KR20230006015A - 자동화된 촉각적, 오디오 및 시각적 피드백에 의한 내비게이션 지원을 위한 지능형 전자 신발류 및 로직 - Google Patents
자동화된 촉각적, 오디오 및 시각적 피드백에 의한 내비게이션 지원을 위한 지능형 전자 신발류 및 로직 Download PDFInfo
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Abstract
컨트롤러 자동화 특징을 갖춘 지능형 전자 신발류와 의류, 이러한 신발류와 의류의 제조/작동 방법, 이러한 신발류와 의류의 자동화된 특징을 실행하기 위한 제어 시스템이 제시된다. 지능형 전자 신발류(IES) 작동 방법은 예를 들어, GPS 위성 서비스로부터 무선 통신 장치를 통해 컨트롤러에 의해 사용자의 위치 데이터를 수신하는 단계를 포함한다. 컨트롤러는 또한 예를 들어 백엔드 서버 클래스 컴퓨터 또는 다른 원격 컴퓨팅 노드로부터 가상 지점에 숨겨진 가상 신발과 같은 목표 물체 또는 사이트에 대한 위치 데이터를 수신한다. 컨트롤러는 지리적 영역 내에서 사용자의 위치에서 목표의 위치까지 횡단하기 위한 유도된 경로를 포함하는 경로 계획 데이터를 리트리빙하거나 예측한다. 그런 다음, 컨트롤러는 유도된 경로를 따라 사용자를 안내하는 시각, 오디오 및/또는 촉각적 신호를 출력하도록 IES의 신발 구조체에 장착된 내비게이션 경고 시스템에 명령 신호를 전송한다.
Description
우선권 주장 및 관련 출원에 상호 참조
본 출원은, 2020년 5월 15일 출원된 미국 특허 출원 번호 제16/874,944호의 이익 및 그에 대한 우선권을 주장한다.
기술분야
본 개시 내용은 일반적으로 웨어러블(wearable) 전자 장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 개시 내용의 양태들은 지능형 전자 신발류 및 의류의 자동화된 특징을 가능하게 하는 시스템, 방법 및 장치에 관한 것이다.
신발, 부츠, 슬리퍼, 샌들 등과 같은 신발류 물품은 대체로 다음의 2가지 주요 요소로 구성된다: 신발류를 사용자의 발에 고정하기 위한 갑피(upper); 및 발에 대한 하부 지지를 제공하기 위한 밑창(sole) 구조체. 갑피는 발을 안전하게 수용하기 위한 외피(shell) 또는 하니스(harness)를 형성하도록 함께 스티칭, 용접 또는 접착되는 - 텍스타일(textile), 발포체(foam), 폴리머, 천연 및 합성 가죽 등을 포함하는 - 다양한 재료로 제조될 수 있다. 샌들과 슬리퍼의 경우, 갑피는 개방된 토우(toe) 또는 개방된 힐(heel) 구성을 가질 수 있거나, 또는 발등 위로, 그리고 일부 디자인에서는 발목 주위로 연장되는 일련의 스트랩(strap)으로 제한될 수 있다. 반대로, 부츠와 신발 디자인은 사용자의 발을 내부에 둘러싸는 폐쇄된 토우 및 힐 구성을 갖는 전체 갑피를 포함한다. 갑피의 후방 쿼터(quarter) 부분을 통한 발목 개구는 신발류의 내부로의 액세스를 제공하여 갑피 내로의 발의 진입 및 갑피로부터의 발의 제거를 용이하게 한다. 신발끈(shoelace) 또는 스트랩은 발을 갑피 내에 고정하는데 사용될 수 있다.
밑창 구조체는 대체로 갑피의 하부 부분에 부착되고, 사용자의 발과 지면 사이에 위치 설정된다. 부츠 및 운동화(athletic shoes)를 포함하는 많은 신발류 물품에서, 밑창 구조체는 일반적으로 안락함을 향상시키는 안창(insole), 충격 약화 중창(midsole) 및 표면 접촉 바닥창(outsole)을 포함하는 적층된 구성이다. 갑피 내에 부분적으로 또는 전체적으로 위치될 수 있는 안창은 사용자의 발의 하부의 "족저부(plantar region)"에 대하여 접촉 표면을 제공하는 얇고 압축 가능한 부재이다. 이에 비해, 중창은 바닥창 아래에 장착되어 밑창 구조체의 중간층을 형성한다. 지면 반력을 줄이는 것에 더하여, 중창은 발의 움직임을 제어하고 안정성을 부여하는 데 도움을 줄 수 있다. 중창의 아래쪽에는 신발류의 지면 접촉 부분을 형성하는 바닥창이 고정된다. 바닥창은 일반적으로 마찰력(traction)을 개선하기 위한 트레드(tread) 패턴을 포함하는 내구성과 내마모성이 있는 소재로 제조된다.
자동화된 신발류 성능을 가능하게 하기 위하여 수반된 제어 로직을 갖는 지능형 전자 신발류, 이러한 신발류를 제조하는 방법 및 이용하는 방법, 및 지능형 전자 신발류의 자동화된 특징을 공급하기 위한 제어 시스템이 본 명세서에 제공된다. 예로서, 지능형 전자 신발(intelligent electronic shoe; IES)과 무선으로 통신하여 IES와: (1) 무선 지원 장치 (신발류 대 장치(F2D)); (2) 제3자 IES (신발류 대 신발류(F2F)); (3) 자동차 (신발류 대 차량(F2V)); (4) 지능형 운송 또는 기타 인프라 시스템 (신발류 대 인프라(F2I)); 및/또는 (5) 그리드, 네트워크, 보행자 등 (신발류 대 모든 곳(F2X)) 사이의 통신을 제공하는 적응형 의류 및 신발류 인터넷(IoAAF) 시스템이 제공된다. 대표적인 구현에서, IES는 수신되는 프롬프트 신호를 수신하는 무선 주파수(RF) 트랜스폰더와 같은 검출 태그를 갖추고 있다. 프롬프트 신호는 건물, 가로등 기둥 또는 교통 신호등 기둥 등과 같은 고정 구조체 또는 사람, 자전거, SAE(Society of Automotive Engineers) 레벨 3, 4 또는 5 자율 주행 차량 등과 같은 움직이는 구조체에 장착된 송신기-검출기 모듈에 의해 발신될 수 있다.
IES 검출 태그는 수신되는 신호를 제2 주파수의 RF 전력을 가질 수 있는 투명 출력 신호로서 재전송하는 것에 의해 제1 주파수의 RF 전력을 가질 수 있는 상기 수신 프롬프트 신호에 응답할 수 있다. 트랜스폰더는 수신 신호를 제1 주파수의 신호로 제한하는 주파수 필터, 수신 신호를 투명 출력 신호로 변환하는 주파수 변환기 및 수신 신호에 따라 출력 신호를 강화하는 증폭기를 포함할 수 있다. 차량 장착형 또는 구조체 장착형 RF 송신기-검출기 모듈을 사용하여 IES 트랜스폰더에 의해 출력되는 응답 신호를 위해 후속 영역 또는 주변 영역을 스위핑하면, 시야 인식 전에 사전 경고를 제공하여 보행자 충돌을 방지할 수 있다.
IES에 검출 태그를 배치하고 IES 검출 태그와 차량, 가로등, 근처 건물 등에 장착된 상보적 송신기-검출기 간의 통신을 자동화함으로써, 네트워크로 연결된 IoAAF 시스템은 직접적인 가시선(line-of-sight) 감지의 필요성을 제거하는 것에 의해 연결된 당사자가 임박한 충돌을 "사전에 인식"할 수 있게 하고 IES가 차량에 근접하기 전에 후속(upcoming) "인식"을 제공한다. 실제로, IoAAF 시스템 아키텍처는 표준 센서 하드웨어가 사각 지대 또는 다른 시각적 장애물 뒤에 숨겨진 보행자를 효과적으로 모니터링할 수 없는 것으로 인해 발생하는 허위 음성 판정(false negative)을 제거하는 데 도움이 된다. IES를 통해 보행자에 대한 가청적, 시각적 및/또는 촉각적 경보를 자동화하거나 횡단보도 신호 타이밍의 변조를 통해 보행자 흐름을 변경함으로써 충돌 방지를 더욱 강화할 수 있다. 보행자 안전 인식을 가능하게 하는 것 외에도, 개시된 IoAAF 시스템은 제조 시설에서, 예컨데, 조립 라인 작업자에 대한 로봇으로 인한 부상을 방지하거나, 보관 시설에서, 예컨대, 작업자와 지게차 또는 자동 안내 차량(AGV) 사이의 충돌을 방지하거나, 또는 도로 건설 현장에서, 예컨대, 건설 작업자를 지나가는 차량으로부터 보호하는 데 사용될 수 있다. 사용자 이동 - 시작, 중지, 좌측, 우측, 가속, 감속 등 - 은 IES에 상주하는 오디오, 시각적 및 촉각적 피드백 장치의 선택적 작동을 통해 관리될 수 있다.
F2V 및 F2I 애플리케이션의 경우, IoAAF 시스템은 예컨대, 다수의 가용 데이터를 기반으로 보행자 충돌 위협 평가를 수행하기 위해 스마트 신발류/의류와의 통신을 자동화할 수 있다. 예를 들어, F2I 시스템은 IES-생성된 사용자 이동 데이터(예, 위치, 속도, 궤적, 가속/감속 등); 사용자 행동 데이터(예, 교차로의 특정 코너에서의 과거 행동, 일반적으로 교차로에서의 과거 행동, 현재 주변 조건에서의 과거 행동 등); 환경 데이터(예, 적색 신호 대 녹색 신호의 교차로, 주거 환경 대 도시 환경, 악천후 조건 대 최적의 운전 조건); 크라우드 소스(crowd-sourced) 데이터(지능형 신발류/의류를 착용하고 있는 IES 사용자 근처의 다른 보행자의 이동 및 행동)를 집계, 융합 및 분석하는 것에 의해 움직이는 물체와 IES 사용자 사이의 가시선에 앞서 보행자 충돌 위협 평가를 수행할 수 있다. 상호 운용 가능한 구성 요소 통신은 일반적으로 무선 및 양방향 통신이며, 데이터는 예를 들어, 전용 단거리 통신(DSRC)을 사용하여 애드혹(ad hoc) 네트워크를 통해 인프라 구성 요소와 송수신된다. 교통 관리 감독 시스템은 IES, 인프라 및 차량 데이터를 사용하여 가변 속도 제한을 설정하고 교통 신호 단계 및 타이밍을 조정할 수 있다.
IES와 원격 컴퓨팅 노드 사이의 무선 통신을 가능하게 하기 위해, IES는 사용자의 스마트 폰, 휴대용 컴퓨팅 장치 또는 무선 통신 기능을 갖는 다른 휴대용 전자 장치에 의해 설정된 통신 세션을 피기배킹(piggyback)할 수 있다. 대안적으로, IES는 신발 구조체 내에 패키징된 상주 무선 통신 장치를 갖는 독립형 장치로 작동할 수 있다. 다른 주변 하드웨어는, 모두 신발 구조체 내부에 수용되는, 상주 컨트롤러, 단파 안테나, 충전식 배터리, 상주 메모리, SIM 카드 등을 포함할 수 있다. IES에는 사용자가 신발류 및/또는 IoAAF 시스템과 상호 작용할 수 있게 하는 인간-기계 인터페이스(human-machine interface(HMI))가 갖추어질 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 전기 활성 폴리머(electroactive polymer(EAP)) 센서는 신발 구조체에 장착된 패치(patch)로 짜이거나 형성되어 사용자가 IES의 작동 양태들을 제어할 수 있게 하는 사용자 입력을 수신하도록 동작 가능할 수 있다. 유사하게, 자동화된 신발류 특징을 실행하기 위한 임의의 수반된 작업은 IES 컨트롤러를 통해 로컬에서 실행될 수 있거나, 스마트 폰, 휴대용 컴퓨팅 장치, IoAAF 시스템 또는 이들의 조합에 의한 실행을 위하여 분산 컴퓨팅 방식으로 오프보드(off-board)될 수 있다.
또 다른 선택 사항으로서, 임의의 하나 이상의 여기 설명된 신발류 특징의 실행은 초기에 IES 컨트롤러 및/또는 IoAAF 시스템 서버 컴퓨터를 통한 사용자의 보안 인증을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 신발 구조체 구조 내의 분산된 센서 어레이는 사용자의 체중(예를 들어, 압력 센서를 통해), 신발 크기(예를 들어, EARL(Electro Adaptive Reactive Lacing)을 통해), 발가락 지문(예를 들어, 광학 지문 센서를 통해), 보행 프로파일을 확인하는 것 또는 기타 적합한 방법과 같은 생체 검증을 수행하기 위하여 IES 컨트롤러와 통신한다. 이 개념의 연장으로서, 임의의 전술한 감지 장치는 자동화된 특징을 실행하려고 시도할 때 IES가 사용자의 발에 실제로 있는지 확인하기 위하여 이진(binary)(ON/OFF) 스위치로서 사용될 수 있다. 사용자의 존재를 인증, 검증 또는 확인하지 않으면, IES가 작동 불가하게 되고 및/또는 무단 사용이 감지된 등록된 소유자 또는 IOAAF 시스템으로 전자 통지를 전송할 수 있다.
자동화된 특징의 실행을 용이하게 하기 위하여 무선 데이터 교환을 제공하는 것은 IES가 IoAAF 시스템에 등록되는 것을 요구한다. 예를 들어, 사용자는 IES 일련 번호를 IoAAF 시스템에 기록할 수 있고, 그러면, IoAAF 시스템은 추가 인증을 제공하기 위하여 개인 계정, 예를 들어, 사용자의 스마트 폰, 태블릿, PC 또는 랩탑에서 작동하는, "디지털 사물함(digital locker)"에 인증 키를 발행할 것이다. 등록은, 예를 들어, 사용자를 통해 수동으로, 또는, 예를 들어, 신발에 있는 바코드 또는 NFC(near-field communication) 태그를 통해 디지털 방식으로, 완료될 수 있다. 고유 가상 신발이 IES에 할당되고 예컨대 디지털 사물함에 저장될 수 있다. 각각의 가상 신발은 암호화 해시 기능, 신뢰할 수 있는 타임 스탬프, 상관 트랜잭션 데이터 등과 같은 고유성과 신뢰성을 보장하는데 도움이 되도록 설계된 블록체인 보안 기술로 뒷받침될 수 있다. 신발류 물품에 대한 암호화 디지털 자산에 관한 추가 정보는 예를 들어, 그 전체가 모든 목적으로 참조로 여기에 포함된, Christopher Andon 등에게 허여된 미국 특허 제10,505,726 B1호에서 찾을 수 있다.
본 명세서에 제공된 새로운 개념에 대한 대표적인 애플리케이션으로서 신발류 물품을 참조하여 설명되지만, 개시된 선택 사항 및 특징 중 많은 것은 의류, 머리 착용류, 안경류, 손목 착용류, 목 착용류, 다리 착용류 등을 포함하는 다른 착용 가능한 의류(apparel)에 적용될 수 있는 것으로 예상된다. 또한, 개시된 특징은 데이터, 알림 및 기타 시각적 인디케이터를 중첩하여 위와 아래에 제시된 기술 및 옵션을 수행하도록 작동할 수 있는 증강 현실(AR) 또는 가상 현실(VR) 장치 또는 시스템의 일부로 구현되는 것으로 예상된다.
본 개시 내용의 양태는 개시된 시스템 및 장치 중 임의의 것의 제조 방법 및 작동 방법에 관한 것이다. 예를 들어, 지능형 교통 관리(ITM) 시스템과 하나 이상의 지능형 전자 신발 간의 협업 작업을 자동화하는 방법이 제시된다. 각각의 IES는 사용자의 발에 부착하기 위한 갑피와 사용자의 발을 지지하기 위해 갑피의 아래쪽에 부착된 밑창 구조체로 제작된다. 이 대표적인 방법은 위 또는 아래에 개시된 임의의 특징 및 옵션과 임의의 순서 및 조합으로, ITM 시스템의 교통 시스템 컨트롤러에 통신 가능하게 연결된 송신기-검출기 모듈을 통해 IES의 밑창 구조체 및/또는 갑피에 부착된 검출 태그로 프롬프트 신호를 전송하는 단계; 송신기-검출기 모듈을 통해, 프롬프트 신호 수신에 응답하여 검출 태그에 의해 생성된 응답 신호를 수신하는 단계; 응답 신호를 기초로 교통 시스템 컨트롤러를 통해 사용자의 현재 위치를 결정하는 단계; 사용자의 위치에 근접하고 교통 시스템 컨트롤러에 통신 가능하게 연결된 교통 신호를 식별하는 단계; 교통 신호의 현재 (제1) 작동 상태를 판단하는 단계; 및 현재 (제1) 작동 상태로부터 다른 (제2) 작동 상태로 전환하도록 교통 시스템 컨트롤러에 의한 명령 신호를 교통 신호로 전송하는 단계를 포함한다.
본 개시 내용의 추가 양태는 전자 신발류 및 의류의 자동화된 특징을 실행하기 위한 네트워크 연결된 제어 시스템 및 수반 로직에 관한 것이다. 예를 들어, 지능형 교통 관리 시스템과 지능형 전자 신발 간의 협업 작업을 자동화하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 고정 교통 신호등 또는 유사한 구조체에 장착되고 프롬프트 신호를 전송하는 송신기-검출기 모듈을 포함한다. 시스템은 또한 IES의 밑창 구조체 및/또는 갑피에 장착되고 송신기-검출기 모듈의 프롬프트 신호를 수신하고 응응적으로 응답 신호를 송신기-검출기 모듈로 다시 전송하도록 작동 가능한 검출 태그를 포함한다. 교통 시스템 컨트롤러가 송신기-검출기 모듈에 통신 가능하게 연결되고 메모리에 저장된 명령을 실행하여 다양한 작업을 수행하도록 작동 가능하다. 시스템 컨트롤러는: IES 검출 태그에 의해 출력된 응답 신호를 기초로 사용자의 실시간 위치를 판단하고; 사용자의 위치에 근접하고 교통 시스템 컨트롤러에 통신 가능하게 연결된 교통 신호의 현재 (제1) 작동 상태(예를 들어, 녹색 신호 단계)를 결정하고; 현재 (제1) 작동 상태로부터 다른 (제2) 작동 상태(예를 들어, 적색 신호 단계)로 전환하기 위해 단계 변경 명령 신호를 교통 신호로 전송하도록, 프로그래밍된다.
개시된 시스템, 방법 및 장치 중 임의의 것에 대해, IES에는 신발류 컨트롤러 및 하나 이상의 동작 센서가 장착될 수 있으며, 이들 모두는 밑창 구조체 및/또는 갑피에 장착된다. 동작 센서(들)는 IES의 속도 및/또는 방향을 나타내는 센서 데이터를 생성하고 출력한다. 센서 데이터는 IES 신발류 컨트롤러를 통해 교통 시스템 컨트롤러로 전송되며, 교통 시스템 컨트롤러는 수신된 데이터를 사용하여 신호의 작동 상태를 변경하기 위해 교통 신호에 명령 신호를 전송할지 여부를 결정한다. 예를 들어, 교통 시스템 컨트롤러는 IES가 교통 신호에 의해 규제되는 교통 차선을 위반할 것으로 예상되는 침입 시간을 결정하기 위해 동작 센서 데이터를 사용할 수 있다. 교통 시스템 컨트롤러는 현재 시간과 교통 신호가 제1 작동 상태에서 제2 작동 상태로 전환하도록 스케줄링되는 사전 프로그래밍된 단계 변화 시간 사이의 차이로서 추정된 단계 변화 시간을 결정할 것이다. 일단 계산되면, 교통 시스템 컨트롤러는 예상 침입 시간이 예상 단계 변화 시간보다 작은 지 여부를 결정할 것이고; 만일 그렇다면, 교통 시스템 컨트롤러는 자동으로 단계 변화 명령 신호를 교통 신호로 전송한다. 교통 시스템 컨트롤러는: (1) IES의 속도가 실질적으로 0인지 여부, (2) IES의 방향이 교통 신호에 의해 규제되는 교통 차선에서 멀어지는 방향으로 있는지 여부도 역시 결정할 수 있다. (1) 또는 (2)가 긍정적인 결정을 내면, 교통 시스템 컨트롤러는 단계 변화 명령 신호를 교통 신호로 전송하지 않도록 프로그래밍된다.
개시된 시스템, 방법 및 장치 중 임의의 것에 대해, 교통 시스템 컨트롤러는 교통 신호에 의해 규제되는 교통 차선에서 자동차의 현재 위치, 속도 및/또는 궤적을 확인할 수 있다. 교통 시스템 컨트롤러는 사용자의 현재 위치가 차량의 현재 위치에 미리 결정된 근접 거리 내에 있는지 여부를 동시에 결정할 것이다. 이 경우, 사용자의 위치가 차량의 위치에 근접하다는 판단에 응답하여 단계 변화 명령 신호가 교통 신호로 전송된다. 또 다른 옵션으로서, 교통 시스템 컨트롤러는 사용자의 현재 위치가 차량의 현재 위치에 대해 미리 결정된 근접 거리 내에 있는 것에 응답하여 보행자 충돌 경고 신호를 신발류 컨트롤러에 전송할 수 있다. 신발류 컨트롤러는 하나 이상의 명령 신호를, 밑창 구조체/갑피에 부착되고 사용자가 인지 가능한 미리 결정된 시각적, 가청적 및/또는 촉각적 경보를 생성하도록 작동 가능한 상주 경보 시스템으로 전송함으로써 상기 보행자 충돌 경고 신호의 수신에 응답할 수 있다.
개시된 시스템, 방법 및 장치 중 임의의 것에 대해, 검출 태그는 IES 밑창 구조체/갑피에 장착된 RF 트랜스폰더를 포함할 수 있다. 이 경우, 프롬프트 신호는 제1 주파수를 갖는 제1 RF 전력을 가지고, 응답 신호는 제1 주파수와 구별되는 제2 주파수를 갖는 제2 RF 전력을 가진다. 프롬프트 신호는 내장된 데이터 세트를 포함할 수 있으며; 응답 신호는 내장된 데이터 세트의 적어도 일부를 송신기-검출기 모듈로 재전송한다. RF 트랜스폰더는 RF 안테나와 RF 안테나에 연결된 주파수 필터를 구비할 수 있다. 주파수 필터는 제1 주파수와 다른 주파수의 RF 전력을 갖는 임의의 RF 신호를 거부하도록 작동 가능하다.
