KR20230012133A - 수면 상태에 따른 사용자 인터페이스를 제공하는 전자 장치 및 그의 동작 방법 - Google Patents
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Abstract
수면 상태에 따른 사용자 인터페이스를 제공하는 전자 장치 및 그의 동작 방법이 개시된다. 전자 장치는 통신 회로, 메모리, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 프로세서는 단위 수면 구간에 대한 사용자의 실시간 수면 데이터를 획득하고, 실시간 수면 데이터와, 총(full) 수면 구간에 대한 사용자의 이전 수면 데이터에 기반하여 비정상 렘 수면 이벤트를 감지하고, 비정상 렘 수면 이벤트에 대한 응답으로 지정된 액션 정보에 기반한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
이 외에, 다양한 다른 실시예들이 가능하다.
이 외에, 다양한 다른 실시예들이 가능하다.
Description
본 문서에 개시되는 다양한 실시예들은 수면 상태에 따른 사용자 인터페이스를 제공하는 전자 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.
최근 이동통신 기술의 발전으로 휴대성 내지 이동성을 가지는 전자 장치(예: 스마트 폰, 웨어러블 기기)의 사용이 보편화됨에 따라, 전자 장치를 통해 제공되는 기능들이 점차 다양해지고 있다. 예컨대, 전자 장치를 통해 사용자의 생체 데이터를 지속적으로 모니터링하고 건강을 관리하는 헬스케어 서비스를 제공할 수 있다.
전자 장치(예: 스마트폰)는 하나 이상의 센서 또는 상기 전자 장치와 연동 가능한 다른 전자 장치(예: 웨어러블 기기)로부터 사용자의 생체 데이터를 획득하고, 획득한 생체 데이터를 기반으로 상기 사용자의 건강 상태를 분석할 수 있다. 전자 장치는 사용자의 활동 시간 동안의 운동 상태 또는 사용자의 수면 시간 동안의 수면 상태를 모니터링하고 모니터링 결과에 따른 피드백을 제공함으로써, 사용자로 하여금 건강한 신체와 정신을 유지하도록 할 수 있다.
건강에 대한 관심이 증가함에 따라, 건강과 밀접한 관련을 가지는 수면 활동에 관한 기능들이 제안되고 있다. 현재 전자 장치(예: 스마트폰)에서는 상기 전자 장치에 구비된 하나 이상의 센서 또는 다른 전자 장치(예: 웨어러블 기기)와 연동하여 수집된 생체 데이터를 기반으로 사용자의 수면을 분석하고, 분석 결과를 사용자에게 제공할 수 있다.
수면은 렘(rapid eye movement, REM) 수면과 비-렘(none-REM) 수면으로 구분될 수 있다.
렘 수면은 깨어 있는 것에 가까운 얕은 수면이며, 안구의 빠른 운동에 의해 구분된 수면의 한 단계이다. 렘 수면의 기준은 급속 안구 운동뿐 아니라, 낮은 근긴장과 낮은 전압의 뇌파(electroencephalography, EEG)를 포함할 수 있다. 이러한 특징들은 수면 장애를 진단하는 다원수면도(polysomnogram) 검사에서 쉽게 볼 수 있다.
성인의 렘 수면은 일반적으로 총 수면의 약 20~25%(예: 90~120분 정도)로 발생할 수 있다. 보통 밤 수면 동안 사람은 흔히 렘 수면의 5단계를 경험하는 렘 사이클을 갖는다. 많은 동물들과 몇몇 사람들은 렘 수면의 한 단계가 지난 짧은 시간 동안에 이미 잠에서 깨거나 아주 얕은 잠을 경험하는 경향이 있다.
수면 활동은 사용자의 건강이나 정신적, 육체적 컨디션과 밀접한 관련을 가질 수 있다. 전자 장치를 통해 수면 단계(sleep stage) 중 렘 수면을 모니터링하고 그 결과에 따른 피드백을 제공하여 건강한 수면 활동을 지원하는 것은 사용자의 건강이나 컨디션 향상에 기여할 수 있다.
특히, 우울증과 관련해 불면 또는 과다 수면은 우울증의 주요 진단 기준(DSM-IV)으로 활용되고 있으며, 의도적으로 렘 수면을 박탈하는 것이 우울증 치료 효과를 가질 수 있다는 연구 결과들이 제시되고 있다. 실제로 우울증 치료제는 렘 수면에 영향을 주어 올바른 수면 사이클을 지원하는 방식으로 작용할 수 있다.
다만, 현재 전자 장치에서는 렘 수면의 판별을 위해 총 수면 사이클이 요구되며, 이로 인해 렘 수면에 대한 실시간 모니터링이나 즉각적인 피드백이 어렵다는 한계가 있다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시예들은 사용자의 수면 활동 중 렘 수면과 관련된 수면 상태를 실시간으로 모니터링하거나 모니터링 결과에 따른 피드백으로 사용자 인터페이스를 제공할 수 있도록 하는 전자 장치 및 그의 동작 방법을 제공할 수 있다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시예들은 렘 수면 판별을 위한 기준이 사용자 개인에 맞추어 적용될 수 있도록 하는 전자 장치 및 그의 동작 방법을 제공할 수 있다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시예들은 사용자가 비 이상적인 렘 수면에 머물지 못하도록 제어함으로써 우울증 치료에 도움이 될 수 있도록 하는 전자 장치 및 그의 동작 방법을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자 장치는 통신 회로, 메모리, 및 상기 통신 회로, 및 상기 메모리와 작동적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 적어도 하나의 프로세서가, 단위 수면 구간에 대한 사용자의 실시간 수면 데이터를 획득하고, 상기 실시간 수면 데이터와, 총(full) 수면 구간에 대한 상기 사용자의 이전 수면 데이터에 기반하여 비정상 렘(rapid eye movement sleep, REM) 수면 이벤트를 감지하고, 상기 비정상 렘 수면 이벤트에 대한 응답으로 지정된 액션 정보에 기반한 사용자 인터페이스를 제공하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 저장할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은 단위 수면 구간에 대한 사용자의 실시간 수면 데이터를 획득하는 동작, 상기 실시간 수면 데이터와, 총(full) 수면 구간에 대한 상기 사용자의 이전 수면 데이터에 기반하여 비정상 렘(rapid eye movement sleep, REM) 수면 이벤트를 감지하는 동작, 및 상기 비정상 렘 수면 이벤트에 대한 응답으로 지정된 액션 정보에 기반한 사용자 인터페이스를 제공하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 사용자의 수면 활동 중 렘 수면과 관련된 수면 상태를 실시간으로 모니터링하거나 모니터링 결과에 따른 피드백으로 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 각 사용자에 맞게 개인화된 렘 수면 판별 기준을 적용하여 정확한 렘 수면 판별이 가능할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 사용자가 비 이상적인 렘 수면에 머물지 못하도록 제어함으로써 우울증 치료에 도움이 될 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자 장치를 포함하는 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 일 실시예에 따라 개인화된 바운더리 정보를 확인하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 수면 단계들을 나타낸 그래프이다.
도 6은 일 실시예에 따라 렘 수면 단계를 감지하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 생체 데이터의 특징 정보와 렘 수면 단계 간의 상관 관계를 설명하기 위한 그래프들이다.
