment information by summing the output of the first neural network learning model, the output of the second neural network learning model, and the output of the third neural network learning model according to the application of the reactive pattern information including steps
How the service providing device works.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210026903A KR20220122367A (en) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | Method of providing olfactory environment information service using olfactory information classification process based on neural network learning |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210026903A KR20220122367A (en) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | Method of providing olfactory environment information service using olfactory information classification process based on neural network learning |
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| KR102912639B1 (en) * | 2025-03-13 | 2026-01-14 | 주식회사 일리아스에이아이 | Digital olfactory data service platform |
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2021
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