개시된 시스템, 방법 및 장치 중 임의의 것에 대해, 상주 신발류 컨트롤러는 실시간 사용자 위치 및 이동 데이터를 교통 시스템 컨트롤러에 전송할 수있다. 교통 시스템 컨트롤러는 실시간 사용자 위치 데이터와 사용자 이동 데이터를 융합하여 보행자 충돌 위협값을 결정한다. 이 보행자 충돌 위협값은 자동차의 현재 위치 및 예상 경로에 대한 사용자의 침입을 예측한다. 신발류 컨트롤러는 또한 IES를 착용시 사용자의 과거 행동을 나타내는 행동 데이터를 집계하고 전송할 수 있다. 이 경우, 보행자 충돌 위협값은 사용자 위치 및 이동 데이터와 행동 데이터의 융합을 더 기초로 한다. 다른 옵션으로, 교통 시스템 컨트롤러는 사용자와 근접한 다수의 개인의 행동을 나타내는 크라우드 소스(crowd-sourced) 데이터를 수집할 수 있다. 이 경우, 보행자 충돌 위협값도 역시 행동 데이터, 사용자 위치 데이터 및 사용자 이동 데이터와 크라우드 소스 데이터의 융합을 기초로 한다. 교통 시스템 컨트롤러는 또한 사용자의 주변 환경의 특성을 나타내는 환경 데이터를 집계하고 전송할 수 있다. 보행자 충돌 위협값은 행동 데이터, 사용자 위치 데이터, 사용자 이동 데이터 및 크라우드 소스 데이터와 환경 데이터의 융합을 더 기초로 할 수 있다.
개시된 시스템, 방법 및 장치 중 임의의 것에 대해, 교통 시스템 컨트롤러는 보행자 충돌 경고 신호를 신발류 컨트롤러로 전송할 수 있다. 경고 신호를 수신시, 신발류 컨트롤러는 활성화 명령 신호를 상주 햅틱 트랜스듀서로 전송함으로써 햅틱 트랜스듀서가 자동차와의 임박한 충돌을 사용자에게 경고하도록 설계된 미리 결정된 촉각적 경보를 생성하는 것에 의해 자동 응답을 행할 수 있다. 선택적으로 또는 대안적으로, 신발류 컨트롤러는 활성화 명령 신호를 상주 오디오 시스템에 출력함으로써 관련 오디오 구성 요소가 임박한 충돌을 사용자에게 경고하도록 설계된 미리 결정된 가청적 경보를 생성하도록 하는 것에 의해 보행자 충돌 경고 신호를 수신하는 것에 자동 응답할 수 있다. 또 다른 옵션으로서, 상주 신발류 컨트롤러는 활성화 명령 신호를 상주 광 시스템으로 전송함으로써 관련 광 요소가 자동차와의 임박한 충돌 사용자에게 경고하도록 설계된 미리 결정된 시각적 경보를 생성하도록 하는 것에 의해 보행자 충돌 경고 신호를 수신하는 것에 자동 응답할 수 있다,
또한, 자동화된 촉각적, 오디오 및/또는 시각적 피드백을 통한 사용자 내비게이션 지원을 제공하기 위한 승무원 제어 로직 및 상주 내비게이션 경고 시스템을 갖춘 지능형 전자 신발류 및 의류가 여기에 제시된다. 개시된 IES 및 IES 제어 시스템은 위치-기반 및 내비게이션-기반 게임, 여행, 여행, 엔터테인먼트, 마케팅 등을 위한 입력 및/또는 출력 장치로 사용될 수 있다고 생각된다. 비제한적인 예에서, 한 쌍의 IES의 신발 구조체의 상부 또는 내부에 패키징된 한 쌍의 자동 조임 끈 모터가 촉각적 강제 피드백 장치로서 사용자에게 내비게이션 명령어를 제공하도록 개별적으로 그리고 공동으로 작동된다. 하나의 대표적인 응용은 상주하는 "신발내" 촉각적, 오디오 및/또는 시각적 피드백 장치를 통해 단계별(turn-by-turn) 명령어를 사용자에게 제공하여 현재 "시작" 위치 또는 지정된 원점으로부터 원하는 "종료" 위치 또는 선택 연속 정지점까지 조종되게 하는 것을 돕는 것일 수 있다.
IES-기반 내비게이션 지원의 다른 대표 응용에는 물리적 또는 가상 물체 또는 체크 포인트에 대한 명령어가 포함되며, 이는 VR 또는 AR에서 개별적으로 인식 될 수 있다(예를 들어, SNKRS Stash ™ 또는 Cryptokicks ™ 특징을 통해 컨텐츠에 액세스). 예를 들어, 사용자는 무선 지원식 휴대용 컴퓨팅 장치 상의 사진 "스냅" 또는 증강 현실 기능을 이용하는 것에 의해 오프라인 상점 내에 "숨겨진" 한 쌍의 가상 Cryptokicks ™를 "수색"하도록 프롬프트될 수 있다. 사용자의 실시간 위치를 결정시, 목표 가상 물체를 찾기 위해 상점을 일주하기 위한 일련의 명령어가 도출된다. 이들 명령어는 해당하는 촉각적 신호 시퀀스로 변환되며, 각각의 신호는 특정 동작(예를 들어, 전방 이동, 후방 이동, 좌측 이동, 우측 이동, 시작, 중지 등)에 대응하도록 조정된다. 이어서, 촉각적 신호는 끈 모터의 순차적 활성화 및 변조를 통해 사용자에게 전달된다. 지오캐싱(geocaching)을 이용하여 실감형 및 가상 물체를 검색하는 목표에 관한 추가 정보는 예를 들어, 그 전체가 모든 목적으로 참조로 여기에 포함된, Christopher Andon 등에 허여된 미국 특허 출원 제2019/0080342 A1에서 찾을 수 있다.
본 개시 내용의 양태는 자동화된 촉각적, 오디오 및/또는 시각적 피드백을 통한 사용자 내비게이션 지원을 제공하기 위한 지능형 신발류 및 의류에 관한 것이다. 일례로, 사용자가 목표 물체 및/또는 목표 위치로 내비게이팅하는 것을 도움을 주기 위한 지능형 전자 신발류이 제시되어 있다. IES에는 사용자의 발에 부착하고 사용자의 발을 상부에 지지하기 위해 밑창 구조체에 장착된 신발류 갑피와 같은 신발 구조체가 포함된다. IES 신발 구조체의 상부 또는 내부에 장착된 내비게이션 경고 시스템은 전자 명령 신호에 반응하는 시각적, 가청적 및/또는 촉각적 출력을 생성하도록 선택적으로 작동 가능하다. IES에는 또한 휴대용 스마트 폰 또는 무선 지원 태블릿 컴퓨터를 통한 피기 지원 세션(piggy-backed session)을 통해 백엔드 또는 미들웨어 서버급 컴퓨터와의 데이터 교환을 제공하는 것과 같이 원격 컴퓨팅 노드와 무선으로 통신하도록 작동 가능한 무선 통신 장치가 장착되어 있다.
위의 예에 대한 논의를 계속하면, 상주 또는 원격 컨트롤러가 내비게이션 경고 시스템 및 무선 통신 장치에 통신 가능하게 연결된다. 컨트롤러는 사용자에 대한 위치 데이터를 수신, 리트리빙(retrieve), 계산, 추정 등(집합적으로 "결정")을 행하여 원격 컴퓨팅 노드로부터 목표 물체/사이트의 위치 데이터를 동시에 수신하도록 프로그래밍된다. 이 정보를 이용하여 컨트롤러는 지정된 지리적 영역 내에서 사용자의 위치로부터 목표의 위치로 이동하기 위한 유도 경로를 포함하여 경로 계획 데이터를 결정한다. 경로 계획 데이터가 수집되면, 컨트롤러는 명령 신호를 내비게이션 경고 시스템으로 전송하여 유도 경로를 따라 사용자를 안내하도록 설계된 시각적, 오디오 및/또는 촉각적 신호를 출력한다.
본 개시 내용의 추가의 양태는 사용자 내비게이션 지원을 제공하기 위한 지능형 신발류 및 의류의 제조 방법 및 사용 방법에 관한 것이다. 일례로, 사용자가 지리적 영역의 목표 물체 또는 위치로 내비게이팅하는 데 도움이 되도록 IES를 작동하는 방법이 제시된다. 이 대표적인 방법은 임의의 순서로 그리고 전술되거나 후술되는 특징 및 옵션 중 임의의 것과의 임의의 조합으로: 무선 통신 장치를 통해 컨트롤러에 의해 사용자의 사용자 위치를 나타내는 위치 데이터를 수신하는 단계; 원격 컴퓨팅 노드로부터 무선 통신 장치를 통해 컨트롤러에 의해 목표 물체 또는 사이트의 목표 위치를 나타내는 위치 데이터를 수신하는 단계; 컨트롤러를 통해 지리적 영역 내에서 사용자 위치로부터 목표 위치로 이동하기 위한 유도 경로를 포함하여 경로 계획 데이터를 결정하는 단계; 유도 경로를 따라 사용자를 안내하는 시각적, 오디오 및/또는 촉각적 신호를 출력하도록 컨트롤러를 통해 신발 구조체에 장착된 내비게이션 경고 시스템으로 명령 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
개시된 시스템, 방법 및 장치 중 임의의 것의 경우, 계획 데이터에는 사용자의 위치로부터 목표 위치로 이동된 운동에 대한 일련의 내비게이션 명령어가 포함될 수 있다. 이 경우, 각 명령 신호는 각각의 내비게이션 명령을 나타내는 교정된 내비게이션 경고 시스템 신호에 대응한다. 컨트롤러는 또한 유도 경로를 따라 사용자의 실시간 이동을 추적하고 경로를 따른 연속적인 새로운 사용자 위치 중의 각각의 새로운 사용자 위치가 경로 계획 데이터의 내비게이션 명령어 중 하나에 대응하는지 결정할 수 있다. 이 경우, 각 명령 신호는 새로운 사용자 위치 중 하나가 해당 명령 신호와 관련된 각각의 내비게이션 명령어에 대응한다는 결정에 응답하여 전송된다. 각 내비게이션 명령어는 전방 이동, 후방 이동, 좌측 이동, 우측 이동, 가속, 감속, 상승, 하강, 시작, 정지, 회전(turn around) 등을 포함한다.
개시된 시스템, 방법 및 장치 중 임의의 것의 경우, 컨트롤러는 또한 사용자에게 유도 경로를 따라 이동 시작을 통지하도록 설계된 시각적, 오디오 및/또는 촉각적 신호를 출력하기 위해 시작 명령 신호를 내비게이션 경고 시스템으로 전송할 수 있다. 동일한 방식으로, 컨트롤러는 또한 내비게이션 경고 시스템에 종료 명령 신호를 전송하여 사용자에게 목표 위치에 도착하였음을 통지하도록 설계된 시각적, 오디오 및/또는 촉각적 신호를 출력할 수 있다. 적어도 일부 응용의 경우, 목표 물체/사이트는 가상 위치에 위치된 가상 물체이다. 목표 위치는 가상 지오펜스로 묘사될 수 있으며; 컨트롤러는 종료 명령 신호를 경고 시스템에 전송하여 사용자에게 목표 물체/사이트에 도달하였음을 통지하는 피드백 신호를 출력하는 것에 의해 사용자가 해당 지오펜스를 침범(breaching)하는 것에 응답할 수 있다.
개시된 시스템, 방법 및 장치 중 임의의 것의 경우, 내비게이션 경고 시스템은 밑창 구조체에 장착되고, 명령 신호에 응답하여 사용자 내비게이션을 지원하기 위해 촉각적 신호를 생성하도록 작동 가능한 햅틱 트랜스듀서를 포함한다. 일부 시스템 아키텍처에서, 햅틱 트랜스듀서는 신발 구조체의 상부 또는 내부에 장착되고 조여진 상태와 조여지지 않은 상태 사이에서 IES의 신발끈 또는 스트랩을 선택적으로 전환하도록 작동 가능한 끈 모터이다. IES는 각각 사용자의 좌측발과 우측발 각각에 부착되고 이를 상부에 지지하는 좌측 및 우측 신발을 포함할 수 있다. 이 경우, 햅틱 트랜스듀서는 좌측 및 우측 신발의 신발 구조체에 장착된 개별 끈 모터를 포함한다. 컨트롤러 생성 명령 신호는 이들 2개의 끈 모터를 개별적으로 그리고 협력하여 활성화하여 유도 경로를 따라 사용자를 안내하기 위한 촉각적 신호를 생성한다. 다른 추가 옵션으로, 명령 신호는 2개의 끈 모터의 모터 속도 및/또는 적용 장력을 조절하여 유도 경로를 따라 사용자를 안내하기 위한 촉각적 신호를 생성한다.
상기 요약은 본 개시 내용의 모든 실시예 또는 모든 양태를 나타내지 않는다. 오히려, 전술한 요약은 단지 본 명세서에 설명된 새로운 개념 중 일부의 예시를 제공한다. 본 개시 내용의 전술한 특징 및 이점과 다른 특징 및 수반하는 이점은 첨부하는 도면 및 첨부된 청구범위와 함께 취해질 때 본 개시 내용을 수행하기 위한 예시적인 예 및 대표적인 모드에 대한 이어지는 설명으로부터 쉽게 명백하게 될 것이다. 더욱이, 본 개시 내용은 위 및 아래에서 제공되는 요소 및 특징의 임의의 그리고 모든 조합 및 하위 조합을 명확하게 포함한다.
도 1은 본 개시 내용의 양태들에 따라 컨트롤러-자동화된 신발류 특징을 갖는 대표적인 지능형 전자 신발의 측면도이다.
도 2는 도 1의 대표적인 지능형 전자 신발의 부분적으로 개략적인 저면도이다.
도 3은 개시된 개념의 여러 양태에 따른 하나 이상의 자동화된 신발류 특징을 실행하기 위하여 무선 데이터 교환 도중의 도 1 및 2의 지능형 전자 신발 한 켤레를 착용한 대표적인 사용자의 부분적으로 개략적인 사시도이다.
도 4는 하나 이상의 자동화된 신발류 특징 및 하나 이상의 자동화된 교통 시스템 특징을 실행하기 위해 대표적인 지능형 교통 관리 시스템과의 무선 데이터 교환 도중의 도 1 및 2의 한 쌍의 IES를 각각 착용한 다수의 대표 사용자의 입면 사시도이다.
도 5는 상주 또는 원격 제어 로직 회로, 프로그램 가능한 컨트롤러, 또는 기타 컴퓨터 기반 장치 또는 장치 네트워크에 의해 실행되는 메모리에 저장된 명령어에 대응할 수 있는 개시된 개념의 양태에 따른 대표적인 자동화된 신발류 특징 프로토콜을 예시하는 흐름도이다.
도 6은 대표적인 건물의 보안 시스템과의 상호작용을 자동화하기 위한 본 개시 내용의 양태에 따른 도 1 및 2의 한 쌍의 IES를 사용하는 대표적인 사용자의 사시도이다.
도 7은 홈 자동화 시스템의 하나 이상의 서브시스템과의 상호작용을 자동화하기 위한 본 개시 내용의 양태에 따른 도 1 및 2의 한 쌍의 IES를 사용하는 대표적인 사용자의 평면도이다.
도 8은 본 개시 내용의 양태에 따른 내비게이션 경고 시스템이 장착된 IES와 통신하는 대표적인 무선 가능 휴대용 컴퓨팅 장치를 포함하는 대표적인 전자 내비게이션 지원 시스템을 예시한 부분적으로 개략적인 사시도이다.
도 9a-9d는 사용자가 대표적인 목표 물체 및/또는 위치를 찾는 것을 돕기 위해 사용자 내비게이션 지원 애플리케이션을 실행하도록 IES와 통신하는 대표적인 휴대용 컴퓨팅 장치를 도시하는 도 8의 대표적인 전자 내비게이션 지원 시스템의 부분 개략도이다.
도 10은 상주 또는 원격 시스템 컨트롤러, 제어 로직 회로, 프로그램 가능한 전자 제어 장치, 또는 다른 집적 회로(IC) 장치 또는 IC 장치의 네트워크에 의해 실행되는 메모리 저장 명령어에 대응할 수 있는 미리 정의된 경로를 일주하는 데 사용자를 지원하기 위한 개시된 개념의 양태에 따른 대표적인 IES 내비게이션 알고리즘을 예시한 흐름도이다.
본 개시 내용은 다양한 수정 및 대안적인 형태가 가능하며, 일부 대표적인 실시예들이 도면에서 예로서 도시되었으며 본 명세서에서 상세히 설명될 것이다. 그러나, 본 개시 내용의 신규한 양태들은 상기 열거된 도면에 예시된 특정 형태들로 제한되지 않는다는 것을 이해되어야 한다. 오히려, 본 개시 내용은 첨부된 청구범위에 의해 포함되는 본 개시 내용의 범위 내에 속하는 모든 수정, 등가물, 조합, 하위 조합, 치환(permutation), 그룹화 및 대안을 포괄하는 것이다.
도 2는 도 1의 대표적인 지능형 전자 신발의 부분적으로 개략적인 저면도이다.
도 3은 개시된 개념의 여러 양태에 따른 하나 이상의 자동화된 신발류 특징을 실행하기 위하여 무선 데이터 교환 도중의 도 1 및 2의 지능형 전자 신발 한 켤레를 착용한 대표적인 사용자의 부분적으로 개략적인 사시도이다.
도 4는 하나 이상의 자동화된 신발류 특징 및 하나 이상의 자동화된 교통 시스템 특징을 실행하기 위해 대표적인 지능형 교통 관리 시스템과의 무선 데이터 교환 도중의 도 1 및 2의 한 쌍의 IES를 각각 착용한 다수의 대표 사용자의 입면 사시도이다.
도 5는 상주 또는 원격 제어 로직 회로, 프로그램 가능한 컨트롤러, 또는 기타 컴퓨터 기반 장치 또는 장치 네트워크에 의해 실행되는 메모리에 저장된 명령어에 대응할 수 있는 개시된 개념의 양태에 따른 대표적인 자동화된 신발류 특징 프로토콜을 예시하는 흐름도이다.
도 6은 대표적인 건물의 보안 시스템과의 상호작용을 자동화하기 위한 본 개시 내용의 양태에 따른 도 1 및 2의 한 쌍의 IES를 사용하는 대표적인 사용자의 사시도이다.
도 7은 홈 자동화 시스템의 하나 이상의 서브시스템과의 상호작용을 자동화하기 위한 본 개시 내용의 양태에 따른 도 1 및 2의 한 쌍의 IES를 사용하는 대표적인 사용자의 평면도이다.
도 8은 본 개시 내용의 양태에 따른 내비게이션 경고 시스템이 장착된 IES와 통신하는 대표적인 무선 가능 휴대용 컴퓨팅 장치를 포함하는 대표적인 전자 내비게이션 지원 시스템을 예시한 부분적으로 개략적인 사시도이다.
도 9a-9d는 사용자가 대표적인 목표 물체 및/또는 위치를 찾는 것을 돕기 위해 사용자 내비게이션 지원 애플리케이션을 실행하도록 IES와 통신하는 대표적인 휴대용 컴퓨팅 장치를 도시하는 도 8의 대표적인 전자 내비게이션 지원 시스템의 부분 개략도이다.
도 10은 상주 또는 원격 시스템 컨트롤러, 제어 로직 회로, 프로그램 가능한 전자 제어 장치, 또는 다른 집적 회로(IC) 장치 또는 IC 장치의 네트워크에 의해 실행되는 메모리 저장 명령어에 대응할 수 있는 미리 정의된 경로를 일주하는 데 사용자를 지원하기 위한 개시된 개념의 양태에 따른 대표적인 IES 내비게이션 알고리즘을 예시한 흐름도이다.
본 개시 내용은 다양한 수정 및 대안적인 형태가 가능하며, 일부 대표적인 실시예들이 도면에서 예로서 도시되었으며 본 명세서에서 상세히 설명될 것이다. 그러나, 본 개시 내용의 신규한 양태들은 상기 열거된 도면에 예시된 특정 형태들로 제한되지 않는다는 것을 이해되어야 한다. 오히려, 본 개시 내용은 첨부된 청구범위에 의해 포함되는 본 개시 내용의 범위 내에 속하는 모든 수정, 등가물, 조합, 하위 조합, 치환(permutation), 그룹화 및 대안을 포괄하는 것이다.
본 개시 내용은 많은 상이한 형태의 실시예가 가능하다. 대표적인 예들이 본 개시 내용의 광범위한 양태들의 제한이 아니라 개시된 원리의 예시로서 제공된다는 이해와 함께, 본 개시 내용의 대표적인 실시예들이 도면에 도시되고, 본 명세서에서 상세히 설명될 것이다. 그러한 범위에서, 요약 섹션, 기술분야 섹션, 배경기술 섹션, 발명의 내용 섹션 및 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 섹션에서 설명되어 있지만 청구범위에서 명시되지 않은 요소 및 한정은 암시, 추론 또는 기타에 의해 단독으로 또는 집합적으로 청구범위에 통합되어서는 안 된다.
본 상세한 설명의 목적을 위해, 특별히 부인되지 않는 한: 단수는 복수를 포함하고 그 반대도 마찬가지이다; "그리고(and)" 및 "또는(or)"이라는 단어는 결합적이기도 하고 분리적이기도 할 것이다; "임의의(any)" 및 "모든(all)"이라는 단어는 모두 "임의의 그리고 모든(any and all)"을 모두 의미할 것이다; 그리고, "포함하는(including)", "포함하는(comprising)", "갖는(having)" 및 보유하는(containing)" 등의 단어는 각각 "제한 없이 포함하는(including without limitation)"을 의미할 것이다. 더욱이, "약(about)", "거의(almost)", "실질적으로(substantially)", "대략(approximately)", "일반적으로(generally)" 등과 같은 근사(approximation)에 대한 단어는, 예를 들어, "~에(at), 가까이(near), 또는 ~에 가까이(near at)" 또는 "~의 0 내지 5% 이내에(within 0-5% of)" 또는 "허용 가능한 제조 공차 이내" 또는 이들의 임의의 논리적 조합의 의미로 사용될 수 있다. 마지막으로, 앞측(fore), 뒷측(aft), 내측(medial), 외측(lateral), 근위(proximal), 원위(distal), 수직(vertical), 수평(horizontal), 앞(front), 뒤(back), 왼쪽(left), 오른쪽(right) 등과 같은 방향을 나타내는 형용사 및 부사는, 예를 들어, 사용자의 발에 착용되고 밑창 구조체의 지면 결합부가 평탄한 표면 상에 안착되어 작동 가능하게 배향될 때의 신발류 물품에 대한 것일 수 있다.