도 8은 일 실시예에 따라 비정상 렘 수면 이벤트를 감지하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 9a는 일 실시예에 따른 전자 장치에서 표시되는 사용자 인터페이스의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9b는 일 실시예에 따른 전자 장치에서 표시되는 사용자 인터페이스의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 9c는 일 실시예에 따른 전자 장치에서 표시되는 사용자 인터페이스의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 일 실시예에 따라 개인화된 바운더리 정보를 확인하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 수면 단계들을 나타낸 그래프이다.
도 6은 일 실시예에 따라 렘 수면 단계를 감지하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 생체 데이터의 특징 정보와 렘 수면 단계 간의 상관 관계를 설명하기 위한 그래프들이다.
도 8은 일 실시예에 따라 비정상 렘 수면 이벤트를 감지하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 9a는 일 실시예에 따른 전자 장치에서 표시되는 사용자 인터페이스의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9b는 일 실시예에 따른 전자 장치에서 표시되는 사용자 인터페이스의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 9c는 일 실시예에 따른 전자 장치에서 표시되는 사용자 인터페이스의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 다양한 실시예들이 첨부된 도면들을 참조하여 기재된다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자 장치를 포함하는 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 시스템은 웨어러블 기기(101), 모바일 기기(105), 하나 이상의 IoT(internet of things) 기기(200)(예: 스마트 램프(210), 스마트 스피커(220), 스마트 티비(230)), 및/또는 서버(300)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 기기(101)는 착용이 가능한 타입의 장치일 수 있다. 웨어러블 기기(101)는 사용자가 일상 생활 속에서 또는 수면 중에 별다른 어려움 없이 사용할 수 있을 정도의 무게나 배터리 용량을 가진 장치일 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 기기(101)는 스마트 워치, 스마트 밴드, 스마트 링, 및 스마트 양말 중 어느 하나일 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 기기(101), 모바일 기기(105) 및 하나 이상의 IoT 기기(200) 중 적어도 일부는 근거리 무선 통신(예: 블루투스, BLE(bluetooth low energy), NFC(near field communication), WiFi(wireless fidelity))을 통해 작동적으로 및/또는 기능적으로(또는 작동적으로) 연결되어 상호 연동할 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 기기(101)(예: 스마트 워치)는 생체 신호 측정 기능을 수행할 수 있다. 웨어러블 기기(101)는 수면 중 사용자에 의해 착용된 상태일 수 있다.
예를 들어, 웨어러블 기기(101)는 생체 신호 측정을 위한 적어도 하나의 센서(예: 전극, ECG(electrocardiography) 센서, PPG(photoplethysmogram) 센서와 같은 생체 센서)와 모션 센서(예: 가속도 센서, 자이로 센서)를 포함할 수 있다. 웨어러블 기기(101)는 적어도 하나의 센서를 통해 웨어러블 기기(101)를 착용 중인 사용자의 생체 신호(예: 심장 활동 신호) 및/또는 사용자의 움직임에 따른 모션 신호를 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 기기(101)는 수면 모니터링 기능을 수행할 수 있다.
예를 들어, 웨어러블 기기(101)는 사용자의 심장 활동 신호(예: 심전도 신호, 맥박 신호)로부터 심박동간 간격(inter-beat interval, IBI) 데이터를 계산하고, 계산된 심박동간 간격(IBI) 데이터를 이용해 렘 수면 단계(REM sleep stage)가 발생하는지 여부 및/또는 비정상 렘 수면 이벤트가 발생하는지 여부를 모니터링할 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 기기(101)는 수면 모니터링 결과를 기반으로 수면 제어 기능을 수행할 수 있다. 상기 수면 제어 기능은 사용자의 기상을 유도하거나 상기 사용자의 숙면을 유도하기 위해 사용자 인터페이스를 제공하는 기능일 수 있다.
예를 들어, 웨어러블 기기(101)는 수면 모니터링 결과 비정상 렘 수면 이벤트가 발생하는 경우, 지정된 액션 정보를 확인하고, 상기 액션 정보에 따라 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 상기 액션 정보는 비정상 렘 수면 이벤트에 대한 하나 이상의 액션(예: 알람 출력, 진동 출력, 조명 제어, 및 오디오 재생)을 지정하는 정보일 수 있다. 상기 액션 정보는 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 웨어러블 기기(101) 또는 모바일 기기(105)에서 어플리케이션(예: 헬스케어 어플리케이션, 수면케어 어플리케이션)을 실행하여, 앱 실행 화면을 통해 비정상 렘 수면 이벤트의 발생 시 수행될 하나 이상의 액션을 설정할 수 있다. 해당 액션 정보는 웨어러블 기기(101), 모바일 기기(105) 또는 서버(300) 중 어느 하나에 저장될 수 있다.
웨어러블 기기(101)는 지정된 액션 정보에 따라 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
상기 사용자 인터페이스는 웨어러블 기기(101), 모바일 기기(105) 및 하나 이상의 IoT 기기(200) 중 적어도 일부를 통해 제공될 수 있다. 일 예로, 웨어러블 기기(101)는 IoT 기기(200)와 근거리 무선 통신으로 연결되어 해당 IoT 기기(200)와 연동하고, 해당 IoT 기기(200)를 통해 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 다른 예로, 웨어러블 기기(101) 또는 모바일 기기(105)는 자체적으로 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 또 다른 예로, 웨어러블 기기(101)는 모바일 기기(105)로 비정상 렘 수면 이벤트의 발생을 알리거나 지정된 액션 정보를 모바일 기기(105)로 전달할 수 있다. 이 경우 모바일 기기(105)는 자체적으로 및/또는 하나 이상의 IoT 기기(200)를 통해 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
상기 사용자 인터페이스는 시각적 타입(예: 램프 턴-온, 램프 밝기, 화면), 청각적 타입(예: 음악, 음향과 같은 오디오), 촉각적 타입(예: 진동), 또는 이들 중 적어도 일부를 조합한 하이브리드 타입으로 구현될 수 있다. 일 예로, 스마트 램프(210)가 턴-온되거나 이미 턴-온 상태인 스마트 램프(210)의 밝기 레벨이 높아질 수 있다. 다른 예로, 스마트 스피커(220)를 통해 지정된 오디오(예: 수면 유도용 음악, 사용자 선호 곡, 지정된 패턴의 음향)가 출력될 수 있다. 또 다른 예로, 웨어러블 기기(101)나 모바일 기기(105)에서 진동이 출력될 수 있다. 또 다른 예로, 웨어러블 기기(101)나 모바일 기기(105)의 디스플레이가 턴-온되어 상기 디스플레이의 화면 상에 비정상 렘 수면 이벤트의 발생을 알리는 메시지 또는 상기 비정상 렘 수면 이벤트에 대한 정보(예: 실시간 수면 차트)가 표시될 수 있다.
웨어러블 기기(101)는 근거리 무선 통신을 통해 사용자의 수면 데이터를 모바일 기기(105)로 전달할 수 있다. 수면 데이터는 수면 중 측정된 사용자의 생체 신호에 대응할 수 있다. 웨어러블 기기(101)는 렘 수면 이벤트가 발생한 경우 및/또는 비정상 렘 수면 이벤트가 발생한 경우 해당 이벤트 정보를 상기 수면 데이터와 함께 모바일 기기(105)로 전달할 수 있다.
모바일 기기(105)는 근거리 무선 통신을 통해 웨어러블 기기(101) 및/또는 하나 이상의 IoT 기기(200)와 연결될 수 있다. 모바일 기기(105)는 웨어러블 기기(101)로부터 전송된 수면 데이터를 수신할 수 있다. 모바일 기기(105)는 지정된 액션 정보에 따라 자체적으로 사용자 인터페이스를 제공하거나, 하나 이상의 IoT 기기(200)를 제어하여 IoT 기기(200)를 통해 사용자 인터페이스가 제공되도록 할 수 있다.
웨어러블 기기(101) 및/또는 모바일 기기(105)는 서버(300)와 통신 연결될 수 있다. 일 예로, 서버(300)는 원거리 무선 통신(예: 셀룰러 통신, 5G 통신, 인터넷)을 통해 연결되는 원격 서버일 수 있다. 다른 예로, 서버(300)는 근거리 무선 통신(예: 블루투스, BLE, NFC, WiFi)을 통해 연결되는 홈 서버일 수 있다.
서버(300)는 웨어러블 기기(101) 또는 모바일 기기(105)로부터 사용자의 수면 데이터, 렘 수면 이벤트에 대한 이벤트 정보, 또는 비정상 렘 수면 이벤트에 대한 이벤트 정보 중 적어도 일부를 수신하여 기록할 수 있다.
편의상, 도 1에서는 일 실시예에 따른 전자 장치(100)가 웨어러블 기기(101)(예: 스마트 워치)에 해당하고, 웨어러블 기기(101)가 생체 신호 측정 기능 및 수면 모니터링 기능을 수행하고, 모바일 기기(105)가 웨어러블 기기(101)와 연동하여 사용자 인터페이스를 제공하기 위한 수면 제어 기능을 수행하는 경우를 가정하여 시스템을 설명하였다. 다만, 이에 한정되지는 않는다. 일 예로, 일 실시예에 따른 전자 장치(100)는 모바일 기기(105)(예: 스마트 폰)에 해당할 수도 있다. 이 경우 전자 장치(100)는 생체 신호 측정 기능을 수행하는 웨어러블 기기(101)와 연동하여 동작할 수 있다. 다른 예로, 전자 장치(100)는 웨어러블 기기(101) 및/또는 모바일 기기(105)의 기능들을 선택적으로 또는 조합하여 수행할 수 있다. 또는, 전자 장치(100)는 웨어러블 기기(101)의 기능 및 모바일 기기(105)의 기능을 통합적으로 수행할 수도 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
예를 들어, 일 실시예에 따른 전자 장치(100)는 도 1의 웨어러블 기기(101) 및/또는 모바일 기기(105)에 해당할 수 있다. 전자 장치(100)는 후술하는 도 10의 전자 장치(1001)에 대응하거나, 해당 전자 장치(1001)의 구성요소들 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(100)(예: 웨어러블 기기(101))는 프로세서(110), 메모리(120) 및/또는 통신 회로(130)를 포함할 수 있다. 전자 장치(100)는 센서 모듈(140) 또는 출력 모듈(150)을 더 포함할 수 있다. 전자 장치(100)는 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다.
전자 장치(100)에 포함된 프로세서(110), 메모리(120), 통신 회로(130), 센서 모듈(140) 및/또는 출력 모듈(150) 중 적어도 일부는 전기적으로 및/또는 작동적으로 서로 연결되어 상호 간에 신호(예: 명령 또는 데이터)를 교환할 수 있다.
전자 장치(100)는 도 10에 도시된 전자 장치(1001)의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 도 10의 프로세서(1020)(1021 또는 1023 중의 하나)에 대응할 수 있다. 메모리(120)는 도 10의 메모리(1030) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 통신 회로(130)는 도 10의 통신 모듈(1090)을 포함할 수 있다. 센서 모듈(140)은 도 10의 센서 모듈(1076)에 대응하거나 그 일부를 포함할 수 있다. 출력 모듈(150)은 도 10의 디스플레이 모듈(1060), 오디오 모듈(1070), 음향 출력 모듈(1055), 및 햅틱 모듈(1079) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 전자 장치(100)에서 지원하는 다양한 기능을 실행 및/또는 제어할 수 있다. 프로세서(110)는 메모리(120), 통신 회로(130), 센서 모듈(140) 및 출력 모듈(150) 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 프로세서(110)는 전자 장치(100)의 메모리(120)에 저장된 프로그래밍 언어로 작성된 코드를 실행함으로써 어플리케이션을 실행하고, 각종 하드웨어를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 어플리케이션(예: 수면케어 어플리케이션, 헬스케어 어플리케이션, 피트니스 어플리케이션)을 실행하여 상기 어플리케이션을 이용해 생체 신호 측정 기능, 수면 모니터링 기능 및 수면 제어 기능 중 적어도 하나를 제공할 수 있다. 전자 장치(100)에서 실행되는 어플리케이션은 독립적으로 동작하거나 외부 전자 장치(예: 도 1의 모바일 기기(105) 또는 서버(300))와 연동하여 동작할 수 있다.
메모리(120)에 저장된 인스트럭션들(instructions)이 실행됨에 따라, 프로세서(110)의 동작이 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 센서 모듈(140)은 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈(140)은 제1 센서(예: 전극, ECG 센서, PPG 센서) 및/또는 제2 센서(예: 가속도 센서, 자이로 센서)를 포함할 수 있다. 제1 센서는 사용자의 생체 신호(예: 심전도 신호, 맥박 신호와 같은 심장 활동 신호)를 측정할 수 있다. 제2 센서는 가속도 센서, 자이로 센서, 또는 그 조합(예: 6축 센서)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 제 2 센서는 사용자의 움직임(예: 뒤척이거나 이동하는 동작)(또는, 사용자에 착용된 전자 장치(100)의 움직임)에 따른 모션 신호를 측정할 수 있는 센서를 모두 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 통신 회로(130)는 무선 통신 모듈(예: 도 10의 통신 모듈(1092))에 대응할 수 있다. 통신 회로(130)는 하나 이상의 외부 전자 장치(예: 도 1의 모바일 기기(105) 또는 서버(300))와의 통신 연결을 설정하고, 각종 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(130)는 근거리 무선 통신을 위한 블루투스, BLE, NFC, WiFi, 또는 원거리 무선 통신을 위한 셀룰러 통신, 5G 통신, 인터넷 중 적어도 하나의 통신 방식을 지원할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(110)는 생체 신호 측정 기능, 수면 모니터링 기능 및 수면 제어 기능 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(110)는 단위 수면 구간(예: 5분)에 대한 사용자의 실시간 수면 데이터를 획득할 수 있다. 상기 실시간 수면 데이터는 센서 모듈(140) 내 제1 센서(예: 전극, ECG 센서, PPG 센서)를 통해 측정된 생체 신호, 통신 회로(130)를 통해 외부 전자 장치(예: 도 1의 웨어러블 기기(101)나 모바일 기기(105))로부터 수신된 생체 신호, 센서 모듈(140) 내 제2 센서(예: 가속도 센서, 자이로 센서)를 통해 측정된 모션 신호, 또는 통신 회로(130)를 통해 외부 전자 장치(예: 도 1의 웨어러블 기기(101)나 모바일 기기(105))로부터 수신된 모션 신호 중 하나 이상에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(110)는 단위 수면 구간에 대한 사용자의 실시간 수면 데이터와, 총(full) 수면 구간에 대한 사용자의 이전 수면 데이터에 기반하여 비정상 렘(rapid eye movement, REM) 수면 이벤트를 감지할 수 있다. 상기 단위 수면 구간은 단기(short-term) 수면 구간일 수 있다. 상기 총 수면 구간은 장기(long-term) 수면 구간일 수 있다.