유사한 참조 번호가 여러 도면 전체에 걸쳐 유사한 특징부를 나타내는 도면을 참조하면, 일반적으로 10으로 표시되고 논의의 목적으로 본 명세서에서 운동화 또는 "스니커(sneaker)"로서 묘사된 대표적인 신발류 물품이 도 1에 도시된다. 도시된 신발류(10) - "지능형 전자 신발(intelligent electronic shoe)" 또는 간단 "IES"라고도 한다 - 는 단지 본 개시 내용의 새로운 양태들 및 특징들이 실시될 수 있는 예시적인 애플리케이션이다. 동일한 맥락에서, 인간의 발에 착용되는 웨어러블 전자 장치에 대한 본 개념의 구현은 또한 본 명세서에 개시된 개념의 대표적인 애플리케이션으로 인식되어야 한다. 따라서, 본 개시 내용의 양태들 및 특징들은 다른 신발 설계에 통합될 수 있고 신체의 어느 부분에 착용된 임의의 논리적으로 관련된 유형의 웨어러블 전자 장치에 통합될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "신발(shoe)" 및 "신발류(footwear)"라는 용어는 이들의 치환을 포함하여, 발에 착용되는 임의의 관련 유형의 외피(garment)를 지칭하기 위해 상호 교환 가능하게 동의어로 사용될 수 있다. 마지막으로, 도면에 제시된 특징들은 반드시 축척에 맞게 도시된 것은 아니며 순전히 설명적 목적으로 제공된다. 따라서, 도면에 도시된 특정 치수 및 상대적 치수는 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
대표적인 신발류(10) 물품이 주로 아래의 밑창 구조체(14)의 상부에 장착된 발 수용 갑피(12)로 구성된 이분 구조로서 도 1 및 2에 일반적으로 도시된다. 참조의 편의를 위하여, 신발류(10)는 다음의 3개의 해부학적 영역으로 나누어질 수 있다: 도 2에 도시된 바와 같이, 전족(forefoot) 영역(RFF), 중족(midfoot) 영역(RMF) 및 후족 영역(hindfoot)(힐(heel)) 영역(RHF). 또한, 신발류(10)는 수직 평면을 따라 외측(lateral) 세그먼트(SLA) - 인체의 시상면(sagittal plane)으로부터 가장 먼 신발(10)의 원위 절반 - 및 내측(medial) 세그먼트(SME) - 인체의 시상면에 가장 가까운 신발(10)의 근위 절반 - 로 분할될 수 있다. 인식된 해부학적 분류에 따라, 전족 영역(RFF)은 신발류(10)의 앞쪽에 위치되고 일반적으로 지골(phalange)(발가락), 중족골(metatarsal) 및 이들의 임의의 상호 연결 관절에 대응한다. 전족 및 후족 영역(RFF, RHF) 사이에 일반적으로 설상골(cuneiform bone), 주상골(navicular bone) 및 투자골(cuboid bone)(즉, 발의 아치 영역)에 대응하는 중족 영역(RMF)이 있다. 대조적으로, 힐 영역(RHF)은 신발류(10)의 뒤쪽에 위치되고 일반적으로 거골(talus bone) 및 종골(calcaneus bone)에 대응한다. 신발류(10)의 외측 및 내측 세그먼트(SLA 및 SME) 모두는 3개의 해부학적 영역(RFF, RMF, RHF) 모두를 통해 연장하며, 각각은 신발류(10)의 각각의 횡 방향 측면에 대응한다. 사용자의 왼발에 대한 단지 하나의 신발(10)만이 도 1 및 2에 도시되지만, 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자의 오른발에 대한 거울 대칭이고 실질적으로 동일한 대응물이 제공될 수 있다. 인식할 수 있는 바와 같이, 신발(10)의 형상, 크기, 재료 구성 및 제조 방법은 현실적으로 임의의 통상적이거나 비통상적인 애플리케이션을 수용하기 위하여 단독으로 또는 집합적으로 변경될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 갑피(12)는 다음의 3개의 인접 섹션에 의해 일반적으로 정의되는 폐쇄된 토우 및 힐 구성을 갖는 것으로 도시된다: 발가락을 덮어 보호하는 토우 박스(12A), 토우 박스(12A)의 뒤에 위치되고 끈 아일렛(lace eyelet)(16)과 설포(tongue)(18) 주위로 연장하는 뱀프(vamp)(12B) 및 뱀프(12B)의 뒤에 위치되고 뒷꿈치를 덮는 갑피(12)의 후방 및 측부를 포함하는 후방 쿼터(quarter)(12C). 신발류(10)의 갑피(12) 부분은 발을 편안하게 수용하기 위한 내부 보이드(void)를 형성하도록 함께 스티칭되거나, 접착되거나, 용접되는, 텍스타일, 발포체(foam), 폴리머, 천연 및 합성 가죽 등과 같은, 다양한 재료 중 임의의 하나 또는 이들의 조합으로 제조될 수 있다. 갑피(12)의 개별 재료 요소는, 예를 들어, 내구성, 공기 투과성, 방수성, 유연성 및 편안함의 원하는 특성들을 부여하도록 신발류(10)에 대하여 선택되어 위치될 수 있다. 갑피(12)의 후방 쿼터(12C) 내의 발목 개구(15)는 신발(10) 내부로의 액세스를 제공한다. 신발끈(20), 스트랩, 버클 또는 다른 메커니즘은 갑피(12)에서의 발의 진입 및 제거를 용이하게 할 뿐만 아니라 신발(10)의 내부 내에서 발을 더욱 안전하게 유지하도록 갑피(120)의 둘레 치수(girth)를 수정하기 위하여 활용될 수 있다. 신발끈(20)은 갑피(12) 내의 일련의 아이렛을 통해 꿰어질 수 있다; 설포(18)는 끈(20)과 갑피(12)의 내부 보이드 사이에 연장될 수 있다.
밑창 구조체(14)는 밑창 구조체(14)가 갑피(12)와 사용자가 서 있는 지지 표면(예를 들어, 도 3에 도시된 보도(GS1)) 사이에서 연장하도록 갑피(12)에 견고하게 고정된다. 사실상, 밑창 구조체(14)는 사용자의 발을 지면으로부터 분리하는 중간지지 플랫폼으로서 기능한다. 지면 반력을 감소시키고 발에 쿠션을 제공하는 것에 더하여, 도 1 및 도 2의 밑창 구조체(14)는 마찰력(traction)을 제공하고, 안정성을 부여하며, 부주의한 발 반전(inversion) 및 외전(eversion)과 같은 다양한 발 동작을 제한하는 데 도움이 될 수 있다. 예시된 예에 따라, 밑창 구조체(14)는 최상부 안창(22), 중간 중창(24) 및 최하부 바닥창(26)을 갖는 샌드위치 구조로서 제작된다. 안창(22)은, 안창(22)이 발의 발바닥 표면에 인접하게 위치되도록, 신발류(10)의 내부 보이드 내에 부분적으로 위치되고, 갑피(12)의 하부에 견고하게 고정된 것으로 도시된다. 안창(22) 아래에는 신발류(10)의 편안함, 성능 및/또는 지면 반력 감쇠 특성을 향상시키는 하나 이상의 재료 또는 내장된 요소를 포함하는 중창(24)이 있다. 이러한 요소 및 재료는, 개별적으로 또는 임의의 조합으로, 폴리우레탄 또는 에틸-비닐 아세테이트(EVA)와 같은 폴리머 발포체 재료, 충전재, 조절재(moderator), 공기 충전 블래더, 플레이트, 지속 요소 또는 모션 제어 부재를 포함할 수 있다. 신발류(10)의 일부 구성에서는 없을 수 있는 바닥창(26)은 중창(24)의 하부 표면에 고정된다. 바닥창(26)은 지면과 결합하기 위하여 내구성과 내마모성이 있는 표면을 제공하는 고무 재료로 형성될 수 있다. 또한, 바닥창(26)은 신발류(10) 및 밑에 있는 지지 표면 사이의 마찰력(즉, 마찰) 특성을 향상시키기 위해 텍스처링될 수도 있다.
도 3은 사용자 또는 클라이언트(11)에 의해 착용된 한 켤레의 지능형 전자 신발(10)에 대하여 하나 이상의 자동화된 신발류 특징을 실행하기 위하여 무선 데이터 교환을 제공하기 위한, 일반적으로 30으로 표시된, 예시적인 IES 데이터 네트워크 및 통신 시스템의 부분 개략도이다. 단일 자동차(32)를 이용하여 IES 시스템(30)을 통해 통신하는 단일 사용자(11)를 도시하지만, 임의의 수의 사용자가 정보 및 데이터를 무선으로 교환하기 위하여 적합하게 갖추어진 임의의 개수의 자동차 또는 다른 원격 컴퓨팅 노드와 통신할 수 있다는 것이 구상된다. 도 3의 IES(10) 중 하나 또는 양자는 무선 통신 네트워크(38)를 통해 원격 호스트 시스템(34) 또는 클라우드 컴퓨팅 시스템(36)에 통신 가능하게 결합된다. IES(10)와 IES 시스템(30) 사이의 무선 데이터 교환은, IES(10)가 독립형 장치로서 갖추어진 구성에서 직접적으로, 또는, 스마트 폰(40), 스마트 워치(42), WiFi(wireless fidelity) 노드 또는 다른 적합한 장치 상으로 IES(10)를 페어링하고 피기배킹(piggy backing)함으로써 간접적으로, 전달될 수 있다. 이와 관련하여, IES(10)는, 예를 들어, 단거리 무선 통신 장치(예를 들어, Bluetooth® 유닛 또는 NFC(near field communications) 트랜스시버), DSRC(short-range communications) 컴포넌트, 라디오(radio) 안테나 등을 통해, 자동차(32)와 직접 통신할 수 있다. IES(10) 및 IES 시스템(30)의 선택된 컴포넌트만이 도시되며, 본 명세서에서 상세히 설명될 것이다. 그럼에도 불구하고, 본 명세서에 논의된 시스템 및 장치는, 예를 들어, 본 명세서에 개시된 다양한 방법들 및 기능들을 수행하기 위하여, 많은 추가적이고 대안적인 특징들과 기타 사용 가능한 하드웨어 및 잘 알려진 주변 컴포넌트를 포함할 수 있다.
도 3을 계속 참조하면, 호스트 시스템(34)은 대량 데이터 처리, 리소스 계획 및 트랜잭션 처리를 다룰 수 있는 고속 서버 컴퓨팅 장치 또는 메인 프레임 컴퓨터로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 호스트 시스템(34)은 특정 트랜잭션을 완료하도록 하나 이상의 "서드 파티(third party)" 서버와의 임의의 필요한 데이터 교환 및 통신을 수행하기 위하여 클라이언트-서버 인터페이스에서 호스트로서 작동할 수 있다. 한편, 클라우드 컴퓨팅 시스템(36)은 IoT(Internet of Things(사물 인터넷)), WoT((Web of Things(사물 웹)), IoAAF(Internet of Adaptive Apparel and Footwear(적응형 의류 및 신발류 인터넷)) 및/또는 M2M(machine-to-machine) 서비스를 위한 미들웨어로서 작동할 수 있어, 다양한 이기종 전자 장치를 데이터 네트워크를 통해 SOA(Service-Oriented Architecture(서비스 지향 아키텍처))와 연결한다. 일례로서, 클라우드 컴퓨팅 시스템(36)은 이기종 장치를 동적으로 온보딩하고, 각각의 이러한 장치로부터의 데이터를 다중화하고, 하나 이상의 목적지 애플리케이션으로의 처리 및 전송을 위하여 재구성 가능한 처리 로직을 통해 데이터를 라우팅하기 위한 다양한 기능을 제공하기 위하여 미들웨어 노드로서 구현될 수 있다. 네트워크(38)는 공용 분산 컴퓨팅 네트워크(예를 들어, 인터넷) 및 보안 사설 네트워크(예를 들어, 근거리 통신망, 광역 네트워크, 가상 사설 네트워크)의 조합을 포함하는 임의의 이용 가능한 유형의 네트워크일 수 있다. 또한, 이는 무선 및 유선 전송 시스템(예를 들어, 위성, 셀룰러 네트워크, 지상파 네트워크 등)을 포함할 수 있다. 적어도 일부 양태들에서, IES(10)에 의해 수행되는 데이터 트랜잭션 기능은 모두가 아니더라도 대부분은 사용자(11) 및 IES(10)의 이동의 자유를 보장하기 위하여, WLAN(wireless local area network(무선 근거리 네트워크)) 또는 셀룰러 데이터 네트워크와 같은 무선 네트워크를 통해 수행될 수 있다.
신발류(10)에는 핸즈프리, 충전식 및 지능형 웨어러블 전자 장치로서 동작하기 위하여 다양한 내장형 전자 하드웨어가 갖추어 진다. IES(10)의 다양한 전자 컴포넌트는 신발류(10)의 밑창 구조체(14) 내부에 패키징된 상주 신발류 컨트롤러(44)(도 2)와 같은 하나 이상의 전자 컨트롤러 장치에 의해 제어된다. 신발류 컨트롤러(44)는 다음 중 임의의 하나 또는 하나 이상의 임의의 조합을 포함할 수 있다: 상주형인지, 원격형인지 또는 이들의 조합의 여부에 관계없이, 논리 회로, 전용 제어 모듈, 전자 제어 유닛, 프로세서, 주문형 집적 회로 또는 임의의 적합한 집적 회로 장치. 예로서, 신발류 컨트롤러(44)는 마스터 프로세서, 슬레이브 프로세서, 및/또는 보조 또는 병렬 프로세서를 포함하는 복수의 마이크로 프로세서를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 컨트롤러(44)는 IES(10)와 버스, 컴퓨터, 프로세서, 장치, 서비스 및/또는 네트워크 사이의 데이터의 전송을 제어하고 그리고/또는 이들과 통신하도록 구성된 IES(10)의 밑창 구조체 내부 및/또는 외부에 배치된 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 신발류 컨트롤러(44)는 일반적으로 본 명세서에 개시된 다양한 컴퓨터 프로그램 제품, 소프트웨어, 애플리케이션, 알고리즘, 방법 및/또는 기타 프로세스 중 임의의 것 또는 전부를 실행하도록 동작 가능하다. 루틴은, 컨트롤러(44)의 사용 또는 작동 중에, 실시간으로, 지속적으로, 체계적으로, 산발적으로 그리고/또는 규칙적인 간격으로, 예를 들어, 100 마이크로 초, 3.125, 6.25, 12.5, 25 및 100 밀리초 마다 등으로 실행될 수 있다.
신발류 컨트롤러(44)는 신발류(10)의 밑창 구조체(14) 내부에 패키징된 상주 신발류 메모리(46)와 같은 상주 또는 원격 메모리 장치를 포함하거나 이와 통신할 수 있다. 상주 신발류 메모리(46)는 휘발성 메모리(예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 다중 RAM) 및 비휘발성 메모리(예를 들어, 리드 온리 메모리(ROM) 또는 EEPROM)를 포함하는 반도체 메모리, 자기 디스크 저장 매체, 광학 저장 매체, 플래시 메모리 등을 포함할 수 있다. 원격 네트워크 연결된 장치와의 장거리 통신 성능은 셀룰러 네트워크 칩셋/컴포넌트, 위성 서비스 칩셋/컴포넌트 또는 무선 모뎀 또는 칩셋/컴포넌트 중 하나 이상 또는 모두를 통해 제공될 수 있으며, 이들 모두는 도 2에서 집합적으로 48로 표시된다. 근거리 무선 연결은 BLUETOOTH® 트랜시버, RFID 태그, NFC 장치, DSRC 컴포넌트 및/또는 라디오 안테나를 통해 제공될 수 있으며, 이들 모두는 집합적으로 50으로 표시된다. 플러그-인 또는 케이블 프리(유도 또는 공명) 충전 성능을 갖춘 리튬 이온 배터리(52)와 같은 상주 전원은 신발류(10)의 갑피(12) 또는 밑창 구조체(14) 내에 내장될 수 있다. 무선 통신은 BLE(BLUETOOTH® Low Energy), CAT(category) M1 및/또는 CAT-NB1 무선 인터페이스의 구현을 통해 더 용이하게 될 수 있다. 위에서 설명된 다양한 통신 장치는 F2V(footwear-to-vehicle(신발류 대 차량)) 데이터 교환 및/또는 예를 들어, F2I(footwear-to-infrastructure(신발류 대 인프라스트럭처), F2P(footwear-to-pedestrian(신발류 대 보행자)) 또는 F2F(footwear-to-footwear(신발류 대 신발류))인 F2X(footwear-to-everything(신발류 대 모든 것)) 데이터 교환에서 브로드캐스트되는 체계적 또는 주기적 비콘 메시지의 일부로서 장치들 사이에 데이터를 교환하도록 구성될 수 있다.
IES(10) 및 이에 따른 사용자(11)의 위치 및 움직임은 밑창 구조체(14), 갑피(12) 또는 이들의 조합의 내부에 상주할 수 있는 위치 추적 장치(54)를 통해 추적될 수 있다. 위치 데이터는 위성 기반 GPS(global positioning system) 또는 기타 적합한 내비게이션 시스템을 통해 결정될 수 있다. 일례에서, GPS 시스템은 적합한 GPS 트랜시버와 통신하여 실시간으로 시간 스탬핑된 일련의 데이터 포인트를 생성하는 궤도 GPS 위성의 협력 그룹을 사용하여 지구 상의 사람, 자동차 또는 기타 대상 물체의 위치를 모니터링할 수 있다. 대상 물체가 보유한 GPS 수신기의 절대 위도 및 경도 위치 좌표와 관련된 데이터를 제공하는 것에 더하여, GPS 시스템을 통해 제공되는 데이터는 지정된 동작을 수행하는 동안 경과된 시간에 대한 정보, 전체 이동 거리, 특정 위치에서의 해발 고도 또는 고도, 지정된 시간 범위 내의 고도 변화, 이동 방향, 이동 속도 등에 관한 정보를 제공하기 위하여 조정되어 사용될 수 있다. 전술한 GPS 데이터의 집계된 집합은 사용자(11)의 예측된 경로를 추정하기 위해 상주 신발류 컨트롤러(44)에 의해 사용될 수 있다. GPS 시스템 데이터는, 개별적으로 그리고 집합적으로, 가속도계 기반 또는 기타 만보계 기반 속도 및 거리 데이터를 보완하고 선택적으로는 이를 보정하기 위하여 사용될 수 있다. 이 목적으로, GPS 위성 시스템에 의해 수집된 정보는 정확한 센서 데이터 및 이에 따른 최적의 시스템 작동을 보장하는 것을 돕기 위하여 IES(10)에 의한 사용을 위해 보정 계수 및/또는 보정 파라미터를 생성하는데 사용될 수 있다.
GPS 수신기가 없더라도, IES(10)은 "삼변 측량(trilateration)"으로서 알려진 프로세스를 통한 셀룰러 시스템과의 협력을 통해 위치 및 이동 정보를 결정할 수 있다. 셀룰러 시스템의 타워(tower)와 기지국(base station)은 무선 신호를 전달하고 셀 네트워크로 배열된다. IES(10)와 같은 셀룰러 장치에는 가장 가까운 타워, 기지국, 라우터 또는 액세스 포인트와 통신하기 위한 저전력 송신기가 갖추어질 수 있다. 사용자가 IES(10)와 함께, 예를 들어, 하나의 셀로부터 다른 셀로 이동함에 따라, 기지국은 송신기 신호의 강도를 모니터링한다. IES(10)가 하나의 셀의 가장자리를 향하여 이동할 때, 송신기 신호 강도는 현재 타워에 대하여 감소한다. 동시에, 접근하는 셀 내의 기지국은 신호에서의 강도 증가를 검출한다. 사용자가 새로운 셀 내로 이동함에 따라, 타워들은 신호를 하나의 타워에서 다음 타워로 전송한다. 상주 신발류 컨트롤러(44)는 셀 타워(들)에 대한 접근 각도, 개별 신호가 다수의 타워로 이동하는데 걸리는 각각의 시간, 그리고 대응하는 타워에 도달할 때 각각의 신호의 해당하는 강도와 같은 송신기 신호의 측정값에 기초하여 IES(10)의 위치를 결정할 수 있다. 본 개념의 다른 양태들에 따르면, 하나 이상의 움직임 감지 장치가 신발 구조체에 통합되어 하나 이상의 축에 주위로 또는 하나 이상의 축을 따라 확립된 데이터 또는 레퍼런스(예를 들어, 위치, 공간적 배향, 반응, 힘, 속도, 가속도, 전기적 접촉 등)에 대한 IES(10)의 동적 움직임(예를 들어, 병진 운동, 회전, 속도, 가속도 등)을 결정할 수 있다.
도 1 및 2를 집합적으로 참조하면, 신발류(10) 물품에는 신발 구조체 및 이의 주변 영역을 선택적으로 조명하기 위하여 신발류 컨트롤러(44)에 의해 제어되는 하나 이상의 조명 장치를 갖는 상주 광 시스템(56)이 갖추어질 수 있다. LED(light emitting diode), ELP(electroluminescent panel), CFL(compact fluorescent lamp), 고강도 방전 램프, 가요성 및 비가요성 유기 LED 디스플레이, 평면 패널 LCD(liquid-crystal display) 및 기타 사용 가능한 유형의 광 요소를 포함하는 상이한 유형의 조명 장치가 광 시스템(56)에 의해 사용될 수 있다. 임의의 수의 조명 장치가 신발(10)의 임의의 부분에 배치될 수 있다; 도시된 바와 같이, 제1 조명 장치(58)는 신발류(10)의 중족 영역(RMF) 내에 위치된 밑창 구조체(14) 내부에 패키징된다. 제1 조명 장치(58)는 신발(10)의 외측 상에서 밑창 구조체(14)의 주변 벽을 통해 연장하는 프레임 어퍼처(aperture)를 밀봉하는 윈도우(60)에 바로 인접하여 위치 설정된다. 이 조명 장치(58)는 조명된 상태 또는 "ON" 상태, 조명되지 않은 상태 또는 "OFF" 상태, 일련의 조명 강도(예를 들어, 낮은 광 출력, 중간 광 출력 및 높은 광 출력), 다양한 색상 및/또는 다양한 조명 패턴으로 작동될 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 조명 장치(58)는 갑피(12)의 일부, 밑창(14)의 일부 및 IES(10)에 인접한 지면(GS1)의 일부를 선택적으로 조명한다.