상기 비정상 렘 수면 이벤트는 최초 렘 수면 단계(a first REM sleep stage)로의 진입 시간, 렘 수면 단계의 발생 빈도, 렘 수면 단계의 지속 시간 및 렘 수면 단계들 간 간격 중 적어도 하나에 기반하여 감지될 수 있다.
상기 이전 수면 데이터는 지정된 시간(예: 7 시간) 동안 지정된 횟수(예: 7회) 이상 반복된 사용자의 과거 수면 활동에 관한 데이터, 또는 최근 일정 기간(예: 7일) 동안의 사용자의 과거 수면 데이터에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(110)는 총 수면 구간(예: 7시간)에 대한 사용자의 이전 수면 데이터로부터 상기 사용자의 렘 수면 단계를 감지하기 위한 개인화된 바운더리 정보를 확인할 수 있다. 상기 개인화된 바운더리 정보는 상기 총 수면 구간 동안 측정된 심장 활동 신호(예: 심전도 신호, 맥박 신호)의 특징 정보일 수 있다. 상기 특징 정보는 LF 값(power in low frequency range), HF 값(power in high frequency range), 및 LF/HF 값(ratio of LF to HF) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 사용자의 실시간 수면 데이터 및 상기 개인화된 바운더리 정보에 기반하여 렘 수면 단계의 패턴이 이상 패턴인지 여부를 판단할 수 있다. 프로세서(110)는 렘 수면 단계의 패턴이 이상 패턴인 것에 기반하여 비정상 렘 수면 이벤트를 감지할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(110)는 심전도 신호나 맥박 신호와 같은 심장 활동 신호로부터 심박동간 간격(IBI) 데이터를 계산하고, 검출된 심박동간 간격(IBI) 데이터를 이용해 렘 수면 단계 및/또는 비정상 렘 수면 이벤트를 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(110)는 비정상 렘 수면 이벤트에 대한 응답으로 지정된 액션 정보에 기반한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 상기 액션 정보는 알람 출력, 진동 출력, 조명 제어, 및 오디오 재생 중 적어도 하나의 액션에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 액션 정보는 상기 사용자의 기상을 유도하기 위한 액션, 또는 상기 사용자의 숙면을 유도하기 위한 액션에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 예로, 프로세서(110)는 출력 모듈(150)을 통해 상기 액션 정보에 따른 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 다른 예로, 프로세서(110)는 통신 회로(130)를 통해 적어도 하나의 외부 전자 장치(예: 도 1의 모바일 기기(105) 또는 하나 이상의 IoT 기기(200))와의 근거리 무선 통신을 수행하여 상기 적어도 하나의 외부 전자 장치를 통해 상기 액션 정보에 따른 사용자 인터페이스가 제공되도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(110)는 복수의 단위 수면 구간들에 대한 실시간 수면 데이터를 누적하여 총 수면 구간에 대한 실시간 수면 데이터를 획득할 수 있다. 프로세서(110)는 통신 회로(130)를 통해 서버(300)로, 총 수면 구간에 대한 실시간 수면 데이터, 비정상 렘 수면 이벤트에 대한 정보 및 비정상 렘 수면 이벤트에 따른 액션 실행 정보 중 적어도 하나를 전송하여 백업할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법을 나타낸 흐름도이다.
편의상, 도 3의 방법은 도 2의 전자 장치(100)(예: 웨어러블 기기(101))에 의해 수행되는 것으로 가정하나, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 도 3의 방법은 전자 장치(예: 도 2의 프로세서(110), 도 2의 전자 장치(100)에서 실행되는 어플리케이션(예: 수면케어 어플리케이션)), 도 10의 전자 장치(1001)나 프로세서(1020))에 의해 수행될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 도 3에 도시된 방법의 동작들 중 적어도 하나가 생략되거나, 일부 동작의 순서가 바뀌거나, 다른 동작이 추가될 수 있다.
도 3의 실시예에서, 전자 장치(100)(예: 도 1의 웨어러블 기기(101))는 수면 활동 동안 사용자에 의해 착용된 상태일 수 있다. 전자 장치(100)(예: 웨어러블 기기(101))는 적어도 하나의 외부 전자 장치(100)(예: 모바일 기기(105), IoT 기기(200))와 근거리 무선 통신으로 연결되어 상호 연동할 수 있다.
동작 310에서, 전자 장치(100)는 사용자의 수면 분석을 위해 단위 수면 구간(예: 5분)에 대한 상기 사용자의 실시간 수면 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 실시간 수면 데이터는 센싱 신호(예: 생체 신호 및/또는 모션 신호)에 해당하는 데이터 또는 상기 센싱 신호로부터 확인(또는 검출이나 가공)되는 데이터일 수 있다. 예를 들어, 상기 센싱 신호는 제1 센서(예: 전극, ECG 센서, PPG 센서와 같은 생체 센서)를 통해 획득된 생체 신호, 및/또는 제2 센서(예: 가속도 센서, 자이로 센서)를 통해 획득된 모션 신호를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 실시간 수면 데이터는 전자 장치(100) 내 제1 센서(예: 전극, ECG 센서, PPG 센서와 같은 생체 센서)를 통해 측정된 생체 신호, 통신 회로(130)를 통해 외부 전자 장치(100)로부터 수신된 생체 신호, 전자 장치(100) 내 제2 센서(예: 가속도 센서, 자이로 센서)를 통해 측정된 모션 신호, 또는 통신 회로(130)를 통해 외부 전자 장치(100)로부터 수신된 모션 신호 중 하나 이상에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시간 수면 데이터의 획득은 지속적으로, 또는 주기적으로 반복 수행될 수 있다.
동작 320에서, 전자 장치(100)는 동작 310을 통해 획득된 실시간 수면 데이터와, 총 수면 구간(예: 6시간 이상 8시간 이하)에 대한 사용자의 이전 수면 데이터에 기반하여 비정상 렘 수면 이벤트를 감지할 수 있다.
이전 수면 데이터는 지정된 횟수(예: 7회) 이상 반복된 사용자의 과거 수면 활동에 관한 데이터, 또는 최근 일정 기간(예: 7일) 동안의 사용자의 과거 수면 데이터에 해당할 수 있다.
비정상 렘 수면 이벤트는 최초 렘 수면 단계(a first REM sleep stage)로의 진입 시간, 렘 수면 단계의 발생 빈도, 렘 수면 단계의 지속 시간, 및 렘 수면 단계들 간 간격 중 적어도 하나에 기반하여 감지될 수 있다.