이제 도 5의 흐름도를 참조하면, 도 1 및 도 2의 IES(10)와 같은 웨어러블 전자 장치와 본 명세서에서 도 3의 IES 데이터 네트워크 및 통신 시스템(30)으로 표현될 수 있는 지능형 교통 관리(ITM) 시스템 사이의 협업 동작을 자동화하기 위한 개선된 방법 또는 제어 방식이 본 개시 내용의 양태에 따라 개괄적으로 100으로 설명된다. 도 5에 도시되고 아래에서 더 상세히 설명되는 동작들의 일부 또는 전부는, 예를 들어, 메인 또는 보조 또는 원격 메모리에 저장될 수 있고, 개시된 개념과 연관된 전술되거나 후술되는 기능들의 임의의 기능 또는 모든 기능들을 수행하기 위하여, 예를 들어, 상주 또는 원격 컨트롤러, 중앙 처리 유닛(CPU), 제어 로직 회로 또는 다른 모듈이나 장치에 의해 실행될 수 있는 프로세스 실행 가능한 명령어에 대응하는 알고리즘을 나타낼 수 있다. 도시된 동작 블록들의 실행 순서는 변경될 수 있고, 추가 블록들이 추가될 수 있고, 설명된 블록들의 일부는 수정되거나, 조합되거나, 제거될 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
방법(100)은 프로토콜이 도 1의 IES(10)와 같은 웨어러블 전자 장치의 동작을 제어하기 위한 초기화 절차를 호출하도록 도 2의 상주 신발류 컨트롤러(44)와 같은 프로그램 가능한 컨트롤러 또는 제어 모듈 또는 유사하게 적합한 프로세서에 대한 프로세스 실행 가능한 명령어를 이용하여 단말 블록(101)에서 시작한다. 이 루틴은, 지능형 전자 신발(10)의 사용 중에, 실시간으로, 지속적으로, 체계적으로, 산발적으로 그리고/또는 규칙적인 간격 등으로 호출되어 실행될 수 있다. 도 3의 IES 데이터 네트워크 및 통신 시스템(30) 아키텍처를 참조하면, 도 5에서 설명되는 방법의 대표적인 구현으로서, 블록(101)에서의 초기화 절차는 사용자(11)가 도로 또는 도로 교차로(13)에 접근할 때마다, 사용자(11)가 차량(32)에 접근하거나 차량에 의해 접근할 때마다, 또는 사용자(11)가 이동하는 송신기-검출기 모듈(70)(예를 들어, 차량(32)에 장착됨) 또는 고정식 송신기-검출기 모듈(72)(예를 들어, 횡단보도 신호등(74)에 장착됨)에 대해 감지 가능한 근접 거리 내에 있을 때마다 자동으로 시작될 수 있다. 스마트 폰(40) 또는 스마트 워치(42)와 같은 휴대용 전자 장치를 활용하여, 사용자(11)는 예컨대 보행자 충돌 회피 절차의 일부로서 사용자(11)를 모니터링하기 위해 IoAAF 미들웨어 노드(예를 들어, 클라우드 컴퓨팅 시스템(36)으로 표현됨)를 통해 교통 시스템 컨트롤러(예를 들어, 원격 호스트 시스템(34)으로 표시됨)과 협력하는 전용 모바일 애플리케이션 또는 웹 기반 애플릿을 시작할 수 있다. 도 3에 제시된 예는 도시 도로의 교차로에서 단일 자동차 - SAE 레벨 3, 4 또는 5의 자율 주행 차량 - 와의 사고로 인한 부상을 회피하는 단일 보행자인 여성 러너를 묘사한다. 그러나, IES 시스템(30)은 임의의 논리적으로 관련된 환경에서 작동하는 임의의 수 및 유형의 차량 또는 대상물로부터 임의의 수 및 유형의 사용자를 모니터링하고 보호하는 것으로 예상된다.
보안을 강화하기 위하여, IES(10)과 IES 시스템(30) 사이의 상호 작용은 미리 정의된 프로세스 블록(103)에서 인증 프로세스에 의해 가능하게 될 수 있다. 인증은 웨어러블 전자 장치의 적절한 활성화 및/또는 장치 사용자의 유효한 신원을 확인하는 1차 또는 2차 소스에 의해 수행될 수 있다. 패스워드, PIN 번호, 신용 카드 번호, 개인 정보, 생체 인식 데이터, 사전 정의된 키 시퀀스 등과 같은 사용자 식별 정보의 수동 입력에 따라, 사용자는 개인 계정, 예를 들어, NIKE+® Connect 소프트웨어 애플리케이션으로 사용자의 스마트 폰(40)에서 작동하고 IoAAF 미들웨어 노드에 등록된 "디지털 사물함(digital locker)"에 액세스하도록 허용될 수 있다. 따라서, 데이터 교환은, 예를 들어, 개인 식별 입력(예를 들어, 어머니의 결혼 전 이름, 사회 보장 번호 등)과 비밀 PIN 번호(예를 들어, 6 또는 8자리 디지털 코드)의 조합 또는 패스워드(예를 들어, 사용자(11)에 의해 생성됨) 및 대응하는 PIN 번호(예를 들어, 호스트 시스템(34)에 의해 발급됨)의 조합, 또는 신용 카드 입력과 비밀 PIN 번호의 조합에 의해 가능하게 될 수 있다. 추가적으로 또는 대안 적으로, 바코드, RFID 태그 또는 NFC 태그가 IES(10) 신발 구조체에 각인되거나 부착되어, 보안 인증 코드를 IES 시스템(30)에 전달하도록 구성될 수 있다. 블록체인 암호화 기술을 포함하는 다른 확립된 인증 및 보안 기술이 사용자 계정에 대한 무단 액세스를 방지하는 데, 예를 들어, 사용자 계정에 대한 승인되지 않은 액세스의 영향을 최소화하거나 사용자 계정을 통해 액세스 가능한 개인 정보 또는 자금에 대한 무단 액세스를 방지하는데 사용될 수 있다.
미리 정의된 프로세스 블록(103)에서 식별 정보를 수동으로 입력하는 것에 대한 대안적이거나 보충적인 옵션으로서, 사용자(11)의 보안 인증은 상주 신발류 컨트롤러(44)에 의해 자동화될 수 있다. 비한정적인 예로서, 이진(binary) 접촉형 센서 스위치와 같은 종류일 수 있는 압력 센서(62)가 신발류(10)에 부착될 수 있다(예를 들어, 밑창 구조체(14)의 중창(24)내에 내장됨). 이 압력 센서(62)는 안창(22) 상의 캘리브레이션된 최소 부하를 검출하고, 이에 의해 갑피(12)에 발의 존재를 입증한다. IES(10)의 임의의 장래의 자동화된 특징은 먼저 컨트롤러(44)가, 이진 압력 센서(65)에 대한 프롬프트 신호를 통해, 발이 갑피(12) 내에 존재하고, 따라서 자동화된 동작을 개시하기 위한 명령 신호를 전송하기 전에 신발류(10)가 사용 중인 것을 확인하는 것을 필요로 할 수 있다. 도 2에서는 단일 센서만이 도시되지만, IES(10)에는 신발 구조체 전체를 통해 개별 위치들에 패키징된 압력 센서, 온도 센서, 수분 센서 및/또는 신발 역학 센서를 포함하는 분산형 센서 어레이가 갖추어질 수 있다는 것이 구상된다. 동일한 맥락에서, 발 존재 감지(foot presence sensing(FPS))는 커패시턴스, 자기 등을 포함하는 다양한 사용 가능한 감지 기술을 통해 결정될 수 있다. 발 존재 감지에 관한 추가 정보는, 예를 들어, Steven H. Walker 등의 미국 특허 출원 공보 No. 2017/0265584 A1 및 No. 2017/0265594 A1에서 찾을 수 있으며, 이들 모두는 각각의 전체가 모든 목적을 위해 본 명세서에 참조로 포함된다.
이진(ON/OFF) 스위치로서 기능하는 것에 더하여, 압력 센서(62)는, 갑피(12) 내에서 발에 의해 생성된 인가 압력의 크기와 같은 분류된 임의의 생체 측정 파라미터를 검출하고, 이를 나타내는 하나 이상의 신호를 출력하는 다중 모드 센서 구성(예를 들어, 폴리우레탄 유전체 용량성 바이오 피드백 센서)을 채용할 수 있다. 이러한 센서 신호는 압력 센서(62)로부터 상주 신발류 컨트롤러(44)로 전달될 수 있으며, 그 다음, 이는 수신된 데이터를 집계, 필터링 및 처리하여 현재 사용자의 체중값을 계산한다. 현재 IES(10)을 사용하는 개인에 대하여 계산된 현재 사용자 체중은 이전에 검증되고 메모리에 저장된 사용자 체중(예를 들어, 기존 개인 계정의 등록된 사용자에게 인증됨)과 비교된다. 이렇게 하는데 있어서, 신발류 컨트롤러(44)는 현재 사용자 체중이 검증된 사용자 체중의 미리 정해진 임계 범위와 같거나 그 내에 있는지를 결정할 수 있다. 현재 사용자가 검증된 사용자에 대하여 인증되면, 상주 신발류 컨트롤러(44)는 이의 특징을 자동화하기 위하여 신발류(10) 내의 하나 이상의 서브 시스템에 명령 신호를 전송하도록 이네이블될 수 있다.
사용자의 자동화된 보안 인증은, 미리 정의된 프로세스 블록(103)의 일부로서, 인증된 사용자의 발의 이전에 검증된 특성과의 현재 사용자의 발의 특성의 상호 참조를 포함하는 다른 이용 가능한 기술을 통해 성취될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 대표적인 IES(10)는 신발류(10)에 장착되고 신발끈(20)을 장력 미인가(풀린) 상태와 하나 이상의 장력 인가(조인) 상태 사이에서 왔다 갔다 전환하도록 선택적으로 작동될 수 있는 끈 모터(lace motor)(M)(64)를 활용하는 모터식 끈 시스템으로 조립된다. 끈 모터(64)는 밑창 구조체(14) 내부에 수용되고 상주 신발류 컨트롤러(44)에 의해 제어되는 양방향 DC 전기 웜 기어 모터와 비슷한 종류일 수 있다. 끈 모터(64)의 활성화는 신발 구조체 내에 내장된 수동으로 활성화되는 스위치 또는 사용자의 스마트 폰(40) 또는 스마트 워치(42) 상의 앱을 통한 소프트키 활성화를 통해 개시될 수 있다. 제어 명령은 점진적 조임, 점진적 풀기, 열기/완전 풀기, "선호" 장력 저장 및 장력 회수/복원을 포함할 수 있지만 확실히 이것에 한정되지는 않는다. 전동식 신발끈 조임 시스템에 관한 추가 정보는 예를 들어 미국 특허 제9,365,387 B2호에서 찾을 수 있으며, 이 특허는 전체적으로 그리고 모든 목적을 위해 여기에 참조로 포함된다.
끈 모터(64)의 모터 제어는, 예를 들어, 발이 갑피(12) 내부에 위치되었다는 것을 나타내는 압력 센서(62)로부터의 센서 신호에 응답하여 상주 신발류 컨트롤러(44)를 통해 자동화될 수 있다. 신발끈 장력은, 예를 들어, 동적인 사용자 움직임에 응답하여 발을 더 잘 유지하기 위하여, IES(10)를 사용하는 동안 컨트롤러(44)에 의해 끈 모터(64)의 제어된 작동을 통해 능동적으로 조절될 수 있다. 적어도 일부 실시예에서, 모터 전류를 측정하기 위해 H-브릿지 메커니즘이 사용되며; 측정된 전류는 신발류 컨트롤러(44)에 대한 입력으로서 제공된다. 상주 신발류 메모리(46)는 각각 특정 끈 장력 위치에 대응하는 것으로 알려진 보정된 전류의 목록을 가지는 룩업 테이블을 저장한다. 룩업 테이블에 기록된 보정된 전류에 대해 측정된 모터 전류를 확인함으로써, 신발류 컨트롤러(44)는 신발끈(20)의 현재 장력 위치를 확인할 수 있다. 전술한 기능뿐만 아니라 본 명세서에 개시된 다른 논리적으로 관련된 선택 사항 또는 특징은, 의류, 머리 착용류, 안경류, 손목 착용류, 목 착용류, 다리 착용류, 속옷류 등을 포함하는 대안적인 유형의 착용 가능한 의류에 적용될 수 있다. 더욱이, 끈 모터(64)는 신발을 고정하기 위한 스트랩, 래치, 케이블 및 기타 상업적으로 이용 가능한 메커니즘의 장력 인가 및 풀림을 자동화하도록 조정될 수 있다.
위에서 논의된 압력 센서(62)와 유사하게, 끈 모터(64)는 IES(10)의 자동화된 특징을 효율적으로 이네이블하고 디스에이블하는 이진(ON/OFF) 스위치로서 겸용이 될 수 있다. 즉, 상주 신발류 컨트롤러(44)는, 자동화 기능을 실행하기 이전에, 신발끈(20)이 장력 인가 상태인지 장력 미인가 상태인지를 결정하기 위하여 끈 모터(64)와 통신할 수 있다. 후자인 경우, 예를 들어, IES(10)가 사용 중이 아닌 동안 자동화된 특징의 예기치 않은 개시를 방지하기 위하여, 모든 자동화된 특징은 상주 신발류 컨트롤러(44)에 의해 디스에이블될 수 있다. 반대로, 끈(20)이 장력 인가 상태로 있다는 결정에 따라, 신발류 컨트롤러(44)는 자동화 명령 신호를 전송하도록 허용된다.
끈 모터(64)의 작동 동안, 신발끈(20)은 상이한 둘레 치수(girth)를 갖는 발 또는 상이한 장력 선호를 갖는 상이한 사용자를 수용하기 위하여 다수의 개별적인 장력 인가 위치 중 임의의 하나로 배치될 수 있다. 모터(64)에 내장되거나 밑창 구조체(14) 또는 갑피(12) 내에 패키징될 수 있는 끈 센서가 주어진 사용자에 대한 끈(20)의 현재 장력 인가 위치를 검출하기 위하여 사용될 수 있다. 대안적으로, 양방향 전기 끈 모터(64)의 출력 샤프트(예를 들어, 웜 기어)의 위치 또는 끈(20)의 지정된 섹션(예를 들어, 모터의 웜 기어와 맞물린 끈 스풀)의 위치의 실시간 추적이 끈 위치를 결정하는데 사용될 수 있다. 끈(20)의 장력 인가에 따라, 상주 신발류 컨트롤러(44)는 현재 사용자에 대한 끈(20)의 현재 장력 인가 위치를 식별하기 위하여 끈 모터(64) 및/또는 끈 센서와 통신한다. 그런 다음, 이 현재 장력 인가 위치는 이전에 검증된 메모리에 저장된 끈 장력 인가 위치(예를 들어, 기존 사용자 계정의 등록된 사용자에게 인증됨)에 비교될 수 있다. 이 비교를 통해, 신발류 컨트롤러(44)는 현재 장력 인가 위치가 검증된 장력 인가 위치의 미리 정해진 임계 범위와 같거나 그 내에 있는지를 결정할 수 있다. 현재 사용자를 검증된 사용자에 대하여 인증한 후, 명령 신호가 상주 신발류 컨트롤러(44)를 통해 신발류(10) 내의 하나 이상의 서브 시스템에 이의 특징을 자동화하기 위하여 전송될 수 있다. 현재 사용자가 인증 또는 검증될 수 없는 경우, 신발류 컨트롤러(44)는 IES가 작동 불가능하게 되도록 디스에이블될 수 있다.
미리 정의된 프로세스 블록(103)에 설명된 인증 프로세스의 완료에 따라, 도 5의 방법(100)은 IES 시스템(30)에 의해 모니터링되는 지정된 환경에서 이동하는 하나 이상의 대상물의 동작을 추적하기에 충분한 데이터를 리트리빙하도록 프로세스 실행 가능한 명령어를 이용하여 입력/출력 블록(105)으로 진행한다. 도 3의 예시적인 예에 따라, IES(10), 원격 호스트 시스템(34) 및/또는 클라우드 컴퓨팅 시스템(36)은, 직접 또는 스마트 폰(40)이나 스마트 워치(42)와의 연동을 통해, 사용자(11)의 현재 위치와 속도(속력 및 방향) 및 자동차(32)의 현재 위치와 속도(속력 및 방향)를 나타내는 위치 데이터를 수신할 수 있다. 또한, 또는 대안적으로, 사용자 이동은 사용자의 스마트 폰(40)에서 실행되는 전용 모바일 앱 또는 경로 계획 앱을 통해 추적될 수 있다. 또한, IES(10) 및 이에 따른 사용자(11)의 위치 및 이동은, 예를 들어, 갑피(12) 또는 밑창 구조체(14) 내로 내장된 위성 기반 GPS 내비게이션 시스템 트랜시버를 통해 결정될 수 있다. 실시간 사용자 동작을 추적하는 것 외에도, 미들웨어 노드로서 작동하는 클라우드 컴퓨팅 시스템(36)과 같은 백오피스 매개 서버는, 예를 들어, 온보드 전송 장치 또는 운전자의 개인 컴퓨팅 장치 상의 앱을 통해, 차량(32)의 실시간 위치 및 이동을 추적한다.
사용자의 위치 및 수반되는 운동을 확인하기 위한 또 다른 기술은 사용자(11)에 의해 매개되고 근처 구조체 또는 근처의 움직이는 대상물에 장착된 송신기-검출기 모듈(70, 72)과 통신하는 검출 태그(78)를 채용한다. 도 1 및 도 3에 제시된 대표적인 응용에 따르면, 검출 태그(78)는 밑창 구조체(14)의 외부 표면에 장착되는 수동 또는 능동 무선 주파수(RF) 트랜스폰더로서 구현된다. 도 1의 RF 트랜스폰더는 전기 전도성 재료로 제조되고 전자기 방사파의 형태로 신호를 수신 및 송신하도록 형성되는 전방향(Type I) RF 안테나 코일(80)을 포함한다. 집중 요소(lumped-element) 버터워스(butterworth) 필터의 특성일 수 있는 RF 주파수 필터(82)는 RF 안테나(80)에 전기적으로 연결되고 교정된(제1) 주파수의 RF 전력을 가지거나 교정된(제1) 주파수 범위 내에 있는 신호만을 통과시킬 수 있게 하는 대역 통과 작동성을 위해 설계된다. 다른 옵션으로서, 주파수 필터(82)는 원치 않는 주파수 또는 임의의 하나 이상의 원치 않는 주파수 대역 내의 주파수, 즉 교정된(제1) 주파수 범위 밖의 주파수를 가지는 모든 신호를 감쇠하고 그 통과를 거부하는 대역 정지 기능을 제공할 수 있다. 선택적인 유전체 커버(84)가 안테나(80), 필터(82) 및 보조 검출 태그 전자 장치 위에 배치되어 구성 요소를 보호하고 RF 트랜스폰더로서의 성능을 증가시킨다. 신호 교환은 시스템 패킷 인터페이스(SPI) 인터페이스 및 범용 입력/출력(GPIO)을 통해 라우팅될 수 있다. 주파수 및 위상 조정 가능 신호 출력이 위상 고정 루프(PLL) 또는 직접 디지털 합성(DDS) 합성기, 고조파 믹서, PLL 또는 DDS 합성기 기반 로컬 발진기를 통해 제공될 수 있다.
사용자(11)가 도 3의 교차로(13)에 접근함에 따라, 검출 태그(78)(도 1)는 차량(32)의 전방 단부에 근접하게 패키징될 수 있는 이동하는 송신기-검출기 모듈(70), 또는 횡단보도 신호등(74), 건물 벽 또는 유사한 적절한 고정 구조물에 현수될 수 있는 고정 송신기-검출기 모듈(72) 에 의해 일정한 간격으로 방출되는 주파수 스위프 프롬프트 신호(Sp) 또는 "핑(ping)"을 수신한다. 검출 태그(78)가 수동 RF 트랜스폰더로 구성된 응용의 경우, 송신기-검출기 모듈(70, 72)은 반복적 또는 실질적으로 연속적인 방식으로 프롬프트 신호(Sp)를 송신할 수 있다. 역으로, 능동 RF 트랜스폰더 구현예의 경우, 입력 프롬프트 신호(Sp)는 반복적 또는 실질적으로 연속적인 방식으로 검출 태그(78)에 전송된 콜백 신호에 응답하여 방출될 수 있다. 프롬프트 신호(Sp)는 표준화된 (제1) 다운링크 주파수를 갖는 미리 결정된 (제1) RF 전력 레벨의 전자기파이다. 또한 프롬프트 신호(Sp)는 인코딩된 고유 정보(예, 송신기 ID, 조회 코드, 타임스탬프 등)가 포함된 내장된 데이터 세트를 포함한다. 협대역 시스템에서 스위프 반송파에 데이터를 중첩하여, 일부 구현예에서 발생할 수 있는 대역폭 오버헤드를 줄일 수 있다. 태그(78)가 프롬프트 신호(Sp)를 전송하고 모듈(70)이 프롬프트 신호(Sp)를 수신 및 재전송하는 반대 상황도 가능하다는 점에 유의해야 한다.
이 프롬프트 신호(Sp)를 수신시, 검출 태그(78)는 응답식으로 프롬프트 신호(Sp)를 처리하고 프롬프트 신호를 송신 응답 신호(SR)로서 송신기-검출기 모듈(70, 72)로 다시 재전송한다. 응답 신호(SR)는 제1 주파수와 구별되는 상보적인 (제2) 업링크 주파수를 가지는 구별 가능한 (제2) RF 전력을 가지는 전자기파이다. 검출 태그(78)는 (예를 들어, 입력 신호의 주파수 곱셈에 의해) 입력 프롬프트 신호(Sp)를 변조하는 RF 주파수 변환기 및 응답 신호(SR)를 송신기-검출기 모듈(70, 72)로 전송하기 전에 입력 프롬프트 신호(Sp)를 기초로 응답 신호(SR)를 강화하는 RF 신호 증폭기를 구비할 수 있다. 송신기-검출기 모듈(70, 72)이 검출 태그(78)를 인식하는 것을 보장하는 것을 지원하기 위해, 응답 신호(SR)는 프롬프트 신호(Sp)의 내장된 데이터의 적어도 일부를 송신기-검출기 모듈(70, 72)로 되돌린다. 온보드 전력 사용을 최소화하기 위해, 검출 태그(78)는 아이들링 모드와 활성 모드의 2가지 모드로 동작할 수 있다. 아이들링 상태시, 검출 태그(78)는 일반적으로 휴면 상태이고, 따라서 상주 전원 공급 장치(52) 또는 오프보드 전원으로부터 전력을 끌어오지 않는다. 이에 비해, 활성 상태시, 검출 태그(78)는 상주 전원 공급 장치(52)로부터 전력을 일시적으로 얻거나 입력 프롬프트 신호(Sp)에 의해 전력을 공급받는다. 이와 같이, 검출 태그(78)는 미리 결정된 주파수의 RF 전력을 가지는 입력 신호가 수신되지 않으면 수신될 때까지 투명한 출력 신호를 송신하지 않는다.
도 1-3의 지능형 전자 신발(10)은 보행자 충돌 위협 평가 실행의 일부로서 IES 시스템(30) 및 자동차(32)와 데이터를 교환하기 위한 대체 수단을 채용할 수 있다. RF 트랜스폰더를 사용하는 대신에, 검출 태그(78)는 하나 이상의 전기 활성 폴리머(EAP) 센서로 제작될 수 있으며, 센서 각각은 밑창 구조체(14) 또는 갑피(12)에 장착된 개별 유전체 EAP 소자를 가진다. 이 예에 따르면, 입력 프롬프트 신호(Sp)는 이식된 유전체 EAP 소자의 물리적 상태 변화(예를 들어, 아킹(arcing) 또는 확장)를 유도하기에 충분한 전압의 전류를 생성하는 전기장이다. IES(10)의 정상적인 사용을 통해, 사용자(11)는 예를 들어 자신의 발로 유전체 EAP 소자를 평평하게하거나 압축함으로써 EAP 센서의 물리적 상태 변화를 무의식적으로 역전시킬 것이다. 그렇게 함으로써, EAP 센서는 응답 신호(SR)가 IES(10)에 의해 출력되도록하는 전류를 생성하게 된다. 또한, IES(10)가 IES 시스템(30) 또는 다른 기존 무선 액세스 포인트(들)를 통해 모든 데이터를 리디렉션(redirect)하는 대신, 예를 들어, 장치 간 무선 애드혹 네트워크(WANET)를 통해 차량(32)과 직접 통신하도록 이네이블할 수 있는 것도 예상된다.