동작 320에서, 전자 장치(100)는 이전 수면 데이터로부터 사용자의 렘 수면 단계(REM sleep stage)를 감지하기 위한 개인화된 바운더리 정보를 확인할 수 있다. 상기 개인화된 바운더리 정보는 총 수면 구간 동안 측정된 심장 활동 신호의 특징 정보일 수 있다. 상기 특징 정보는 심장 활동 신호의 LF 값(power in low frequency range(예: 0.04~0.15Hz)), HF 값(power in high frequency range(예: 0.15~0.4Hz)), 및 LF/HF 값(ratio of LF to HF) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
전자 장치(100)는 실시간 수면 데이터 및 개인화된 바운더리 정보에 기반하여 렘 수면 단계의 패턴이 이상 패턴인지 여부를 판단할 수 있다.
전자 장치(100)는 렘 수면 단계의 패턴이 이상 패턴인 것에 기반하여 비정상 렘 수면 이벤트를 감지할 수 있다.
동작 330에서, 전자 장치(100)는 비정상 렘 수면 이벤트에 응답하여 지정된 액션을 실행할 수 있다. 전자 장치(100)는 지정된 액션 정보에 따라 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 상기 액션 정보는 알람 출력, 진동 출력, 조명 제어, 및 오디오 재생 중 적어도 하나의 액션에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 액션 정보에 따른 사용자 인터페이스는 시각적 타입(예: 램프 턴-온, 램프 밝기, 화면), 청각적 타입(예: 음악, 음향과 같은 오디오), 촉각적 타입(예: 진동), 또는 이들 중 적어도 일부를 조합한 하이브리드 타입으로 구현될 수 있다. 상기 액션 정보는 상기 사용자의 기상을 유도하기 위한 액션, 또는 상기 사용자의 숙면을 유도하기 위한 액션에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 액션 정보는 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다.
동작 330에서, 전자 장치(100)는 전자 장치(100) 내 출력 모듈(150)을 통해, 지정된 액션 정보에 따른 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 또는, 전자 장치(100)는 전자 장치(100) 내 통신 회로(130)를 통해 적어도 하나의 외부 전자 장치(100)(예: 모바일 기기(105), IoT 기기(200))와 근거리 무선 통신을 수행하여 상기 적어도 하나의 외부 전자 장치(100)를 통해, 지정된 액션 정보에 따른 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
예를 들어, 사용자는 전자 장치(100)(예: 웨어러블 기기(101) 또는 모바일 기기(105))에서 어플리케이션(예: 수면케어 어플리케이션)을 실행하고, 해당 앱 실행 화면을 통해 비정상 렘 수면 이벤트 감지 시 수행될 하나 이상의 액션을 설정하여 상기 적어도 하나의 액션에 대한 액션 정보를 저장할 수 있다.
상기 액션 정보는 비정상 렘 수면 이벤트의 감지 시, 웨어러블 기기(101), 모바일 기기(105) 및 하나 이상의 IoT 기기(200) 중 적어도 일부를 통해 액션을 수행하기 위한 정보일 수 있다. 상기 액션은 사용자의 기상을 유도하기 위한 액션, 또는 사용자의 숙면을 유도하기 위한 액션일 수 있다.
비정상 렘 수면 이벤트의 감지 시 수행될 액션은 사용자의 선호를 반영하여 지정될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 자신이 선호하는 음악이나 평소 자주 듣는 음악을 재생하는 액션을 설정할 수 있다.
비정상 렘 수면 이벤트의 감지 시 제공될 사용자 인터페이스의 출력 레벨은 적정 레벨로 제어될 수 있다. 예를 들어, 오프라인에서 사람을 깨우고자 하는 경우 혹은 재우고자 하는 경우에, 강한 자극(예: 일정 음량 이상의 소리, 일정 레벨 이상의 램프 밝기, 갑작스러운 램프 턴-온, 강한 레벨의 진동)은 사람을 놀라게 할 수 있고, 수면 제어나 우울증 치료를 위해 적절하지 않을 수 있다.
이에 따라, 비정상 렘 수면 이벤트에 대한 응답으로 수행될 액션이나 제공될 사용자 인터페이스는 적정 레벨(예: 정상 레벨에 비해 약한 수준)으로 제어될 수 있다.
일 예로, 전자 장치(100)는 웨어러블 기기(101)(예: 스마트 워치)를 통해 복수 레벨(예: 약한 레벨, 정상 레벨, 강한 레벨) 중 약한 레벨의 진동이 출력되도록 제어할 수 있다. 다른 예로, 전자 장치(100)는 IoT 기기(200)(예: 스마트 램프(210))를 낮은 조도로 턴-온시킬 수 있다. 또 다른 예로, 전자 장치(100)는 IoT 기기(200)(예: 스마트 스피커(220))를 통해 은은한 종류의 음악을 재생하여 사용자가 잠시 렘 수면에서 벗어나도록 유도할 수 있다. 또 다른 예로, 전자 장치(100)는 스마트 티비(230)를 턴-온시켜 사용자가 완전히 깨어나도록 유도할 수 있다.
비정상 렘 수면 이벤트의 감지 시 제공될 사용자 인터페이스는 사용자 혼자 수면하는지 여부에 따라 상이하게 제공될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 IoT 기기(200)(예: 침대에 부착 가능한 형태의 스마트 기기(미도시), 사용자 주변을 스캔하는 기능을 제공하는 스마트 기기(미도시))와 연동하여 사용자 혼자 수면하는지 또는 사용자 이외의 다른 사람과 함께 수면하는지 여부를 파악할 수 있다. 전자 장치(100)는 사용자 혼자 수면하고 있는 상황으로 판단한 경우, 시각적 타입(예: 램프 턴-온, 램프 밝기, 화면), 및/또는 청각적 타입(예: 음악, 음향과 같은 오디오)의 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 전자 장치(100)는 사용자 이외의 다른 사람과 함께 수면하고 있는 상황으로 판단한 경우, 사용자가 착용하고 있는 웨어러블 기기(101)에서 촉각적 타입(예: 진동)의 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(100)는 복수의 단위 수면 구간들에 대한 실시간 수면 데이터를 누적하여 총 수면 구간에 대한 실시간 수면 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 총 수면 구간에 대한 실시간 수면 데이터, 비정상 렘 수면 이벤트에 대한 이벤트 정보 및 기능에 대한 실행 정보 중 하나 이상을 외부 서버(300)로 전송하여, 외부 서버(300)를 통해 해당 데이터 및 정보를 백업할 수 있다.
전자 장치(100)는 총 수면을 커버하는 총 수면 구간 동안의 이전 수면 데이터로부터 추출되는 개인화된 바운더리 정보를 이용함으로써 총 수면이 완료되지 않더라도 수면 중 수집되는 실시간 수면 데이터(예: 5분 동안의 실시간 수면 데이터)로부터 렘 수면 단계의 발생을 실시간으로 감지할 수 있다.
후술하는 도 9a, 도 9b 및 도 9c는 다양한 실시예들에서 제공 가능한 사용자 인터페이스들을 예시한 것이다.
도 4는 일 실시예에 따라 개인화된 바운더리 정보를 확인하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
예를 들어, 도 4의 동작은 도 3의 동작 320 중 일부에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 동작을 통해 사용자가 렘 수면 단계인지 여부를 결정하기 위해 필요한 개인화된 바운더리 정보가 확인될 수 있다. 도 3의 동작 320에서, 상기 개인화된 바운더리 정보에 기반하여 상기 사용자의 렘 수면 단계가 감지될 수 있다.
도 4를 참조하면, 동작 410에서, 전자 장치(100)는 사용자의 수면 활동 동안 상기 사용자의 수면 데이터를 수집하여 분석할 수 있다. 예를 들어, 상기 수면 데이터는 전자 장치(100)에 구비된 하나 이상의 센서(예: 전극, ECG 센서, PPG 센서, 가속도 센서, 자이로 센서)를 통해 수집된 생체 데이터 및/또는 외부 전자 장치(100)와 연동하여 수집된 생체 데이터를 포함할 수 있다.
동작 420에서, 전자 장치(100)는 캘리브레이션이 완료되었는지 여부를 판단할 수 있다. 캘리브레이션은 사용자의 개인화된 바운더리 정보를 획득하는 동작을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 사용자의 개인화된 바운더리 정보가 존재하는지 여부(또는 사용자의 개인화된 바운더리 정보가 메모리(120)나 서버(300)에 저장되어 있는지 여부)를 판단할 수 있다. 전자 장치(100)는 총 수면 구간(예: 6시간 이상 8시간 이하) 동안 지정된 횟수(예: 7회) 이상 반복된 사용자의 이전 수면 데이터에 기반하여 개인화된 바운더리 정보를 확인할 수 있다. 상기 개인화된 바운더리 정보는 총 수면 구간 동안 측정된 심장 활동 신호의 특징 정보일 수 있다. 상기 특징 정보는 심장 활동 신호의 LF 값(power in low frequency range(예: 0.04~0.15Hz)), HF 값(power in high frequency range(예: 0.15~0.4Hz)), 및 LF/HF 값(ratio of LF to HF) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
동작 420의 판단 결과 캘리브레이션이 완료되지 않은 경우 동작 430으로 진행될 수 있다.
동작 430에서, 전자 장치(100)는 총 수면에 대응하는 총 수면 구간에 대한 사용자의 수면 데이터를 기반으로 수면 단계들을 생성(create)할 수 있다.
총 수면은 비-렘 수면 및 렘 수면으로 구분될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 수면 단계들을 나타낸 그래프이다. 도 5를 참조하면, 총 수면 구간(예: 7시간)은 비-렘 수면 단계에 해당하는 비-렘 수면 구간 및 렘 수면 단계(520)에 해당하는 렘 수면 구간으로 구분될 수 있다. 비-렘 수면 구간은 깊이에 따라 3가지의 수면 단계(N1(wake), N2(light), N3(deep))로 나뉠 수 있고, N1, N2를 합쳐서 얕은 수면, N3를 깊은 수면 또는 서파 수면(slow wave sleep)으로 구분할 수도 있다.
렘 수면 단계와 비-렘 수면 단계에서 교감 신경계 및 부교감 신경계의 활동이 다르고, 이 신경계의 반응이 심장 활동으로 나타나기 때문에, 심장 활동 신호(예: 심전도 신호, 맥박 신호)나 그로부터 검출되는 심박변동(heart rate variability, HRV) 신호를 이용해 렘 수면 단계 및 비-렘 수면 단계의 구분이 가능할 수 있다.
도 5의 그래프는 정상 수면 패턴에 해당할 수 있다. 정상 수면이 아닌 경우, 예를 들어, 우울증 환자의 수면인 경우 정상 수면 패턴과 일정 정도 이상 상이한 이상 패턴이 나타날 수 있다. 예를 들어, 최초 렘 수면 단계로 진입하는데 걸리는 시간, 렘 수면 단계의 발생 빈도, 렘 수면 단계의 지속 시간 및 렘 수면 단계들 간 간격이 상이하게 나타날 수 있다.
일 실시예에서 따르면, 전자 장치(100)는 사용자의 개인화된 바운더리 정보를 이용해 상기 사용자의 렘 수면 단계의 패턴을 감지하고, 렘 수면 단계의 패턴이 이상 패턴을 나타내는지 여부를 판단할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 동작 440에서, 전자 장치(100)는 동작 430을 통해 생성된 렘 수면 단계의 바운더리 정보를 획득할 수 있다. 상기 획득된 바운더리 정보는 사용자의 렘 수면 단계를 감지하기 위한 개인화된 바운더리 정보로서 사용될 수 있다.
동작 450에서, 전자 장치(100)는 사용자의 이전 수면 데이터를 갱신할 수 있다. 예를 들어, 상기 이전 수면 데이터는 사용자에 맞추어 개인화된 데이터로서, 동작 410을 통해 수집된 총 수면 구간에 대한 사용자의 수면 데이터, 동작 430을 통해 생성된 수면 단계들에 대한 정보, 동작 440을 통해 획득된 개인화된 바운더리 정보 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따라 렘 수면 단계를 감지하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
예를 들어, 도 6의 동작은 도 3의 동작 320 중 일부에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 동작 320은 렘 수면 단계를 감지하기 위한 도 6의 동작들 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 동작 320에서, 전자 장치(100)는 도 6의 동작을 통해 1회 이상의 렘 수면 단계를 감지할 수 있다.
도 6의 일 실시예에서, 전자 장치(100)는 실시간으로 측정되는 사용자의 심장 활동 신호(예: 심전도 신호, 맥박 신호)로부터 심박변동(HRV) 신호를 검출하고, 상기 심박변동(HRV) 신호에 기반한 수면 분석을 수행하여, 렘 수면 단계를 감지할 수 있다.
도 6을 참조하면, 동작 610에서, 전자 장치(100)는 실시간 수면 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 상기 실시간 수면 데이터는 실시간으로 측정되는 사용자의 심장 활동 신호(예: 심전도 신호, 맥박 신호)에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 심장 활동 신호에 대한 데이터는 상기 심장 활동 신호로부터 확인 또는 검출되거나 상기 심장 활동 신호를 가공한 데이터일 수 있다.
예를 들어, 심장 활동 신호에 대한 데이터는 심박동간 간격(inter-beat interval, IBI)(또는 RR 간격(RR interval, RRI) 데이터에 해당할 수 있다. 심박동간 간격(IBI) 데이터는 심박동과 박동 사이의 간격에 대한 데이터로서, 심장 활동 신호 중 인접하는 피크들 사이의 시간 차이를 나타낼 수 있다. 전자 장치(100)는 피크 감지(peak detection) 알고리즘을 이용해 심장 활동 신호의 피크들을 계산하여 심박동간 간격(IBI) 데이터를 획득할 수 있다.
예를 들어, 전자 장치(100)는 심장 활동 신호(예: 심전도 신호 및/또는 맥박 신호)의 꼭지점을 찾아 간격을 계산하는 알고리즘(peak to peak detection algorithm), 신호의 시작점을 찾아 계산하는 알고리즘(valley to valley detection algorithm), 또는 신호의 미분 값으로부터 기울기가 가장 큰 부분을 찾아 계산하는 알고리즘(zero-crossing point detection algorithm) 중 적어도 하나를 이용하여 심박동간 간격(IBI) 데이터를 계산할 수 있다.