다시 도 5를 참조하면, 방법(100)은 사용자가 차동차 사고를 유발할 수 있는 방식으로 도로에 접근하여 들어갈 수 있음을 나타내는 응답 신호(SR)의 전송에 응답하여 생성되는 예비 보행자 충돌 경고 신호를 전송 또는 수신하기 위한 프로세서 실행 가능 명령으로 블록(107)을 계속 처리한다. 기초적인 응용의 경우, 보행자 충돌 경고 신호는 사용자(11)가 2차적인 변수에 관계없이 자동차(32)와 동시에 교차로(13)에 접근할 때마다 IES 시스템(30)을 통해 자동으로 전송될 수 있다. 예를 들어, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, IES 시스템(30)의 무선 송신기 노드(86)가 이동 차량(32A)이 교차로(13A)를 통해 횡단할 것으로 예상되는 것과 동시에 도로 교차로(13A)에 접근하여 교차할 것으로 예상되는 IES(10)를 착용한 제1 사용자(11A)에게 예비 보행자 충돌 경고 신호를 전송할 할 수 있다. 건물에 의해 서로 시각적으로 방해받더라도, IES(10)를 착용하고 교차로(13A)에 접근하는 제2 사용자(11B)도 다가오는 차량(32A)의 과잉 주의를 사용자(11B)에게 알리기 위한 예비 경고 신호를 수신할 수 있다. 한 쌍의 IES(10)가 시각적, 신체적 또는 정신적 장애가 있는 사용자(11C)에게 등록될 수 있으며; 차량(32A)이 통과될 때 이 개별인이 무의식적으로 교차로(13A) 내로 들어갈 가능성이 증가하므로 예비 보행자 충돌 경고 신호가 제3 사용자(11C)에게 전송될 수 있다. 경고 신호는 다수의 사용자(11A, 11B, 11C) 및 잠재적으로 위협적인 차량(들)(32A)에 전송될 수 있으며, 따라서 각 당사자는 보행자와 자동차 사이의 부주의한 충돌을 방지하기 위한 교정 조치를 취할 수 있다.
보다 정교한 다중 모드 응용을 위해, IES 시스템(30)은 예를 들어, 광 검출, 레이더, 레이저, 초음파, 광학, 적외선, 감쇠 질량, 스마트 재료 또는 기타 적절한 대상물 감지 및 추적 기술을 이용하는 다양한 감지 장치의 집합으로부터 데이터를 수신한다. 제시된 예에 따르면, IES 시스템(30)은 하나 이상의 디지털 카메라, 하나 이상의 범위 센서, 하나 이상의 속도 센서, 하나 이상의 동작 센서 및 원시 센서 데이터의 처리를 위한 임의의 필수 필터링, 분류, 융합 및 분석 하드웨어 및 소프트웨어를 장착하거나 이들로부터 센서 신호를 수신할 수 있다. 각 센서는 대상 물체의 특성 또는 상태를 나타내는 전기 신호를 일반적으로 대응하는 표준 편차를 가진 추정치로 생성한다. 이러한 센서의 작동 특성은 일반적으로 보완적이지만 일부는 다른 것보다 특정 파라미터를 추정하는 데 더 신뢰적이다. 대부분의 센서는 작동 범위와 적용 범위가 다르며, 일부는 작동 범위 내에서 다른 파라미터를 검출할 수 있다. 또한, 다양한 센서 기술의 성능은 다양한 환경 조건에 의해 영향을 받을 수 있다. 결과적으로, 센서는 전반적으로 작동 중첩이 감각 융합의 기회를 제공하는 파라미터 분산을 나타낸다.
전용 제어 모듈 또는 적절하게 프로그래밍된 프로세서는 센서 기반 데이터의 모음을 집계 및 사전 처리하고, 집계된 데이터를 융합하고, 융합된 데이터를 관련 크라우드 소스 데이터 및 각 대상 대상에 대한 행동 데이터와 함께 분석하고, 평가하고 대상물이 자동차의 예측 경로에 들어갈 가능성이 통계적으로 가능한지 여부를 추정한다. 예를 들어, 입/출력 블록(109)에서, 상주 신발류 컨트롤러(44)는 다음의 데이터를 수집하여 IES 시스템(30)으로 전송한다: (1) IES(10) 및 그에 따라 사용자(11)의 실시간 위치를 나타내는 하나 이상의 파라위치를 갖는 데이터(예, 위도, 경도, 높이, 지형 데이터 등), (2) IES(10) 및 그에 따라 사용자(11)의 실시간 동작을 나타내는 하나 이상의 파라미터를 갖는 이동 데이터(예, 상대 또는 절대 속력, 가속도/감속도, 궤적 등) 및 (3) IES(10)를 착용한 상태에서 사용자(11)의 과거 행동을 나타내는 행동 데이터. 이러한 행동 데이터는 특정 교차로 또는 특정 지리적 위치에 있을 때 주어진 사용자의 과거 경향, 일반적으로 도시 또는 농촌 환경에서 주어진 사용자의 과거 경향, 다양한 기상 조건에서 주어진 사용자의 과거 경향, 특정 동작 시나리오에서 주어진 사용자의 과거 경향 등을 포함할 수 있다. IES 컨트롤러(44)는 이용 가능한 현재 및 과거 정보를 기초로 사용자(11)에 대한 추정된 경로를 나타내는 예측 경로 데이터를 포함하는 다른 유형의 데이터를 수집하고 전송할 수 있는 것으로 예상된다. 이러한 임의의 데이터는 IES 시스템(30)을 통해, 차량(32)을 통해, 이웃하는 장치 및 시스템을 통해, 또는 이들의 임의의 조합을 통해 IES(10)에 로컬로 수집되고 저장될 수 있다.
미리 정의된 프로세스 블록(111)에서, 도 5의 방법(100)은 상주 또는 원격 컨트롤러가 센서 융합 모듈을 집계된 원시 센서 데이터에 적용하여 차량의 위치 및 예측된 경로와 관련하여 보행자의 침입 가능성와 같은 모니터링된 환경에서의 대상물의 이동을 결정하도록 프로세서 실행 가능 명령을 진행한다. 예를 들어, IES 시스템(30)은 하나의 공통 "참조" 시간 프레임, 좌표계, 표준 측정 세트 등과의 겹침을 보장하도록 수신된 센서 데이터를 연계하기 위해 상주 신발류 컨트롤러(44)로부터 수신된 데이터를 조정한다. 수신된 센서 데이터가 관련 메트릭에 걸친 정렬을 보장하도록 충분히 조정되면, IES 시스템(30)은 센서 데이터의 각각의 부분을 분류한 다음 임의의 상보적인 분류를 기초로 센서 데이터 또는 관련 부분을 연관시키는 데이터 연관 프로토콜을 실행할 수 있다. 이후, IES 시스템(30)은 대상물 및 주체 차량의 경로 계획 데이터와 함께 조절되고 분류된 데이터의 센서 융합 절차를 실행할 수 있다. 센서 융합은 이종 또는 동종 소스(예, 전술한 여러 개별 센서 유형)에서 비롯된 데이터의 집계, 분석 및 연합을 위한 계산 프레임워크로 대표될 수 있다. 예시된 응용의 경우 센서 융합은 여러 센서의 데이터를 지능적으로 결합하고 개별 센서의 결함을 수정하여 더 완전하고 정확하고 인지할 수 있는 정보를 계산하는 전용 소프트웨어 장치로 구현될 수 있다.
센서 융합이 완료되면, IES 시스템(30)은 보행자 충돌 위협값을 계산한다. 이 충돌 위협값은 유해한 이벤트를 유발하지 않는 것보다 더 가능성이 높은 방식으로 행동하는 모니터링 대상물의 예후이다. 제시된 예에 따르면, 보행자 충돌 위협값은 주체 차량의 현재 (실시간) 위치와 관련되므로 주체 차량(32)의 예측된 경로를 적어도 부분적으로 방해하는 방식으로 사용자(11)의 침입을 예측할 수 있다. 이 보행자 충돌 위협값은 사용자 위치 데이터, 사용자 이동 데이터 및 사용자 행동 데이터의 융합을 기초로 할 수 있다. 선택적으로, 보행자 충돌 위협값은 또한 행동, 사용자 위치 및 사용자 이동 데이터와 크라우드 소스 데이터 및 환경 데이터의 융합을 포함할 수 있다. 환경 데이터는 현재 기상 조건, 현재 차량 교통 상황, 현재 보행자 교통 상황 등과 같이 사용자의 주변 환경을 나타내는 정보로 구성될 수 있다. 이에 비해, 크라우드 소스 데이터는 사용자와 근접한 여러 개인의 위치, 이동 및/또는 행동을 나타내는 정보로 구성될 수 있다. 전술한 데이터를 수신하는 원격 컴퓨팅 노드는 원격 호스트 시스템(34), 클라우드 컴퓨팅 시스템(36), 상주 신발류 컨트롤러(44), 자동차(32)의 상주 차량 컨트롤러(76) 또는 이들의 분산 컴퓨팅 조합을 포함할 수 있다. 대안적으로, 신발류 컨트롤러(44)는 무선 통신 장치(48, 50)를 통해 전술한 데이터 중 일부 또는 전부를 지능형 교통 관리 시스템의 중앙 제어 장치로 전송할 수 있다.
도 5의 방법(100)은: (1) 프로세스 블록(111)에서 생성된 보행자 충돌 위협값(PCT1)이 보정된 임계값(CVT)보다 큰지 여부; 및 (2) 근위 교통 제어 신호의 현재 (제1) 작동 상태(OS1)가 하나 이상의 충돌 신호 단계(SPC) 중 임의의 것과 동일한지 여부를 결정하기 위해 판정 블록(113)으로 진행한다. 첫 번째 질문에 따라, 보정된 임계값(CVT)은 계산된 충돌 위협값이 결정적이지 않거나 충돌 이벤트가 발생하지 않을 것이라고 확률적으로 결론을 내리는 통계적으로 유의한 최소 신뢰 비율(예, 80%)을 설정하기에 충분한 정량적 데이터를 제공하는 경험적 테스트를 통해 판정될 수 있다. 보정된 임계값(CVT)를 식별하는 데 사용할 수 있는 기술은 확률적 가우시안 프로세스, FMM(Finite Mixture Model) 추정 프로토콜 또는 기타 정상 또는 연속 확률 분포 기술을 포함할 수 있다.
판정 블록(113)에서 수행된 2개의 질의 중 후자의 경우, 충돌 신호 단계(SPC)는 교통이 주어진 도로 구간에서 안전한 횡단을 허용하지 않는 방식으로 통행권이 제공되는 임의의 신호 단계를 포함한다. 교통 신호 단계는 타이밍, 시퀀스 및 기간을 제어하고 조정하는 교통 시스템 컨트롤러의 신호 표시, 신호 헤드 및 보조 제어 로직을 이용하여 구현될 수 있다. 신호 단계 설정은 예를 들어, 교통 수요, 패턴 등의 변화를 수용하기 위해 필요에 따라 일반적인 조건에 대해 안전하고 효율적인 작동을 제공하는 방식으로 변경될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 예를 들어, 사용자(11)는 차량(32)이 동일한 교차로(13)를 통과할 것으로 예상되는 시간과 거의 동시에 교차로(13)의 도로 내에 배치될 것으로 추정되는 속력 및 궤적으로 달리는 것으로 도시되어 있다. 송신기-검출기 모듈(70, 72)을 사용하는 IES 시스템(30)을 통한 사용자(11)의 검출시, 원격 호스트 시스템(34)의 백엔드 서버 컴퓨터는 사용자의 위치에 근접하고 도로 구간(예, 교차로(13A))에 위치하며 교통 흐름을 규제하도록 작동할 수 있는(예, 동쪽 방향 자동차 이동 및 북쪽 방향 보행자 이동) 교통 신호 또는 교통 신호들의 세트(예를 들어, 도 4의 3색 교통 제어등(88) 및 보행자 횡단보도 신호(90))를 식별할 것이다. 일단 식별되면, 원격 호스트 시스템(34)은 진행 상태(지속적인 녹색광 또는 WALK 신호), 주의/양보 상태(지속적인 황색광 또는 깜박이는 WALK 신호), 진행 금지 또는 중지 상태(지속적인 적색광 또는 DON'T WALK 신호) 또는 전술한 상태 사이의 전환 상태(녹색에서 황색으로, 황색에서 적색으로 등)를 포함할 수 있는 교통 신호의 실시간 작동 상태를 결정한다. 이러한 작동 상태 중 하나 이상은 충돌하는 신호 단계(SPC)로 특성화될 수 있다. 비제한적인 예로서, 진행 상태, 주의/양보 상태 및 진행-주의 전환 상태는 모두 충돌 신호 단계(SPC)로 지정될 수 있다.
판정 블록(113)에서 수행된 평가 중 어느 하나가 다시 부정으로 돌아오면(블록(113) = 아니오), 방법(100)은 단말 블록(101)으로 돌아가 연속 루프로 실행되거나, 대안적으로, 방법(100)은 단말 블록(117)으로 진행하여 일시적으로 종료될 수 있다. 반대로, 보행자 충돌 위협값(PCT1)이 실제로 보정된 임계값(CVT)보다 크고 교통 제어 신호의 현재 작동 상태(OS1)가 충돌 신호 단계(SPC) 중 하나에 대응하는 것으로 판정하면(블록(113) = 예), 방법(100)은 프로세스 블록(115)으로 진행하여 사용자와 차량 간의 충돌을 피하기 위해 하나 이상의 교정 조치가 취해진다. 제한이 아닌 예로서, 무선 송신기 노드(86)는 보행자 충돌 임박 알림을 차량 컨트롤러(76)에 전송할 수 있으며; 차량 컨트롤러(76)는 제동 명령 신호 또는 신호들을 차량 제동 시스템에 발생시킴으로써 제동 조작을 실행하여, 예를 들어 완전히 정지하거나 회피 조향 조작을 용이하게 허용하는 계산된 값으로 속도를 감속시키는 제동 조작을 실행하도록 즉시 응답할 수 있다. 추가로, 또는 대안적으로, 차량(32)은 차량 조향 제어, 차량 변속기의 작동 제어, 엔진 스로틀 제어 및 기타 자동 운전 기능과 같은 다른 자율 차량 기능을 수행할 수 있다. 차량 센터 콘솔 인포테인먼트 시스템, 디지털 계기판 클러스터 디스플레이 또는 개인 휴대용 전자 장치를 사용하여 시각적 및/또는 가청적 경고가 운전자에게 전송될 수 있다.
프로세스 블록(115)은 또한 교통 신호 단계 변조를 통해 보행자 및 차량 교통 흐름 변화를 자동화하기 위한 프로세서 실행 가능 명령을 포함할 수 있다. 예를 들어, 교통 시스템 컨트롤러(도 4에서 교통 신호 제어 캐비닛(92)로 표시됨)는 교차로(13)에 진입하기 전에 차량(32)을 정지시키고 그에 따라 사용자(11)와의 충돌을 방지하려는 시도로 명령 신호를 차량 교통 제어등(88)에 전송하여 제1 작동 상태(예, 녹색광)에서 제2 작동 상태(예, 황색광 또는 적색광)로 전환한다. 전술한 바와 같이, 교통 신호 단계 수정은 차량(32)이 동일한 모니터링된 도로 세그먼트(13)에 들어갈 것을 제안하는 차량 이동 데이터(예, 속도 및 예측 경로)와 함께 사용자(11)가 모니터링된 도로 세그먼트(13)로 들어갈 것을 제안하는 사용자 이동 데이터(예, 속력 및 방향)를 기초로 할 수 있다. 이와 관련하여, IES 시스템(30)은 IES 이동 센서 데이터를 수신하고 분석하여 IES(10) 및 이에 따라 사용자(11)가 차량 교통 제어등(88)에 의해 규제되는 교통 차선을 위반할 것으로 추정되는 예상 침입 시간을 식별할 수 있다.
IES 시스템(30)은 또한 현재 (실제) 시간과 교통 신호가 현재 작동 상태에서 다른 작동 상태로 전환되도록 예정된 사전 프로그래밍된 단계 변화 시간 간의 차이로 계산된 추정된 단계 변화 시간을 결정할 수 있다. 예상 침입 시간이 추정 단계 변화 시간보다 적다는 판정에 응답하여 - 차량 교통 제어등(88)이 녹색에서 적색으로 변경되도록 사전 프로그래밍되기 전에 사용자(11)가 교차로(13)에 진입할 것으로 예상됨 -, 교통 신호 제어 캐비닛(92)은 단계 변화 명령 신호를 교통 신호등(88)에 자동 전송한다. 대안적으로, 예상 침입 시간이 신호 단계 변화 전에 사용자(11)를 교차로(13) 내에 배치하지 않는 경우, 교통 신호 제어 캐비닛(92)이 간섭하여 단계 변화 명령 신호를 선제적으로 내보낼 필요가 없다. 사용자 이동 데이터가 사용자(11)가 교차로(13)에 진입하기 전에 정지했거나 정지할 것이라는 것을 나타내는 경우, 또는 사용자(11)가 교차로(13)에 배치되지 않는 상보적인 또는 대안적인 방향을 취했음을 나타내는 경우에도 동일하게 말할 수 있다. 다시 말하면, 교통 신호 제어 캐비닛(92)이 간섭하여 단계 변화 명령 신호를 선제적으로 내보낼 필요가 없다. 프로세스 블록(115)에서 실행된 교정 동작의 완료시, 방법(100)은 단말 블록(117)으로 진행하여 일시적으로 종료된다.
차량-보행자 충돌을 완화 또는 방지하도록 설계된 하나 이상의 차량 작동의 자동화를 가능케 하는 것 외에도, 방법(100)은 프로세스 블록(115)에서 차량-보행자 충돌을 완화 또는 방지하도록 설계된 하나 이상의 IES 특징의 자동화를 동시에 가능케 할 수 있다. 예를 들어, 지능형 전자 신발의 제1 자동화 특징(AF1)을 실행하기 위해 제1 명령 신호가 제1 IES 서브 시스템으로 전송될 수 있다. 도 3의 제시된 예에 따르면, 상주 신발류 컨트롤러(44)는 블록(111)에서 출력된 보행자 충돌 위협값을 수신하고, 블록(113)에서 위협값이 임계값보다 크다는 것을 설정하고, 이에 응답하여 블록(115)에서 예방 조치를 취한다. 상주 신발류 컨트롤러(44)는 명령 신호를 상주 광 시스템(56)에 전송하여 조명 장치(58)를 활성화하여 미리 결정된 광 출력을 생성하는 것에 의해 상기 결정에 자동으로 응답한다(즉, 임의의 사용자 입력 또는 외부 시스템 프롬프트 없이). 선택된 색상 및/또는 패턴은 사용자(11) 및 선택적으로 차량(32)의 운전자에 의해 감지될 수 있고, 임박한 충돌을 경고할 만큼 충분히 두드러진다. 비제한적인 예로서, 상주 광 시스템(56)은 번쩍이는 밝은 적색광 패턴을 출력할 수 있으며; 이 특정 색상 및 패턴의 사용은 사용자에게 잠재적인 위험을 경고하는 것으로 제한될 수 있다. IES(10)의 광 출력은 자동차(32)의 전방을 향하는 헤드램프의 광 출력과 조정되어 사용자(11)에게 예측된 차량 충돌을 더욱 쉽게 알릴 수 있다.
임의의 개시된 연결된 웨어러블 전자 장치가 도 5에서 설명된 방법론(100)의 일부로서 추가적 또는 대안적 특징을 자동화할 수 있다는 것이 구상된다. 판단 블록(113)에서의 긍정적인 판단에 응답하여, 신발류 컨트롤러(44)는 웨어러블 전자 장치의 제2 자동화 특징(AF2)을 실행하도록 제2 명령 신호를 제2 서브 시스템에 자동으로 전송할 수 있다. 비한정적인 예로서, 도 2의 IES(10)는 안창(22)에 동작 가능하게 통신하는 밑창 구조체(14)의 내부에 수용된 햅틱 트랜스듀서(66)가 갖추어진 것으로 도시된다. 보행자 충돌 위협 평가를 사용자(11)에게 경고하기 위하여, 상주 신발류 컨트롤러(44)는 중창(24)으로부터 안창(22)을 통해 사용자의 발로 전송되는 햅틱 큐(haptic que)(예를 들어, 인지 가능한 진동력 또는 일련의 진동 펄스)를 생성하도록 햅틱 트랜스듀서(66)에 명령 신호를 방출한다. 방법(100)의 일부로서 햅틱 트랜스듀서(66)에 의해 출력되는 강도 및/또는 펄스 패턴은 가능한 위험을 사용자에게 경고하는 경우로 한정될 수 있다.
선택적인 제3 자동화 특징(AF3)은 신속하게 신발끈(20)에 장력을 인가하고 신발끈(20)을 풀기 위하여 신발류 컨트롤러(44)에 의해 선택적으로 활성화되는 촉각적 힘 피드백 장치로서 끈 모터(64)를 작동시키는 것을 포함할 수 있다. 유사하게, IES(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 스마트 폰(40)과 함께(예를 들어, LED 카메라 광 또는 ERM(eccentric rotating mass) 액추에이터의 통합된 번쩍임(flashing)) 또는 능동 의류 요소(예를 들어, 사용자의 셔츠 또는 셔츠들 내의 빌트인 열 또는 햅틱 장치의 통합된 작동)과 함께 작동할 수 있다. 또 다른 선택 사항으로서, 햅틱 피드백은 사용자에게 턴-바이-턴(turn-by-turn) 방향을 제공하는데 활용될 수 있다(예를 들어, 왼쪽 방향 전환 또는 오른쪽 방향 전환을 나타내기 위하여 강조된 강도로 그리고/또는 지정된 펄스 패턴으로 왼발 또는 오른발이 진동한다). 동일한 맥락에서, 햅틱 피드백은 사전 선택된 경로를 따라 사용자를 지시하거나 특정 경로(예를 들어, 안전하지 않은 것으로 여겨짐)를 취하는 것에 대하여 사용자에게 경고하기 위하여 유사한 방식으로 사용될 수 있다. 햅틱 피드백을 이용한 신발류 및 의류에 관한 추가적인 정보는 Ernest Kim의 미국 특허 출원 공보 No. 2017/0154505 A1에서 찾을 수 있으며, 이는 전체가 모든 목적을 위해 본 명세서에 참조로 포함된다.