동작 620에서, 전자 장치(100)는 동작 610을 통해 획득된 심박동간 간격(IBI) 데이터를 이용해 심박동간 간격(IBI)의 변화를 나타내는 심박변동(HRV) 신호를 검출할 수 있다.
예를 들어, 전자 장치(100)는 심장 활동 신호로부터 획득된 심박동간 간격(IBI) 데이터를 시간축에 배열하여 시계열 신호로 변환하는 방식으로, 상기 심장 활동 신호로부터 심박변동(HRV) 신호를 검출할 수 있다.
심박수는 동방결절에 있는 심박 조율 세포의 고유의 자발성에 자율신경계가 영향을 미쳐 결정될 수 있다. 동방결절은 교감 신경과 부교감 신경의 지배를 받고 이들의 서로 상반되는 영향이 균형을 이루어 심박수를 결정할 수 있다. 동방결절에 미치는 자율신경계의 영향은 체내 및/또는 외부 환경의 변화에 따라 시시각각으로 변화할 수 있고, 이러한 시간에 따른 심박의 주기적인 변화를 심박변동(HRV)이라고 할 수 있다. 심박변동(HRV) 신호는 동방결절에 영향을 미치는 교감 신경과 부교감 신경 사이의 상호 작용과 관련이 있으며, 순간적인 심박동 및 RR 간격(RRI)의 변동을 반영할 수 있다.
동작 630에서, 전자 장치(100)는 동작 620을 통해 검출된 심박변동(HRV) 신호를 이용해 실시간으로 측정되는 심장 활동 신호의 특징 정보를 확인(또는 추출)할 수 있다. 예를 들어, 상기 특징 정보는 심박변동(HRV) 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하여 획득 가능한(또는, 추출 가능한) 정보일 수 있다. 예를 들어, 상기 특징 정보는 심박변동(HRV) 신호의 전력 스펙트럼 분석을 통해 확인되는 HF 값, LF 값, 또는 LF/HF 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전자 장치(100)는 심박변동(HRV) 신호를 시간 도메인 및/또는 주파수 도메인에서 분석하여 특징 정보를 확인(또는 추출)할 수 있다.
예를 들어, 전자 장치(100)는 시간 도메인에서 통계적 방법으로, 심박동의 변화를 나타내는 SDNN(the standard deviation of the RR interval), 심장의 부교감신경 활동을 나타내는 RMSSD(root mean square of successive differences of RR interval) 또는 mean RR(mean of RR interval)을 확인(또는 추출)할 수 있다.
예를 들어, 전자 장치(100)는 주파수 도메인에서, 자율신경계의 전체적인 활성 정도를 나타내는 일정 시간(예: 5분) 동안의 VLF(very low frequency, < 0.04 Hz), LF(low frequency, 0.04~0.15Hz), 및 HF(high frequency, 0.15~0.4Hz) 대역에서의 전체 파워(total power), 교감 신경의 활성 정도를 나타내는 LF 값(power in low frequency range), 부교감 신경의 활성 정도를 나타내는 HF 값(power in high frequency), 정규화된 LF 값 및 HF 값, 및/또는 자율신경계의 전체적인 균형 정도를 나타내는LF/HF 값(ratio of LF to HF)을 확인(또는 추출)할 수 있다.
동작 640에서, 전자 장치(100)는 동작 630을 통해 확인된 특징 정보를 개인화된 바운더리 정보와 비교하여 두 가지 정보가 서로 대응하는지 여부를 판단할 수 있다. 이를 위해, 전자 장치(100)는 사용자의 과거 총 수면에 대한 이전 수면 데이터로부터 사용자의 렘 수면 단계를 감지하기 위한 개인화된 바운더리 정보를 확인할 수 있다. 개인화된 바운더리 정보는 이전 수면 데이터에 포함되어 미리 저장되어 있는 정보이거나 상기 이전 수면 데이터로부터 식별되는 정보일 수 있다.
예를 들어, 상기 개인화된 바운더리 정보에 의해 렘 수면 단계의 하한 값(lower limit) 및 상한 값(upper limit)이 지정될 수 있다.
예를 들어, 전자 장치(100)는 실시간 수면 데이터로부터 확인된 HF 값이 지정된 하한 값 이상인 조건을 만족하고, 실시간 수면 데이터로부터 확인된 LF/HF 값이 지정된 상한 값 이하인 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 실시간 수면 데이터로부터 확인된 HF 값이 개인화된 바운더리 정보에 의해 지정된 하한 값(예: 이전 수면 데이터로부터 확인된 HF 값 ± 오차 범위(예: 5%) 이내)에 대응하는 경우 지정된 하한 값 이상인 조건을 만족하는 것으로 판단될 수 있다. 실시간 수면 데이터로부터 확인된 LF/HF 값이 개인화된 바운더리 정보에 의해 지정된 상한 값(예: 이전 수면 데이터로부터 확인된 LF/HF 값 ± 오차 범위(예: 5%) 이내)에 대응하는 경우 지정된 상한 값 이하인 조건을 만족하는 것으로 판단될 수 있다.
동작 640의 판단 결과 지정된 조건들을 만족하지 않는 경우, 전자 장치(100)는 동작 650으로 진행하여 현재 수면 단계를 렘 수면 단계로 감지할 수 있다.
동작 640의 판단 결과 지정된 조건들을 만족하는 경우, 전자 장치(100)는 동작 660으로 진행하여 현재 수면 단계를 비-렘 수면 단계로 감지할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 생체 신호의 특징 정보와 렘 수면 단계 간의 상관 관계를 설명하기 위한 그래프들이다.
도 7의 예시에서, 생체 신호는 심전도 신호이고, 생체 신호의 특징 정보는 심전도 신호의 HF 값, 및 LF/HF 값(ratio of LF to HF)에 해당할 수 있다.
전자 장치(100)는 백업 심전도 신호의 HF 값, 및 LF/HF 값(ratio of LF to HF)이 개인화된 바운더리 정보로 사용할 수 있고, 상기 개인화된 바운더리 정보에 기반하여 사용자의 실시간 심전도 신호로부터 현재 렘 수면 단계인지 혹은 비-렘 수면 단계인지 여부를 추정할 수 있다.
도 7의 도면부호 710은 총 수면 동안의 수면 단계들을 나타낸 그래프이다. 도면부호 720은 단위 시간(epoch) 당 HF 값의 변화를 나타낸 그래프이다. 도면부호 730은 렘 수면 구간들 및 각 렘 수면 구간에서의 HF 값의 범위를 나타낸다.
도면부호 750은 단위시간(epoch) 당 LF/HF 값(ratio of LF to HF)의 변화를 나타낸 그래프이다. 도면부호 760은 렘 수면 구간들 및 각 렘 수면 구간에서의 LF/HF 값(ratio of LF to HF)의 범위를 예시한다.
전자 장치(100)는 총 수면 동안의 사용자의 백업 심전도 신호가 저장된 경우, 상기 백업 심전도 신호의 특징 정보인 HF 값 및 LF/HF 값(ratio of LF to HF)을 개인화된 바운더리 정보로 활용할 수 있다.