선택적으로, IES(10)에는 갑피(12)의 후방 쿼터(12C)에 부착된 소형화된 오디오 스피커(68)에 의해 도 1에 표시된 오디오 시스템이 제공될 수 있다. 상주 신발류 컨트롤러(44)는, 보행자 충돌 위협값이 보정된 임계값보다 큰 것으로 확인시, 미리 정해진 사운드 출력을 생성하도록 명령 신호를 오디오 시스템 스피커(68)에 자동으로 전송한다. 예를 들어, 오디오 시스템 스피커(68)는 "경고(WARNING!)" 또는“정지(STOP!)”를 증가된 소음 수준으로 울릴 수 있다. 다른 옵션으로서, 신발류 컨트롤러(44)는 예를 들어 다가오는 자동차의 신호/큐로서 신발끈(20)을 반복적으로 조이거나 풀도록 끈 모터(64)에 명령할 수 있다. 신발류 대 인프라스트럭처 통신은 IES(10)가 보행자 또는 구보자를 위한 안전을 개선하기 위하여 가로등 또는 신호등 변화를 조절할 수 있는 네트워크 연결된 "스마트 시티(smart city)" 컨트롤러와 통신할 수 있게 하도록 이네이블(및 조정)될 수 있다. 반대로, "스마트 시티" 컨트롤러는 보행자가 다가오는 차량에 통행권을 양보하여야 한다는 것을 알리는 "건너지 마세요(Do Not Walk)" 표지를 갖는 횡단 보도에 다가 가고 있는 것을 사용자에게 경고하기 위하여 IES(10)와 통신할 수 있다.
또한, 신발에 내장된 광 특징은 체육 행사 동안(예를 들어, 사용자의 좋아하는 운동 팀의 색상과 일치하도록 조정됨) 또는 운동하는 동안(예를 들어, 야간에 러닝하고 있는 동안 도로를 비추도록) 사용될 수 있다. 또한, 보안 특징은 비인증 당사자에게는 IES가 사용 가능하지 않게 만들도록 설치될 수 있다. 예를 들어, IES(10)를 착용한 사람이 허가되지 않은 사용자라고 결정한 것에 따라 끈 모터(64)는 신발류 컨트롤러(44)에 의해 동작 가능하지 않게 될 수 있다. 동시에, 컨트롤러(44)는 IES(10)의 잠재적인 도난 또는 오용을 알리는 전자 경보를 사용자의 스마트 폰(40) 또는 스마트 워치(42)에 전송할 수 있다.
선택적인 구성은 교육적 목적으로 맞추어진 지능형 전자 신발류 또는 의류를 제공할 수 있다. 일례로서, 사용자 또는 강사는 사람에게 자동차를 운전하는 방법을 가르치는 것을 도울 때 IES(10)를 착용할 수 있다. 예를 들어, IES(10)는 브레이크 페달을 누르는 것을 시뮬레이션하기 위하여 강사는 신발을 통해 승객 컴파트먼트 바닥 패널로 자신의 발을 세게 누르도록 구성될 수 있다. 빌트인 압력 센서(62)는 강사의 발 제스처를 검출하고, 대응하는 신호를 신발류 컨트롤러(44)에 출력하며, IES(10)는 차량 브레이크를 활성화하도록 차량(32)의 브레이크 제어 모듈(brake control module(BCM))와 통신한다. 추가적으로 또는 대안적으로, IES(10)는 학생에 의해 착용되는 한 쌍의 지능형 전자 장치와 통신하여, 브레이크 페달을 물리적으로 눌러 이에 의해 차량의 브레이크 시스템을 적용하도록 자신의 발을 사용하고 있어야 한다는 감각적 피드백을 학생에게 제공하기 위한 명령을 전송한다. 운전하는 방법을 학생에게 가르치는 것에 더하여, IES(10)로부터의 촉각적, 오디오 및/또는 시각적 피드백은 신발류의 착용자에게 댄스 루틴에서의 일련의 스텝, 골프 클럽 또는 야구 배트를 휘두를 때의 체중의 적합한 전달, 허들을 하기 위한 적합한 타이밍, 걸음걸이 및 스텝 카운트 등을 가르치기 위하여 사용될 수 있다.
원격 컴퓨팅 노드는, 중앙 서버 컴퓨터 또는 거주용이나 상업용 보안 시스템의 병렬 HMI와 같은 전술된 것이 아닌 대안적인 형태를 취할 수 있다. IES(10)의 사용자(11)가 미리 정해진 위치(예를 들어, 입구 통로, 복도, 방 등)에 들어가거나 모니터링되고 있는 설비(예를 들어, 능동 지오펜스에 의해 기술됨)의 미리 선택된 근처 내에 있을 때, 도 2의 상주 신발류 컨트롤러(44)는 보안 시스템을 수동으로 비활성화해야 할 필요 없이 사용자(11)가 설비에 들어갈 수 있도록 보안 시스템 서버 컴퓨터 또는 HMI에 비활성화 명령 신호를 전송할 수 있다. 도 6에서, 예를 들어, 상업용 보안 시스템(비접촉식 비디오 모니터링 출입 패널(234)에 의해 표시됨)에 의해 보안되는 빌딩(232)의 현관에 접근하는 대표적인 사용자(213)가 도시된다. 사용자(213)에 의해 착용되는 IES(10) 중 하나 또는 양자는 사용자(213)를 둘러싸는 눈에 보이지 않는 지오펜스(215)를 방출한다. 비디오 모니터링 출입 패널(234)이 IES 생성 지오펜스(215)를 돌파하거나 아니면 통과하기에 빌딩(232)에 사용자(213)가 충분히 가깝다면, IES(10)는 자동으로 보안 인증 신호를 보안 시스템 출입 패널(234)에 전송한다. 이에 의해, 사용자(213)는 예를 들어, 빌딩(232)의 입구에 있는 보안 도어의 자동 개방에 의해 도 6에 표현된 바와 같이 빌딩(232) 대한 액세스를 승인받는다. 대안적인 시스템 구성은 IES(10)와 보안 시스템(234) 사이의 상호 작용을 용이하게 하기 위하여 전술되거나 후술되는 것들 중 임의의 것을 포함하는 다른 통신 수단을 사용할 수 있다.
또 다른 예로서, 원격 컴퓨팅 노드는 사용자의 가정의 분위기(climate), 조명, 블라인드, 기기 등을 제어하는 홈 오토메이션 시스템(또는 "스마트 홈(smart home)")과 같은 종류일 수 있다. IES(10)의 사용자가 미리 정해진 위치(예를 들어, 현관, 주차장, 복도, 방 등)에 들어가거나 나갈 때, 또는 홈 오토메이션에 의해 조절되는 거주지의 미리 선택된 근처에 들어가거나 나갈 때, 문을 잠금 또는 잠금 해제하거나, 신발류 컨트롤러(44)는 실내등을 활성화 또는 비활성화하거나, 온도 조절 장치의 온도를 증가 또는 감소시키거나, 또는 전술한 특징의 조합을 수행하도록, 하나 이상의 명령 신호를 홈 오토메이션 시스템으로 전송할 수 있다. 도 7에서, 예를 들어, 거주용 홈 오토메이션 시스템(WiFi 지원 터치스크린 게이트웨이 패널(334)로 표시됨)에 의해, 전체로 또는 부분적으로, 제어되는 다양한 기기와 장치 및 서브 시스템을 갖는 가정(332) 주위를 걷는 대표적인 사용자(313)가 도시된다. 사용자(313)가 첫 번째 방에서 두 번째 방으로 이동하는(예를 들어, 거실에서 침실로 걸어가는) 것에 응답하여, IES(10)는, (1) 두 번째 방 안의 등을 조명하고; (2) 첫 번째 방 안의 등을 어둡게 하고; (3) 첫 번째 방 내의 하나 이상의 장치(예를 들어, 텔레비전)를 끄고; 그리고, 두 번째 방 안의 온도를 조절하기 위하여, 일련의 명령 신호를 자동으로 전송할 수 있다.
도 2의 IES(10)는 SAE(Society of Automotive Engineers) 레벨 3, 4 또는 5 차량으로 분류된 차량과 같이 완전 보조 또는 완전 자율 주행 차량과 상호 작용하는 데 특히 유용하다고 간주될 수 있다. 차량의 컨트롤러 인증 및 자동화 자동 잠금, 잠금 해제 및 모터 시동을 가능하게 하는 것에 추가하여, IES(10)는 경로 계획 모듈(route planning module(RPM)) 및 그에 따라 파워트레인 제어 모듈(powertrain control module(PCM)), 브레이크 시스템 제어 모듈(BCM) 등과 통신하여 미리 정해진 위치로의 IES(10)의 사용자(11) 수송을 자동으로 조정할 수 있다. 특정 예에서, 도 3의 자동차(32)는 호환되는 IES를 착용한 여러 사용자와 페어링하기 위하여 고유한 지오펜스 신호를 전파할 수 있다. 사용자(11)가 차량의 지오펜스의 경계 내에 있다면, IES(10)는 사용자(11)에게 지오펜스를 돌파하였다고 알리기 위하여 제1 시각적, 가청적 및/또는 촉각적 출력을 자동으로 생성함으로써 응답한다. 그 다음, 사용자(11)는 GPS 또는 내비게이션 맵 애플리케이션에 디스플레이될 수 있는 자동차(32)의 현재 실시간 위치를 식별하기 위하여 자신의 스마트 폰(40)에서 작동하는 전용 모바일 앱을 개시할 수 있다. 사용자(11)가 차량(32)에 매우 근접하게 있을 때(예를 들어, 10 미터 이하), IES(10)는 사용자(11)가 차량(32)의 미리 정해진 근처 내에 있으며, 따라서, 차량(32)을 시각적으로 식별할 수 있어야 한다고 알리기 위하여 제2 시각적, 가청적 및/또는 촉각적 출력을 생성할 수 있다.
사용자(11)가 자동차(32)의 위치를 찾으면, IES(10)의 상주 신발류 컨트롤러(44)와 자동차(32)의 중앙 전자 제어 유닛(central electronic control unit(ECU)) 또는 F2V 동작을 용이하게 하는 미들웨어 노드의 백엔드의 서버 컴퓨터 사이에서 양방향 인증 프로세스가 발생할 것이다. 확인되면, 자동차(32)는 차량의 승객 컴파트먼트로 진입하는 옵션을 가진다는 것을 사용자(11)에게 신호로 알릴 것이다. 인증 키가 IoAAF 시스템을 통해 사용자(11)에게 동시에 발행될 수 있다; 사용자(11)는 전술한 스마트 폰 앱을 통해 키를 리트리빙할 수 있다. 사용자(11)가 자동차(32)에 진입하도록 선택하면, 사용자(11)는 예약된 제품이 사용자(11)를 대기하고 있는 특정 또는 불특정 위치("잠금 해제 위치(Unlock Location)")로 이동될 수 있다. 사용자(11)가 잠금 해제 위치에 도달하면, 사용자(11)는 예약된 제품에 액세스하기 위하여는 인증 키를 입력하는 것이 필요할 수 있다.
도 8에는 IES(410)의 사용자에게 내비게이션 지원을 제공하기 위해 무선 지원 휴대용 컴퓨팅 장치(또는 "스마트 폰")(440)와 통신하는 지능형 전자 신발류(또는 "신발류")(410)를 갖는 대표적인 전자 내비게이션 지원 시스템(400)이 예시되어 있다. 외형은 다르지만, 도 1 및 도 2의 IES(10)를 참조로 상기 개시된 특징 및 옵션이 도 8의 예시적인 IES(410)에 단독으로 또는 임의의 조합으로 통합될 수 있고 그 반대도 마찬가지일 수 있다. 유사점으로, IES(410)는 아래의 밑창 구조체(414)의 상부에 장착된 발 수용 갑피(412)로 구성된 운동화로 묘사되며, 각각은 각각의 갑피(12) 및 밑창 구조체(14) 컴파트먼트와 관련하여 위에서 설명한 옵션 및 대안 중 임의의 것을 취할 수 있다. 도 1 및 도 2의 신발류(10)과 같이, 도 8의 IES(410)는 여러 개의 인접한 해부학적 영역(예를 들어, 전족부, 중족부 및 후족부 영역)으로 나눌 수 있고 수직으로 내측 측부 섹션(예를 들어, 외측 및 내측 세그먼트)으로 분기될 수 있다. 또 다른 유사점은 신발류(410)의 폐쇄된 토우 및 힐 구조체뿐만 아니라 갑피(412) 내에 발을 단단히 유지하기 위한 신발끈(420), 및 신발끈(420)과 갑피(412)의 내부 보이드 사이에서 연장되는 텅부(tongue)(418)로부터 도출될 수 있다.
유사성의 또 다른 중복점으로서, 도 8의 IES(410)는 갑피(412)의 후방 1/4 부분에서 발목 개구(또는 "목부(throat)")(415)의 크기를 선택적으로 조정하여 사용자의 발 주위에서 갑피(412)를 조이고 느슨하게 하기 위한 컨트롤러-자동 조임 시스템(460)이 장착된 것으로 도시되어 있다. 도시된 예에 따르면, 개구(415)의 직경은 신발끈(420)에 장력을 가하고 장력을 해제하는 끈 모터(462)에 의해 각각 감소 및 증가된다. 끈 모터(462)는 보호용 외부 모터 하우징(464) 내부에 보관되며, 해당 하우징은 갑피(412)의 후방 1/4 부분의 외부 표면에 단단히 장착된다. 신발끈(420)은 길이 방향으로 연장된 레이싱 가이드(416)를 통해 꿰어진 후 갑피(412)의 내부 채널을 통과하여 끈 모터(462)의 모터 하우징(464) 내로 연장되는 것으로 도시되어 있다. 위에 표시된 바와 같이, 신발끈(420)은 스트랩, 케이블, 래치, 공압 또는 유압 블래더, 또는 개구(415)의 크기 및 갑피(412) 둘레를 조절하기에 적절한 임의의 다른 메커니즘으로 대체될 수 있다.
자동화된 조임 시스템(460)은 갑피(412)를 조이고 느슨하게 하기 위해 예를 들어 다양한 사용자 입력 및/또는 시스템 제어 명령에 응답하여 신발끈(420)에 장력을 가한다. 비한정적인 예로서, 도 8의 끈 모터(462)는 신발끈(420)을 모터 하우징(464) 내부의 신발끈 스풀(466)에 감고(wind) 반대로 신발끈 스풀(466)로부터 푼다(unwind). 끈 모터(462)는 IES 밑창 구조체(414) 내부에 패키징된 리튬 이온 배터리 모듈과 같은 충전 가능한 에너지 저장 시스템(RESS)(470)에 의해 구동되는 양방향 직류(DC) 전기 스테퍼 모터로 구현될 수 있다. 끈 모터(462)의 활성화는 상호 연결 모터 샤프트(468)의 회전을 통해 끈 스풀(466)에 토크를 가한다. 제1 방향(예를 들어, 시계 방향)의 스풀(466)의 회전은 감아서 신발끈(420)에 장력을 가하는 기능을 하는 반면, 제2 방향(예를 들어, 반시계 방향)의 스풀(466)의 회전은 풀어서 신발끈(420)으로부터 장력을 해제하는 기능을 한다. 대안적인 아키텍처는 다른 모터, 변속기 및/또는 끈-감는 장치를 사용할 수 있다.
자동화된 조임 시스템(460)의 작동을 조절하기 위해 IES(410)가 제어 버튼 세트 또는 터치스크린 인터페이스와 같은 상주 HMI로 제조될 수 있다고 생각되지만, IES(410)는 끈 모터(462)의 선택적인 동작을 위해 휴대용 컴퓨팅 장치(440)와 무선으로 통신할 수 있다. 예를 들어, 스마트 폰(440)은 전용 "끈 조절 제어" 소프트웨어 애플리케이션(앱)(472)을 다운로드하여 실행할 수 있다. 스마트 폰(440)의 고화질 OLED 터치스크린 디스플레이 장치(474)를 사용하여 사용자에게 정보를 표시하고 사용자로부터 제어 입력을 수신할 수 있다. 전용 모바일 앱(472)은 소프트 제어 버튼, 라디오 버튼, 메뉴, 트랙 패드 등을 표시하기 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 제공하여 사용자에 의해 행해진 제어 입력에 응답하여 제어 명령을 개시한다. 예시적인 제어 명령은 좌측 신발 선택, 우측 신발 선택, 선택한 신발 또는 양측 신발의 점진적인 조임, 선택한 신발 또는 양측 신발의 점진적인 풀기, 양측 신발의 완전히 개방/풀기, 현재 장력 저장, 메모리-저장된 장력의 요청 등을 포함할 수 있지만 이에 국한되지는 않는다.
도 9a-9d는 사용자가 목표 물체 및/또는 목표 위치를 파악하는 것을 돕기 위한 사용자 내비게이션 지원 프로토콜을 실행하기 위해 IES(410)와 통신하는 스마트 폰(440)을 예시한다. 도 9a에서, 예를 들어, 대도시(예를 들어, 뉴욕 맨해튼)와 같은 지정된 지리적 영역 내의 가상 위치에 "숨겨진" 한 켤레의 구매 운동화와 연관된 암호화 디지털 자산(480)과 같은 목표 가상 물체를 찾기 위해 검색 세션이 개시된다. 터치스크린 디스플레이 장치(474)는 사용자에게 소개 화면 및 검색에 참여할 수 있는 옵션을 제공한다. 대안적으로, 사용자는 자신의 휴대용 개인 컴퓨팅 장치 상의 사진 "스냅" 또는 증강 현실 기능을 사용하는 것에 의해 오프라인 상점에서 목표 가상 물체를 "수색"하도록 프롬프트될 수 있다. 이 경우, 한 켤레의 구매한 신발과 관련된 KickID가 소매 거래의 일부로 사용자에게 제공될 수 있다. 그러나, 사용자는 디지털 자산을 개인 사물함으로 이전하기 전에 상점 또는 지정된 영역 내에 숨겨진 관련 CRYPTOKICK™를 별도로 찾도록 요청받을 수 있다(즉, 암호화 키와 가상 물체는 이전이 발생하기 전에 모두 별도로 획득해야 함). 암호화 키를 획득하면 사용자 장치와 관련된 AR 엔진이 해당 키와 관련된 CRYPTOKICK™가 로컬에 숨겨져 있고 사용자가 찾을 수 있는 게임을 개시할 수 있게 한다. 검색의 시작은 예를 들어 자동화된 조임 시스템(460)의 선택 사용을 통해 상주 내비게이션 경고 시스템을 통해 출력되는, 사용자의 양측 신발에 있는 끈 모터(462)의 연장된 활성화와 같은 제1 촉각적 신호를 통해 사용자에게 전달될 수 있다. 기존의 햅틱 트랜스듀서에 비해 자동화된 조임 시스템(460)을 사용하는 장점은 사용자가 감지할 수 있는 촉각적 감각의 다중 모드 적용(끈 모터(462)의 진동 및 신발끈(420)의 조임/풀기)이다.
목표 가상 물체/위치에 대한 검색이 시작되면, 스마트 폰(440)의 디스플레이 장치(474)는 IES(410) 및 이에 따라 사용자에 대한 실시간 GPS 위치를 디스플레이할 수 있다. 도 9b는 예를 들어 사용자 아바타(481)의 그래픽 묘사와 함께 전용 "신발 찾기" 모바일 앱(473)을 실행하는 스마트 폰(440)을 묘사한다. 디스플레이 장치(474)는 도시의 거리-레벨 맵(482) 상의 사용자 아바타 및 IES(410)에 근접한 다른 사용자, 랜드마크 및 자연 메이커의 위치의 동시 이동을 통해 IES(410) 및 사용자의 이동을 묘사할 수 있다. 사용자가 숨겨진 목표 물체를 찾는 것을 돕기 위해, 상주 내비게이션 경고 시스템은 오디오 시스템, 조명 시스템 및/또는 사용자가 인지할 수 있는 촉각적, 오디오 및/또는 시각적 신호를 생성하기 위한 IES(410)의 햅틱 트랜스듀서 시스템의 동작을 자동화시킨다. 상기 예를 계속하면, 모바일 앱(473)은 목표 물체/위치까지의 지정된 경로를 따라 사용자의 실시간 움직임을 추적할 수 있다. 이 경로를 횡단하는 동안 사용자는 목표물을 찾는 데 도움이 되는 단계별 내비게이션 명령어를 제공받을 수 있다. 예를 들어, 도 9b에서, 사용자의 우측 신발에서만 끈 모터(462)의 느린 펄스의 낮은 장력 활성화와 같은 제2 촉각적 신호가 자동 조임 시스템(460)의 작동을 통해 IES(410)의 상주 내비게이션 경고 시스템을 통해 출력되어 사용자에게 현재 위치에서 우회전하도록 알려준다. 동일한 방식으로, 사용자는 사용자의 우측 신발에 있는 끈 모터(462)를 동시에 활성화하지 않고 사용자의 좌측 신발에 있는 끈 모터(462)의 선택적 활성화를 통해 주어진 위치에서 좌회전하도록 실시간으로 알림을 받을 수 있다.
검색을 시작한 후, 한 명 이상의 2차 사용자는 가상 목표에 대한 검색에서 1차 사용자를 지원하여 다양한 유형의 지원을 제공할 수 있다. 사용자 위치가 목표 물체/위치에 근접함에 따라, 자동 조임 시스템(460)의 협력 작동을 통해 내비게이션 경고 시스템을 통해 출력되는 제3 촉각적 신호(예를 들어, 도 9c에 도시된 끈 모터(462)의 램프형 펄스 활성화)가 사용자에게 현재 위치로부터 전방으로/앞으로 이동하도록 알림을 제공한다. 일단 1차 사용자가 가상 물체의 위치에 도달하면, 도 9d에 도시된 바와 같이, 가상 목표 물체에 접근할 수 있다. 가상 물체에 대한 접근은 자동적이거나 사용자 측의 추가적인 동작을 요할 수 있다. 검색의 완료는 상주 내비게이션 경고 시스템을 통해 출력되는 사용자의 신발 양측에 있는 끈 모터(462)의 빠르고 높은 장력의 펄스 활성화와 같은 제4 촉각적 신호를 통해 사용자에게 전달될 수 있다.
일부 경우에 CRYPTOKICK™는 원래 물리적 제품에 연결되지 않고 대신 브랜드 프로모션 캠페인, 이벤트, 순간 또는 경험의 일부로 사용자에게 선물될 수 있다. 예를 들어, 스포츠 이벤트의 사용자는 예를 들어 모바일 앱과 스마트 폰 장치 상의 디지털 카메라를 사용하여 이벤트 경기장의 범위 내에서 CRYPTOKICK™를 검색하는 것이 필요할 수 있다. 이 예에서, 스마트 폰 장치와 연관된 GPS는 광학 인식 능력을 특정 지오펜스 영역 내로 추가로 제한할 수 있다. 목표 물체는 특정 좌석에 위치되거나 지정된 영역에 숨겨지는 등 빌보드 광고에서 가상으로 위장될 수 있다. CRYPTOKICK™가 발견되면, 사용자에게 이벤트에 대한 티켓 상의 바코드와 같은 고유 코드를 스캔하라는 메시지가 표시될 수 있다. 이 2-부분으로 구성된 작업은 해당 티켓에 대해 고유하게 제공된 토큰을 사용자의 보관함으로 전송할 수 있다. 이벤트가 끝난 후 프로모션 주최자는 다른 프로모션 이벤트에서 후속으로 사용하기 위해 청구되지 않은 모든 KickID를 회수할 수 있다.
이제 도 10의 흐름도를 참조하면, 도 1의 IES(10) 또는 도 8의 IES(410)와 같은 지능형 전자 신발류 또는 의류의 작동을 통해 도 3의 사용자(11)와 같은 사용자에 대한 내비게이션 지원을 자동화하기 위한 개선된 방법 또는 제어 전략이 본 개시 내용의 양태에 따라 개괄적으로 500으로 기술된다. 도 10에 도시되고 아래에 추가로 상술되는 동작의 일부 또는 전부는 개시된 개념과 관련된 전술된 또는 후술되는 기능 중 임의의 기능 또는 전체 기능을 수행하기 위해 도 2에 도시된 동작의 일부 또는 전부. 도 10 및 아래에서 더 상세히 설명되는 알고리즘은 예를 들어 주 메모리 또는 보조 메모리 또는 원격 메모리에 저장될 수 있고 예를 들어 상주 또는 원격 컨트롤러, 중앙 처리 유닛(CPU), 제어 로직 회로, 또는 다른 모듈 또는 장치에 의해 실행될 수 있는 프로세서 실행 가능 명령어에 대응하는 알고리즘을 나타낼 수 있다. 예시된 동작 블록의 실행 순서가 변경될 수 있고, 추가 블록이 추가될 수 있으며, 설명된 블록 중 일부가 변형, 결합 또는 제거될 수 있음을 알아야 한다. 예를 들어, 도 5의 방법(100)을 참조로 상기 개시된 특징 및 옵션이 단독으로 또는 임의의 조합으로 도 10의 방법(500)에 통합될 수 있거나 그 반대도 마찬가지일 수 있다.
방법(500)은 도 2의 상주 신발류 컨트롤러(44)와 같은 프로그램 가능한 컨트롤러 또는 제어 모듈 또는 유사하게 적절한 프로세서에 대한 프로세서 실행 가능 명령어로 터미널 블록(501)에서 시작하여 도 1의 IES(10) 또는 도 8의 IES(410)와 같은 지능형 전자 신발류 또는 의류를 사용하는 사용자에 대한 내비게이션 지원을 자동화하기 위한 프로토콜에 대한 초기화 절차를 호출한다. 블록(501)에서의 초기화 절차는 사용자가 사용자의 휴대용 컴퓨팅 장치에서 작동하는 대응하는 모바일 앱을 열거나 중앙 시스템 오퍼레이터가 사용자 그룹에 대한 "보물 찾기" 기능을 시작하는 것과 같이 수동으로 입력된 프롬프트를 통해 시작될 수 있다. 대안적으로, 초기화 절차는 목표 물체/위치에 대한 검색을 수행하는 책임이 있는 서버급 컴퓨터와 같은 상주 컨트롤러 또는 원격 컴퓨팅 노드에 의해 자동으로 시작될 수 있다. 터미널 블록(501)은 도 5의 동작(101 및 103)과 관련하여 위에서 설명된 초기화 및 인증 특징들 중 임의의 것을 선택적으로 통합할 수 있다.
방법(500)은 터미널 블록(501)에서 입력/출력 블록(503, 505)으로 진행하여 사용자의 원하는 또는 현재 위치와 목표 물체/사이트의 미리 결정되거나 추정된 위치를 확인한다. 원하는 사용자 위치는 출발선, 공동 만남의 장소, 신발 한 켤레 구매를 완료하는 키오스크 또는 단말기 등과 같이 지정된 시작 위치로 미리 설정될 수 있다. 대안적으로, 사용자의 현재 실시간 위치는 위에서 설명된 바와 같이 결정되고 블록(503)에서 내비게이션 지원을 위한 시작 위치로 설정될 수 있다. 마찬가지로, 목표 물체/사이트의 위치는 미리 결정되고 예를 들어, 블록(505)에서 원격 컴퓨팅 노드, 제3자 휴대용 컴퓨팅 장치, 상주 캐시 또는 주 메모리 등으로부터 리트리빙될 수 있다. 한편, 목표 위치는 동적이거나 랜덤일 수 있거나 적절한 HMI를 통해 수동으로 선택 가능할 수 있다.
서브루틴 블록(507)에서, 신발 내부 신발류 컨트롤러 또는 스마트폰 처리 유닛, 또는 양자 모두는 사용자의 현재 여행에 대한 경로 계획 데이터를 수신, 추정, 식별 및/또는 리트리빙(집합적으로 "결정")한다. 경로 계획 데이터는 원하는 여행을 완료하는 데 적절한 임의의 실시간, 크라우드 소싱(crowd-sourced), 지도 소싱(map-sourced) 및/또는 이력 데이터를 포함할 수 있다. 최소한, 경로 계획 데이터는 미리 설정된 출발지 또는 실시간 시작 위치, 원하는 동적 또는 무작위로 결정된 최종 목적지, 하나 이상의 간헐적 정류장, 사용자 출발지에서 사용자 목적지로 횡단하는 예측 경로를 포함할 수 있다. 독립형 아키텍처의 경우, IES에는 사용자의 현재 위치와 관련된 지리적 지형, 측지 데이터(geodetic data) 및 교통 정보를 얻기 위해 내비게이션 소프트웨어 및 지리적 위치 매핑 서비스와 함께 GPS 트랜시버를 활용하는 온보드 내비게이션 시스템이 장착될 수 있다.
현재 여행에 대한 예측 경로를 설정하려면 여행을 완료하는 데 필요한 하나 이상의 다가오는 기동을 예측하는 것을 필요로 할 수 있다. 이것은 잠재적인 장애물이나 위험에 플래그를 지정하고 하나 이상의 대체 경로를 식별하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 블록(507)은 다가오는 기동을 완료하기 위한 주요(제1) 경로 및 유사한 프로세스를 사용하여 사용자 목적지에 도달하기 위한 하나 이상의(제1, 제2, 제3, …) 대체 경로를 예측할 수 있다. 경로 계획이 생성되면, 서브루틴 블록(509)에 표시된 바와 같이 사용자의 위치에서 목표의 위치까지의 이동 운동(걷기, 달리기 등)을 위한 각각의 내비게이션 명령어 시퀀스가 각 경로에 대해 결정될 수 있다. 이러한 내비게이션 명령어는 단독으로 및 임의의 조합으로: 전진, 후진, 좌회전, 우회전, 가속, 감속, 시작, 정지, 회전 등을 포함한다. 각각의 내비게이션 명령어는 유도된 경로를 따라 각각의 위치와 연관될 수 있다. 내비게이션 명령어와 그 관련 위치의 리스트는 용이한 리트리빙을 위해 로컬 캐시 메모리에 저장될 수 있다.
방법(500)은 서브루틴 블록(509)으로부터 데이터베이스 블록(511)으로 계속되고 각 내비게이션 명령어를 대응하는 컨트롤러 생성 명령 신호로 변환한다. 명령 신호는 보정된 내비게이션 경고 시스템 신호를 주어진 내비게이션 명령어와 연관시킨다. 이용 가능한 내비게이션 명령어와 그에 대응하는 경보 시스템 출력의 리스트 및 관련 명령 신호는 예를 들어 적절한 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)을 통해 서버 팜(server farm)에 저장되고 동시에 서버 팜으로부터 리트리빙될 수 있다. 위에서 지시된 바와 같이, 검색을 시작하는 것은 사용자의 신발에 있는 끈 모터의 장기간 활성화에 대응할 수 있는 제1 촉각적 신호에 대응할 수 있다. 대조적으로, 우회전은 사용자의 좌측 신발에 의한 대응하는 촉각적 출력이 없이 사용자의 우측 신발에 있는 끈 모터의 느린 펄스, 낮은 장력 활성화에 대응할 수 있는 제2 촉각적 신호에 대응할 수 있다. 이들 신호는 예를 들어, 도 1 및 도 2의 상주 조명 시스템(56) 및 상주 스피커 시스템(68)을 통한 상보적인 시각적 및 가청적 출력으로 보완될 수 있다.
계속해서 도 10을 참조하면, 프로세서 실행 가능 명령이 신발류 컨트롤러가 유도된 경로를 따라 사용자를 안내하도록 설계된 시각적, 가청적 및/또는 촉각적 신호를 출력하기 위해 신발류의 상주 내비게이션 경고 시스템에 명령 신호를 전송하기 위한 입력/출력 블록(513)에 제공된다. 주어진 경로를 따라 적절한 시간에 단계별 명령어가 제공되는 것을 보장하기 위해, 컨트롤러는 사용자가 유도 경로를 따라 이동할 때 사용자의 실시간 또는 거의 실시간 움직임을 체계적으로 추적할 수 있다. 사용자 추적 중에, 컨트롤러는 유도된 경로를 따라 연속적인 새로운 사용자 위치 중의 각각의 새로운 사용자 위치가 서브루틴 블록(509)에서 제공되는 내비게이션 명령 중 하나에 대응하는지 지속적으로 평가할 수 있다. 이 경우, 명령 신호는 사용자의 "새로운" 위치가 해당 명령 신호와 관련된 각각의 내비게이션 명령에 대응한다는 결정에 대한 직접적인 응답으로서 컨트롤러를 통해 출력될 수 있다. 전술한 특징들이 완료되면, 도 10의 방법(500)은 터미널 블록(515)으로 진행하여 종료되거나 터미널 블록(501)으로 다시 루프백하고 연속 루프로 실행할 수 있다.
도 1의 IES(10) 및 도 8의 IES(410)를 포함하는 개시된 적응형 의류 및 신발류가 사용자가 정지 및 이동 물체의 물리적 위치로 내비게이팅하는 것을 돕기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 상주 신발류 컨트롤러(44) 또는 도 8의 휴대용 컴퓨팅 장치(440)는 물류 등급(배달) 무인 항공기(UAV)의 위치 추적 장치와 통신하여 UAV의 실시간 이동을 추적하고 및/또는 UAV에 의해 공수되는 패키지의 배송 위치를 확인할 수 있다. 이 정보는 전술한 바와 같이 집계 및 처리되어 UAV를 찾기 위한 단계별 명령어를 사용자에게 제공할 수 있다. IES(10, 410)는 또한 UAV에 대한 사용자의 위치를 식별하고 및/또는 패키지가 해제되기 전에 UAV에 대해 사용자를 자동으로 인증하는 데 사용될 수 있다. 사용자가 승객용 드론("플라잉 택시") 또는 상업용 항공 택시 또는 항공 운송을 요청하는 허브를 만나도록 안내하기 위해 유사한 접근 방식이 사용될 수 있다.
UAV를 통한 패키지 배송을 지원하는 것과 유사하게, 개시된 적응형 의류 및 신발류는 상품의 매장 내 픽업 및 커브사이드 픽업(curbside pickup)(예를 들어, 온라인 구매, 매장 내 픽업(BOPIS))에 적합할 수 있다. 비제한적인 예에서, 사용자는 예컨대, 음식이나 상품에 대해 온라인, 전화 또는 앱 주문을 할 수 있으며, 주문품을 회수하기 위해 지정된 픽업 위치(오프라인 상점 내부 또는 외부)로 이동할 수 있다. 도착시, IES는 상점 키오스크, 중앙 서버 또는 소매업체에 사용자의 도착을 알리는 메시지를 자동으로 전송할 수 있다. 상점 직원은 주문품을 사용자의 위치로 운송하며, 이는 여기에 개시된 방식 중 임의의 방식을 통해 제공될 수 있으며; 직원은 IES 및/또는 IOAAF 시스템과 연결된 붙박이형 또는 휴대용 POS(Point-of-Sale) 장치를 사용하여 물품을 전달하기 전에 사용자를 찾고, 식별하고 및/또는 무선 인증한다.
개시된 적응형 의복 및 신발류의 사용을 위한 추가 옵션은 다른 사용자의 가상 자아("고스트")와 경쟁하는 사용자와 같은 증강 현실을 통해 강화되는 달리기 챌린지 경험과 같은 신체 활동을 포함한다. 예를 들어, 한 쌍의 사용자가 가상 레이스를 수행하기 위해 지정된 위치, 코스 또는 거리를 선택한다. 제1 날짜 및/또는 시간에 제1 사용자는 지정된 위치/코스로 이동하여 레이스를 마칠 수 있으며(예를 들어, 약 10분의 시간에 1마일 트랙을 2바퀴 완주); 이 데이터는 제1 사용자의 IES에 의해 수집 및 저장될 수 있다. 다음 날짜/시간에 제2 사용자가 지정된 위치/코스로 이동하여 제1 사용자와 가상으로 경쟁하기 위한 레이스를 시작한다. 제2 사용자가 레이스를 완료하면, IES는 진행 상황을 추적하고 정기적 또는 실시간 업데이트를 제공할 수 있다. 예를 들어, 한 바퀴를 완료한 후, 제2 사용자는 IES를 통해 제1 바퀴의 시간이 제1 사용자보다 느리다는 알림을 받고; 제1 사용자를 이기기 원하는 경우 속도를 높이라는 통지가 제공될 수 있다. 이러한 정보는 IES의 촉각적 피드백, 조명 디스플레이 및/또는 오디오 출력에 의해 제공될 수 있다. 제2 사용자의 레이스 시간 및 관련 데이터는 그들의 IES에 의해 수집 및 저장되고 제1 사용자의 IES로 전송될 수 있다. AR을 사용한 신체 운동 강화에 관한 추가 정보는 예를 들어, 그 전체가 모든 목적으로 참조로 여기에 포함된, Craig Rowley에게 허여된 미국 특허 출원 공개 제2016/0346612 A1에서 찾을 수 있다.
전술한 개념은 골프, 야구, 농구, 축구 등과 같은 다른 일대일 및 팀 관련 신체 활동에 사용될 수 있다. 이러한 신체 활동 중 일부는 다른 감지 및 모니터링 시스템 및 HUD(head-worn head-up display) 시스템과 같은 다른 웨어러블 전자 제품에 의해 지원될 수 있다. 스포츠 이벤트와 관련된 데이터를 전달하기 위한 전자 추적 시스템 및 웨어러블 전자 장치의 사용에 관한 추가 정보는 예를 들어, 그 전체가 모든 목적으로 참조로 여기에 포함된, 공동 소유의 미국 특허 출원 공개 제2020/0078653 A1호, 제2017/0340948 A1호, 제2017/0157492 A1호 및 제2017/0157490 A1호에서 찾을 수 있다.
개시된 적응형 의복 및 신발류는 또한 제1 팀이 한정 방출 물품을 확보하기 위해 하나 이상의 다른 팀과 경쟁하는 제품 잠금 해제 경험과 같은 AR 또는 VR 팀 콘테스트의 일부로 채용될 수 있다. 보다 구체적이고 비제한적인 예에 따르면, 제1 사용자는 숨겨진 물품의 위치가 있는 지도를 포함하는 명령 센터로 이동한다. 제1 사용자는 IES 피드백을 통해 제2 사용자와 통신한다. 제2 사용자는 퍼즐 환경에 위치되며; 명령 센터에 위치된 제1 사용자는 제2 사용자에게 상품 내비게이션을 돕기 위해 내비게이션 명령어를 전송한다. 제1 및 제2 사용자는 이 상품을 처음 찾아 잠금 해제하기 위해 다른 팀과 경쟁하는 팀 또는 팀의 일부이다.
추가 옵션은 예를 들어, 물리적 접촉이 가능하지 않거나 바람직하지 않은 시나리오에서 가상 악수 또는 인사말 대체와 같이 사용자가 서로 인사하거나 다른 방식으로 통신할 수 있도록 하기 위해 개시된 적응형 의복 및 신발류 피드백을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 더욱이, IoAFF 피드백은 개인 공간에 대한 침해를 경고하기 위해(예를 들어, 사회적 거리를 유지하는 것을 돕기 위해) 다른 사용자와 통신하는 데 도움을 주기 위해 사용될 수 있다. IoAFF 피드백은 제1 사용자가 예기치 않게 또는 빠르게 결정된 방향으로부터 제2 사용자에게 접근하는지를 감지하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, IES 사용자는 다른 사람이 뒤에서 또는 사각지대에서 접근하여 강도를 가하거나 다치게 하거나 그렇지 않으면 레이스나 경쟁의 일부로 접근하고 있다는 경고를 받을 수 있다.
본 개시 내용의 양태들은, 일부 실시예에서, 본 명세서에 설명된 컨트롤러 또는 컨트롤러 변형 중 임의의 것에 의해 실행되는 소프트웨어 애플리케이션 또는 애플리케이션 프로그램으로 일반적으로 지칭되는 프로그램 모듈과 같은 명령어의 컴퓨터 실행 가능한 프로그램을 통해 구현될 수 있다. 소프트웨어는, 비한정적인 예에서, 특정 작업을 수행하거나 특정 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 물체, 컴포넌트 및 데이터 구조를 포함할 수 있다. 소프트웨어는 컴퓨터가 입력 소스에 따라 반응할 수 있게 하도록 인터페이스를 형성할 수 있다. 또한, 소프트웨어는 수신된 데이터의 소스와 함께 수신된 데이터에 응답하여 다양한 작업을 시작하기 위하여 다른 코드 세그먼트와 협력할 수 있다. 소프트웨어는 CD-ROM, 자기 디스크, 버블 메모리 및 반도체 메모리(예를 들어, 다양한 유형의 RAM 또는 ROM)와 같은 다양한 임의의 메모리 매체에 저장될 수 있다.
더욱이, 본 개시 내용의 양태들은 멀티 프로세서 시스템, 마이크로 프로세서 기반 또는 프로그램 가능한 소비자 전자 장치, 미니 컴퓨터, 메인 프레임 컴퓨터 등을 포함하는 다양한 컴퓨터 시스템 및 컴퓨터 네트워크 구성으로 실시될 수 있다. 또한, 본 개시 내용의 양태들은 통신 네트워크를 통해 링크된 상주 및 원격 처리 장치에 의해 작업이 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈은 메모리 저장 장치를 포함하는 로컬 및 원격 컴퓨터-저장 매체 모두에 위치될 수 있다. 따라서, 본 개시 내용의 양태들은 컴퓨터 시스템 또는 다른 처리 시스템에서 다양한 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합과 함께 구현될 수 있다.
본 명세서에 설명된 임의의 방법은, (a) 프로세서, (b) 컨트롤러 및/또는 (c) 임의의 다른 적합한 처리 장치에 의한 실행을 위한 기계 판독 가능한 명령어를 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 임의의 알고리즘, 소프트웨어, 제어 로직, 프로토콜 또는 방법은, 예를 들어, 플래시 메모리, CD-ROM, 플로피 디스크, 하드 드라이브, DVD(Digital Versatile Disk) 또는 기타 메모리 장치와 같은 유형의 매체에 저장된 소프트웨어로 구현될 수 있다. 전체 알고리즘, 제어 로직, 프로토콜, 방법 및/또는 이의 일부가 대안적으로 컨트롤러 이외의 장치에 의해 실행될 수 있고 그리고/또는 유용한 방식으로 펌웨어 또는 전용 하드웨어로 구체화될 수 있다(예를 들어, 주문형 집적 회로(ASIC), 프로그램 가능한 로직 장치(PLD), 필드 프로그램 가능한 로직 장치(FPLD), 이산 로직 등에 의해 구현됨). 또한, 특정 알고리즘이 본 명세서에 도시된 흐름도를 참조로 설명되지만, 예시적인 기계 판독 가능한 명령어를 구현하는 많은 다른 방법이 대안적으로 사용될 수 있다.
추가적인 특징들은 다음의 조항들에 반영될 수 있다:
조항 1: 사용자가 지리적 영역의 목표 물체 또는 사이트를 내비게이팅하는 것을 지원하는 지능형 전자 신발(IES)로서, IES는: 사용자의 발에 부착되고 상부에 사용자의 발을 지지하도록 구성된 신발 구조체; 상기 신발 구조체에 장착되고 명령 신호에 응답하여 시각적, 가청적 및/또는 촉각적 출력을 생성하도록 구성된 내비게이션 경고 시스템; 원격 컴퓨팅 노드와 무선으로 통신하도록 구성된 무선 통신 장치; 및 상기 내비게이션 경고 시스템 및 상기 무선 통신 장치에 통신 가능하게 연결된 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는: 사용자의 사용자 위치를 결정하고; 상기 원격 컴퓨팅 노드로부터 상기 목표 물체 또는 사이트의 목표 위치를 수신하고; 상기 사용자 위치로부터 상기 지리적 영역 내의 상기 목표 위치까지 횡단하기 위한 유도된 경로를 포함하는 경로 계획 데이터를 결정하고; 상기 유도된 경로를 따라 사용자를 안내하도록 구성된 시각적, 오디오 및/또는 촉각적 신호를 출력하기 위해 명령 신호를 상기 내비게이션 경고 시스템에 전송하도록 프로그램 되는, IED.
조항 2: 조항 1에 있어서, 상기 경로 계획 데이터는 상기 사용자 위치로부터 상기 목표 위치로의 보행 이동을 위한 일련의 내비게이션 명령어를 더 포함하고, 상기 명령 신호 각각은 상기 일련의 내비게이션 명령어 중의 각각의 내비게이션 명령어를 나타내는 보정된 내비게이션 경고 시스템 신호에 대응하는, IED.
조항 3: 조항 2에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 유도된 경로를 따라 사용자의 실시간 움직임을 추적하고; 그리고 유도된 경로를 따른 연속적인 새로운 사용자 위치 중의 각각의 새로운 사용자 위치가 상기 일련의 내비게이션 명령어 중의 하나에 대응하는지 결정하도록 프로그래밍되고, 상기 명령 신호 각각은 상기 새로운 사용자 위치 중 하나가 상기 명령 신호와 관련된 상기 각각의 내비게이션 명령어에 대응한다는 결정에 응답하여 전송되는, IES.
조항 4: 조항 3에 있어서, 상기 내비게이션 명령어는 각각: 전진, 후진, 좌측 이동, 우측 이동, 가속, 감속, 시작, 정지, 및/또는 회전을 포함하는, IES.
조항 5: 조항 1-4 중 어느 하나에 있어서, 상기 컨트롤러는 사용자에게 상기 유도된 경로를 따라 횡단 시작을 알리도록 구성된 시각적, 음성 및/또는 촉각적 신호를 출력하도록 상기 내비게이션 경고 시스템에 시작 명령 신호를 전송하도록 추가로 프로그래밍된, IES.
조항 6: 조항 1-5 중 어느 하나에 있어서, 상기 컨트롤러는 사용자가 목표 위치에 도착했음을 통보하도록 사용자에게 알리도록 구성된 시각적, 오디오 및/또는 촉각적 신호를 출력하도록 상기 내비게이션 경고 시스템에 종료 명령 신호를 전송하도록 추가로 프로그래밍된, IES.
조항 7: 조항 1-6 중 어느 하나에 있어서, 상기 목표 물체 또는 사이트는 가상 위치에 위치된 가상 물체를 포함하는, IES.
조항 8: 조항 1-7 중 어느 하나에 있어서, 상기 내비게이션 경고 시스템은 햅틱 트랜스듀서를 포함하고, 상기 명령 신호는 상기 햅틱 트랜스듀서가 촉각적 신호를 생성하게 하는, IES.
조항 9: 조항 8에 있어서, 상기 신발 구조체에 부착된 신발끈 또는 스트랩을 더 포함하고, 상기 햅틱 트랜스듀서는 상기 신발 구조체의 상부 또는 내부에 장착되고 상기 신발끈 또는 스트랩을 조여진 상태와 조여지지 않은 상태 사이에서 선택적으로 전환하도록 구성된 끈 모터를 포함하는, IES.
조항 10: 조항 9에 있어서, 상기 신발 구조체는 각각 사용자의 좌측 발 및 우측 발에 부착되고 이들 발을 상부에 지지하도록 구성된 좌측 및 우측 신발 구조체를 포함하고, 상기 끈 모터는 상기 좌측 및 우측 신발 구조체에 각각 장착되는 제1 및 제2 끈 모터를 포함하는, IES.
조항 11: 조항 10에 있어서, 상기 명령 신호는 상기 유도된 경로를 따라 상기 사용자를 안내하도록 구성된 촉각적 신호를 생성하도록 상기 제1 및 제2 끈 모터를 개별적으로 및 협력적으로 활성화하는, IES.
조항 12: 조항 11에 있어서, 상기 명령 신호는 상기 유도된 경로를 따라 상기 사용자를 안내하도록 구성된 추가의 촉각적 신호를 생성하도록 상기 제1 및 제2 끈 모터의 모터 속도 및/또는 인가된 장력을 변조하는, IES.
조항 13: 조항 1-12 중 어느 하나에 있어서, 상기 내비게이션 경고 시스템은 오디오 시스템을 포함하고, 상기 명령 신호는 상기 오디오 시스템이 미리 정의된 음향 출력을 생성하게 하는, IES.
조항 14: 조항 1-13 중 어느 하나에 있어서, 상기 내비게이션 경고 시스템은 조명 시스템을 포함하고, 상기 명령 신호는 상기 조명 시스템이 미리 정의된 광 출력을 생성하게 하는, IES.
조항 15: 조항 1-14 중 어느 하나에 있어서, 상기 사용자는 휴대용 전자 장치를 가지며, 상기 무선 통신 장치는 상기 휴대용 전자 장치에 무선으로 연결하여 상기 원격 컴퓨팅 노드와 무선으로 통신하도록 추가로 구성된, IES.
조항 16: 조항 1-15 중 어느 하나에 있어서, 상기 신발 구조체에 장착되고 상기 컨트롤러에 통신 가능하게 연결되며 상기 신발 구조체 내의 상기 사용자의 발의 존재를 감지하도록 구성된 센서를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 발이 상기 신발 구조체 내에 있음을 나타내는 상기 센서로부터의 센서 신호를 수신하도록 추가로 프로그래밍되고, 상기 컨트롤러는 상기 센서 신호를 수신하는 것에 응답하여 상기 명령 신호를 전송하는, IES.
조항 17: 조항 1-16 중 어느 하나에 있어서, 상기 목표 물체 또는 사이트의 상기 목표 위치는 지오펜스를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 사용자가 지오펜스를 침범하는 것의 감지에 응답하여 상기 사용자가 상기 목표 물체 또는 사이트에 도달했음을 상기 사용자에게 통지하도록 구성된 시각적, 오디오, 및/또는 촉각적 신호를 출력하도록 종료 명령 신호를 상기 내비게이션 경고 시스템에 전달하도록 추가로 프로그래밍된, IES.
조항 18: 사용자가 지리적 영역의 목표 물체 또는 위치로 내비게이팅하는 것을 지원하는 지능형 전자 신발(IES)을 작동하는 방법으로서, 상기 IES는 상기 사용자의 발에 부착되고 상기 사용자의 발을 상부에 지지하도록 구성된 신발 구조체를 포함하며, 상기 방법은: 무선 통신 장치를 통해 컨트롤러에 의해 상기 사용자의 사용자 위치를 나타내는 위치 데이터를 수신하는 단계; 원격 컴퓨팅 노드로부터 상기 무선 통신 장치를 통해 상기 컨트롤러에 의해 상기 목표 물체 또는 사이트의 상기 목표 위치를 나타내는 위치 데이터를 수신하는 단계; 상기 컨트롤러를 통해 상기 사용자 위치로부터 지리적 영역 내의 상기 목표 위치로 횡단하기 위해 유도된 경로를 포함하는 경로 계획 데이터를 결정하는 단계; 및 상기 유도된 경로를 따라 상기 사용자를 안내하도록 구성된 시각적, 오디오 및/또는 촉각적 신호를 출력하도록 명령 신호를 상기 컨트롤러를 통해 상기 신발 구조체에 장착된 내비게이션 경고 시스템으로 전송하는 단계를 포함하는, 방법.
조항 19: 조항 18에 있어서, 상기 경로 계획 데이터는 상기 사용자 위치로부터 상기 목표 위치로의 보행 이동을 위한 일련의 내비게이션 명령어를 더 포함하고, 상기 명령 신호는 각각 상기 일련의 내비게이션 명령어의 각각의 내비게이션 명령어를 나타내는 보정된 내비게이션 경고 시스템 신호에 대응하는, 방법.
조항 20: 조항 19에 있어서, 상기 유도된 경로를 따라 상기 사용자의 실시간 움직임을 추적하는 단계; 및 상기 유도된 경로를 따른 연속하는 새로운 사용자 위치 중의 각각의 새로운 사용자 위치가 상기 일련의 내비게이션 명령어의 내비게이션 명령어 중 하나에 대응하는지를 결정하는 단계를 더 포함하며, 상기 명령 신호는 각각 새로운 상기 새로운 사용자 위치 중 하나가 상기 명령 신호와 관련된 상기 각각의 내비게이션 명령어에 대응한다는 결정에 응답하여 전송되는, 방법.
조항 21: 조항 18-20 중 어느 하나에 있어서, 상기 컨트롤러를 통해 상기 내비게이션 경고 시스템에 상기 사용자에게 상기 유도된 경로를 따라 횡단 시작을 통지하도록 구성된 시각적, 오디오 및/또는 촉각적 신호를 출력하는 시작 명령 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
조항 22: 조항 18-21 중 어느 하나에 있어서, 상기 컨트롤러를 통해 상기 내비게이션 경고 시스템에 상기 사용자에게 상기 사용자가 상기 목표 위치에 도착했음을 통지하도록 구성된 시각적, 오디오 및/또는 촉각적 신호를 출력하는 종료 명령 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
조항 23: 조항 18-22 중 어느 하나에 있어서, 상기 목표 물체 또는 사이트는 가상 위치에 위치된 가상 물체를 포함하는, 방법.
조항 24: 조항 18-23 중 어느 하나에 있어서, 상기 내비게이션 경고 시스템은 햅틱 트랜스듀서를 포함하고, 상기 명령 신호는 상기 햅틱 트랜스듀서가 촉각적 신호를 생성하게 하는, 방법.
조항 25: 조항 24에 있어서, 상기 햅틱 트랜스듀서는 상기 신발 구조체의 상부 또는 내부에 장착되고 상기 신발 구조체에 부착된 신발끈 또는 스트랩을 조여진 상태와 조여지지 않은 상태 사이에서 선택적으로 전환시키도록 구성된 끈 모터를 포함하는, 방법.
조항 26: 조항 25에 있어서, 상기 신발 구조체는 각각 상기 사용자의 좌측 및 우측 발에 부착되고 이들 발을 상부에 지지하도록 구성된 좌측 및 우측 신발 구조체를 포함하고, 상기 끈 모터는 각각 상기 좌측 및 우측 신발 구조체에 장착되는 제1 및 제2 끈 모터를 포함하는, 방법.
조항 27: 조항 26에 있어서, 상기 명령 신호는 상기 유도된 경로를 따라 상기 사용자를 안내하도록 구성된 촉각적 신호를 생성하도록 상기 제1 및 제2 끈 모터를 개별적으로 그리고 협력적으로 활성화하는, 방법.
조항 28: 조항 27에 있어서, 상기 명령 신호는 상기 유도된 경로를 따라 상기 사용자를 안내하도록 구성된 추가의 촉각적 신호를 생성하도록 상기 제1 및 제2 끈 모터의 모터 속도 및/또는 인가된 장력을 변조하는, 방법.
조항 29: 조항 18-28 중 어느 하나에 있어서, 상기 내비게이션 경고 시스템은 오디오 시스템 및/또는 조명 시스템을 포함하고, 상기 명령 신호는 상기 오디오 시스템이 미리 정의된 음향 출력을 생성하게 하고 및/또는 상기 조명 시스템이 미리 정의된 광 출력을 생성하게 하는, 방법.
조항 30: 조항 18-29 중 어느 하나에 있어서, 상기 사용자는 휴대용 전자 디바이스를 가지고, 상기 무선 통신 장치는 상기 원격 컴퓨팅 노드와 무선으로 통신하도록 상기 휴대용 전자 장치에 무선으로 연결되는, 방법.
본 개시 내용의 양태들은 예시된 실시예들을 참조하여 상세히 설명되었다; 그러나, 당해 업계의 통상의 기술자는 많은 수정이 본 개시 내용의 범위로부터 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 본 개시 내용은 본 명세서에 개시된 정확한 구성 및 조성에 한정되지 않는다; 전술한 설명으로부터 명백한 임의의 그리고 모든 수정, 변경 및 변형은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 개시 내용의 범위 내에 있다. 더욱이, 본 개념은 전술한 요소들 및 특징들의 임의의 그리고 모든 조합 및 하위 조합을 명시적으로 포함한다.
Claims (30)
- 사용자가 지리적 영역 내의 목표 물체 또는 사이트로 내비게이팅하는 것을 지원하기 위한 지능형 전자 신발(intelligent electronic shoe; IES)에 있어서,
사용자의 발에 부착되고 상기 사용자의 발을 지지하도록 구성된 신발 구조체;
상기 신발 구조체에 장착되고 명령 신호들에 응답하여 시각적, 가청적 및/또는 촉각적 출력을 생성하도록 구성된 내비게이션 경고 시스템;
원격 컴퓨팅 노드와 무선 통신하도록 구성된 무선 통신 장치; 및
상기 내비게이션 경고 시스템 및 상기 무선 통신 장치에 통신 가능하게 연결된 컨트롤러
를 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 사용자의 사용자 위치를 결정하고;
상기 원격 컴퓨팅 노드로부터, 상기 목표 물체 또는 사이트의 목표 위치를 수신하고;
상기 사용자 위치로부터 상기 지리적 영역 내의 상기 목표 위치까지 횡단하기 위한 유도된 경로를 포함하는 경로 계획 데이터를 결정하고;
상기 유도된 경로를 따라 상기 사용자를 안내하도록 구성된 시각적, 오디오 및/또는 촉각적 신호를 출력하기 위한 명령 신호들을 상기 내비게이션 경고 시스템에 전송하도록
프로그래밍된 것인, 지능형 전자 신발(IES). - 제1항에 있어서,
상기 경로 계획 데이터는 상기 사용자 위치로부터 상기 목표 위치로의 보행 이동을 위한 일련의 내비게이션 명령어들을 더 포함하고,
상기 명령 신호들 각각은 상기 일련의 내비게이션 명령어들에서의 각각의 내비게이션 명령어를 나타내는 보정된(calibrated) 내비게이션 경고 시스템 신호에 대응하는 것인, 지능형 전자 신발(IES). - 제2항에 있어서,
상기 컨트롤러는 또한,
상기 유도된 경로를 따라 상기 사용자의 실시간 움직임을 추적하고;
상기 유도된 경로를 따른 연속적인 새로운 사용자 위치들에서의 각각의 새로운 사용자 위치가 상기 일련의 내비게이션 명령어들에서의 내비게이션 명령어들 중 하나에 대응하는지를 결정하도록
프로그래밍되고,
상기 명령 신호들 각각은 상기 새로운 사용자 위치들 중 하나가 상기 명령 신호와 관련된 각각의 내비게이션 명령어에 대응한다는 결정에 응답하여 전송되는 것인, 지능형 전자 신발(IES). - 제3항에 있어서,
상기 내비게이션 명령어들 각각은 앞으로 가기, 뒤로 가기, 좌로 가기, 우로 가기, 가속, 감속, 시작, 정지, 및/또는 회전을 포함하는 것인, 지능형 전자 신발(IES). - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 또한, 상기 사용자에게 상기 유도된 경로를 따라 횡단하는 것을 시작하라고 통지하도록 구성된 시각적, 오디오 및/또는 촉각적 신호를 출력하기 위한 시작 명령 신호를 상기 내비게이션 경고 시스템에 전송하도록 프로그래밍된 것인, 지능형 전자 신발(IES). - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 또한, 상기 사용자가 상기 목표 위치에 도착했음을 상기 사용자에게 통지하도록 구성된 시각적, 오디오 및/또는 촉각적 신호를 출력하기 위한 종료 명령 신호를 상기 내비게이션 경고 시스템에 전송하도록 프로그래밍된 것인, 지능형 전자 신발(IES). - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 목표 물체 또는 사이트는 가상 위치에 위치된 가상 물체를 포함하는 것인, 지능형 전자 신발(IES). - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내비게이션 경고 시스템은 햅틱 트랜스듀서를 포함하고,
상기 명령 신호들은 상기 햅틱 트랜스듀서로 하여금 촉각적 신호를 생성하게 하는 것인, 지능형 전자 신발(IES). - 제8항에 있어서,
상기 신발 구조체에 부착된 신발끈 또는 스트랩
을 더 포함하고,
상기 햅틱 트랜스듀서는, 상기 신발 구조체 상에 또는 안에 장착되고 상기 신발끈 또는 스트랩을 조여진 상태와 조여지지 않은 상태 사이에서 선택적으로 천이시키도록 구성된 끈 모터(lace motor)를 포함하는 것인, 지능형 전자 신발(IES). - 제9항에 있어서,
상기 신발 구조체는 상기 사용자의 좌측 발 및 우측 발에 각각 부착되고 이들 발을 지지하도록 각각 구성된 좌측 및 우측 신발 구조체를 포함하고,
상기 끈 모터는 상기 좌측 및 우측 신발 구조체에 각각 장착되는 제1 및 제2 끈 모터를 포함하는 것인, 지능형 전자 신발(IES). - 제10항에 있어서,
상기 명령 신호들은 상기 유도된 경로를 따라 상기 사용자를 안내하도록 구성된 촉각적 신호를 생성하게끔, 상기 제1 및 제2 끈 모터를 개별적으로 및 협력적으로 활성화시키는 것인, 지능형 전자 신발(IES). - 제11항에 있어서,
상기 명령 신호들은 상기 유도된 경로를 따라 상기 사용자를 안내하도록 구성된 추가적인 촉각적 신호를 생성하게끔, 상기 제1 및 제2 끈 모터의 모터 속도 및/또는 인가된 장력을 조절하는 것인, 지능형 전자 신발(IES). - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내비게이션 경고 시스템은 오디오 시스템을 포함하고,
상기 명령 신호들은 상기 오디오 시스템으로 하여금 미리 정의된 음향 출력을 생성하게 하는 것인, 지능형 전자 신발(IES). - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내비게이션 경고 시스템은 조명 시스템을 포함하고,
상기 명령 신호들은 상기 조명 시스템으로 하여금 미리 정의된 조명 출력을 생성하게 하는 것인, 지능형 전자 신발(IES). - 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 사용자는 휴대용 전자 장치를 가지며,
상기 무선 통신 장치는 또한, 상기 휴대용 전자 장치에 무선 연결되어 상기 원격 컴퓨팅 노드와 무선 통신하도록 구성된 것인, 지능형 전자 신발(IES). - 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신발 구조체에 장착되고, 상기 컨트롤러에 통신 가능하게 연결되며, 상기 신발 구조체 내에서의 상기 사용자의 발의 존재를 검출하도록 구성된 센서
를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는 또한, 상기 발이 상기 신발 구조체 내에 있음을 나타내는 상기 센서로부터의 센서 신호를 수신하도록 프로그래밍되고,
상기 컨트롤러는 상기 센서 신호를 수신하는 것에 응답하여 상기 명령 신호들을 전송하는 것인, 지능형 전자 신발(IES). - 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 목표 물체 또는 사이트의 상기 목표 위치는 지오펜스(geofence)를 포함하고,
상기 컨트롤러는 또한, 상기 사용자가 상기 지오펜스를 침범(breaching)하는 것의 검출에 응답하여, 상기 사용자가 상기 목표 물체 또는 사이트에 도달했음을 상기 사용자에게 통지하도록 구성된 시각적, 오디오, 및/또는 촉각적 신호를 출력하기 위한 종료 명령 신호를 상기 내비게이션 경고 시스템에 전송하도록 프로그래밍된 것인, 지능형 전자 신발(IES). - 사용자가 지리적 영역 내의 목표 물체 또는 위치로 내비게이팅하는 것을 지원하기 위한 지능형 전자 신발(IES)을 동작시키는 방법에 있어서, 상기 IES는 상기 사용자의 발에 부착되고 상기 사용자의 발을 지지하도록 구성된 신발 구조체를 포함하며, 상기 방법은,
무선 통신 장치를 거쳐 컨트롤러를 통해, 상기 사용자의 사용자 위치를 나타내는 위치 데이터를 수신하는 단계;
원격 컴퓨팅 노드로부터 상기 무선 통신 장치를 거쳐 상기 컨트롤러를 통해, 상기 목표 물체 또는 사이트의 목표 위치를 나타내는 위치 데이터를 수신하는 단계;
상기 컨트롤러를 통해, 상기 사용자 위치로부터 상기 지리적 영역 내의 상기 목표 위치까지 횡단하기 위한 유도된 경로를 포함하는 경로 계획 데이터를 결정하는 단계; 및
상기 유도된 경로를 따라 상기 사용자를 안내하도록 구성된 시각적, 오디오 및/또는 촉각적 신호를 출력하기 위한 명령 신호들을 상기 컨트롤러를 통해, 상기 신발 구조체에 장착된 내비게이션 경고 시스템에 전송하는 단계
를 포함하는, 지능형 전자 신발(IES)을 동작시키는 방법. - 제18항에 있어서,
상기 경로 계획 데이터는 상기 사용자 위치로부터 상기 목표 위치로의 보행 이동을 위한 일련의 내비게이션 명령어들을 더 포함하고,
상기 명령 신호들 각각은 상기 일련의 내비게이션 명령어들에서의 각각의 내비게이션 명령어를 나타내는 보정된 내비게이션 경고 시스템 신호에 대응하는 것인, 지능형 전자 신발(IES)을 동작시키는 방법. - 제19항에 있어서,
상기 유도된 경로를 따라 상기 사용자의 실시간 움직임을 추적하는 단계; 및
상기 유도된 경로를 따른 연속적인 새로운 사용자 위치들에서의 각각의 새로운 사용자 위치가 상기 일련의 내비게이션 명령어들에서의 내비게이션 명령어들 중 하나에 대응하는지를 결정하는 단계
를 더 포함하고,
상기 명령 신호들 각각은 상기 새로운 사용자 위치들 중 하나가 상기 명령 신호와 관련된 각각의 내비게이션 명령어에 대응한다는 결정에 응답하여 전송되는 것인, 지능형 전자 신발(IES)을 동작시키는 방법. - 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컨트롤러를 통해 상기 내비게이션 경고 시스템에, 상기 사용자에게 상기 유도된 경로를 따라 횡단하는 것을 시작하라고 통지하도록 구성된 시각적, 오디오 및/또는 촉각적 신호를 출력하기 위한 시작 명령 신호를 전송하는 단계
를 더 포함하는, 지능형 전자 신발(IES)을 동작시키는 방법. - 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컨트롤러를 통해 상기 내비게이션 경고 시스템에, 상기 사용자가 상기 목표 위치에 도착했음을 상기 사용자에게 통지하도록 구성된 시각적, 오디오 및/또는 촉각적 신호를 출력하기 위한 종료 명령 신호를 전송하는 단계
를 더 포함하는, 지능형 전자 신발(IES)을 동작시키는 방법. - 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 목표 물체 또는 사이트는 가상 위치에 위치된 가상 물체를 포함하는 것인, 지능형 전자 신발(IES)을 동작시키는 방법. - 제18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내비게이션 경고 시스템은 햅틱 트랜스듀서를 포함하고,
상기 명령 신호들은 상기 햅틱 트랜스듀서로 하여금 촉각적 신호를 생성하게 하는 것인, 지능형 전자 신발(IES)을 동작시키는 방법. - 제24항에 있어서,
상기 햅틱 트랜스듀서는, 상기 신발 구조체 상에 또는 안에 장착되고 상기 신발 구조체에 부착된 신발끈 또는 스트랩을 조여진 상태와 조여지지 않은 상태 사이에서 선택적으로 천이시키도록 구성된 끈 모터를 포함하는 것인, 지능형 전자 신발(IES)을 동작시키는 방법. - 제25항에 있어서,
상기 신발 구조체는 상기 사용자의 좌측 및 우측 발에 각각 부착되고 이들 발을 지지하도록 각각 구성된 좌측 및 우측 신발 구조체를 포함하고,
상기 끈 모터는 상기 좌측 및 우측 신발 구조체에 각각 장착되는 제1 및 제2 끈 모터를 포함하는 것인, 지능형 전자 신발(IES)을 동작시키는 방법. - 제26항에 있어서,
상기 명령 신호들은 상기 유도된 경로를 따라 상기 사용자를 안내하도록 구성된 촉각적 신호를 생성하게끔, 상기 제1 및 제2 끈 모터를 개별적으로 및 협력적으로 활성화시키는 것인, 지능형 전자 신발(IES)을 동작시키는 방법. - 제27항에 있어서,
상기 명령 신호들은 상기 유도된 경로를 따라 상기 사용자를 안내하도록 구성된 추가적인 촉각적 신호를 생성하게끔, 상기 제1 및 제2 끈 모터의 모터 속도 및/또는 인가된 장력을 조절하는 것인, 지능형 전자 신발(IES)을 동작시키는 방법. - 제18항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내비게이션 경고 시스템은 오디오 시스템 및/또는 조명 시스템을 포함하고,
상기 명령 신호들은 상기 오디오 시스템으로 하여금 미리 정의된 음향 출력을 생성하게 하고 및/또는 상기 조명 시스템으로 하여금 미리 정의된 광 출력을 생성하게 하는 것인, 지능형 전자 신발(IES)을 동작시키는 방법. - 제18항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 사용자는 휴대용 전자 장치를 가지며,
상기 무선 통신 장치는 상기 휴대용 전자 장치에 무선 연결되어 상기 원격 컴퓨팅 노드와 무선 통신하는 것인, 지능형 전자 신발(IES)을 동작시키는 방법.
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