예를 들어, HF 값에 의해 사용자의 렘 수면 단계를 검출하기 위한 하한 값(lower limit)이 지정될 수 있다. LF/HF 값에 의해 사용자의 렘 수면 단계를 검출하기 위한 상한 값(upper limit)이 지정될 수 있다.
예를 들어, 전자 장치(100)는 실시간 심전도 신호의 HF 값이 개인화된 바운더리 정보에 포함된 하한 값 이상인 조건을 만족하고, 상기 실시간 심전도 신호의 LF/HF 값(ratio of LF to HF)이 상기 개인화된 바운더리 정보에 포함된 상한 값 이하인 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 실시간 심전도 신호의 HF 값이 개인화된 바운더리 정보에 의해 지정된 하한 값(예: 백업 심전도 신호의 총 수면 구간 중 렘 수면 구간들의 HF 값들의 평균치 ± 오차 범위(예: 5%) 이내)에 대응하는 경우 지정된 하한 값 이상인 조건을 만족하는 것으로 판단될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따라 비정상 렘 수면 이벤트를 감지하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
예를 들어, 도 8의 동작은 도 3의 동작 320 중 일부에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 동작 320은 비정상 렘 수면 이벤트를 감지하기 위한 도 8의 동작들 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 도 8에 도시된 방법의 동작들 중 적어도 하나가 생략되거나, 일부 동작의 순서가 바뀌거나, 다른 동작이 추가될 수 있다.
전자 장치(100)는 최초 렘 수면 단계(a first REM sleep stage)로의 진입 시간, 렘 수면 단계의 발생 빈도, 렘 수면 단계의 지속 시간, 및 렘 수면 단계들 간 간격 중 적어도 하나에 기반하여 비정상 렘 수면 이벤트를 감지할 수 있다.
전자 장치(100)는 렘 수면 단계를 검출하여 최초 렘 수면 단계의 검출 시점이 정상 패턴(예: 수면 개시 후 90~110분)보다 빠른 경우 사용자의 렘 수면이 지속되지 않도록 지정된 액션을 실행할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 사용자의 수면 활동을 연속 관찰하여 렘 수면 단계들 간 간격이 너무 짧거나 렘 수면 단계의 지속 시간이 너무 길거나 렘 수면 단계의 발생 빈도(또는 횟수)가 너무 잦은 경우, 지정된 액션을 실행하여 사용자의 이상 렘 수면이 지속되지 않도록 제어할 수 있다.
동작 810에서, 전자 장치(100)는 사용자의 수면 활동을 감지하거나 실시간 수면 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 전자 장치(100)를 착용 중인 사용자의 모션 신호를 수신하고, 상기 모션 신호를 분석하여 수면 개시를 감지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 사용자가 수면하는 동안 실시간 수면 데이터를 수집하여 모니터링할 수 있다.
사용자의 수면이 개시되면, 단위 수면 시간(예: 5분)마다 적어도 하나의 센서(예: 전극, ECG 센서, PPG 센서)를 통해 수면 분석을 위한 로우 데이터(raw data)가 수집될 수 있다. 상기 로우 데이터는 실시간 수면 데이터에 대응할 수 있다. 예를 들어, 상기 실시간 수면 데이터는 사용자의 심장 활동 신호로부터 획득된 심박동간 간격(IBI)(또는 RRI) 데이터 및/또는 모션 신호에 대한 데이터 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
동작 820에서, 전자 장치(100)는 사용자의 실시간 수면 데이터를 이용해 주기적으로(예: 매 5분마다) 사용자의 현재 수면 단계를 계산할 수 있다. 전자 장치(100)는 실시간 수면 데이터를 누적 및 분석하여 사용자의 현재 수면 단계를 확인할 수 있다.
동작 830에서, 전자 장치(100)는 동작 820의 계산 결과를 기반으로 현재 수면 단계가 렘 수면 단계인지 여부를 판단할 수 있다.
동작 830의 판단 결과 현재 수면 단계가 렘 수면 단계인 경우, 전자 장치(100)는 동작 840으로 진행하여 현재 렘 수면 단계가 최초 렘 수면 단계(a first REM sleep stage)인지 여부를 판단할 수 있다.
동작 840의 판단 결과 현재 렘 수면 단계가 최초 렘 수면 단계인 경우, 전자 장치(100)는 동작 850으로 진행하여 최초 렘 수면 단계로의 진입 시간(또는 최초 렘 수면 진입 시간)이 너무 빠른지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 수면 개시 시점으로부터 최초 렘 수면 단계로의 진입 시점까지 걸린 시간이 기준 시간(예: 90~110분) 이하인 경우 최초 렘 수면 단계로의 진입 시간이 너무 빠른 것으로 판단할 수 있다.
동작 850의 판단 결과 최초 렘 수면 단계로의 진입 시간이 기준 시간 이하인 경우, 전자 장치(100)는 동작 860으로 진행하여 지정된 액션을 실행할 수 있다. 동작 860에서, 전자 장치(100)는 지정된 액션 정보에 따른 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
동작 840의 판단 결과 현재 렘 수면 단계가 최초 렘 수면 단계가 아닌 경우(예: 2회 이상의 렘 수면 단계인 경우), 전자 장치(100)는 동작 865로 진행하여 렘 수면 단계들 간 간격(또는 렘 수면 간격)이 너무 짧은지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 이전 렘 수면 단계와 현재 렘 수면 단계 사이의 시간이 기준 시간(예: 60분) 이하인 경우 렘 수면 간격이 너무 짧은 것으로 판단할 수 있다.
동작 865의 판단 결과 렘 수면 단계들 간 간격이 기준 시간 이하인 경우, 전자 장치(100)는 동작 860으로 진행하여 지정된 액션을 실행할 수 있다.
동작 865의 판단 결과 렘 수면 단계들 간 간격이 기준 시간을 초과하는 경우, 전자 장치(100)는 동작 870으로 진행하여 현재 렘 수면 단계의 지속 시간(또는 렘 수면 지속 시간)이 너무 긴지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 현재 렘 수면 단계의 지속 시간을 카운트하여 해당 시간이 기준 시간 이상인 경우 현재 렘 수면 단계의 지속 시간이 너무 긴 것으로 판단할 수 있다.
동작 870의 판단 결과 현재 렘 수면 단계의 지속 시간이 기준 시간 이상인 경우, 전자 장치(100)는 동작 860으로 진행하여 지정된 액션을 실행할 수 있다.
동작 870의 판단 결과 현재 렘 수면 단계의 지속 시간이 기준 시간 미만인 경우, 전자 장치(100)는 동작 880으로 진행하여 렘 수면 단계의 발생 빈도(또는 렘 수면 발생 빈도)가 너무 잦은지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 렘 수면 단계의 발생 빈도가 기준 횟수(예: 4~5회) 이상인 경우 렘 수면이 너무 자주 발생하는 것으로 판단할 수 있다.
동작 880의 판단 결과 렘 수면 단계의 발생 빈도가 기준 횟수 이상인 경우, 전자 장치(100)는 동작 860으로 진행하여 지정된 액션을 실행할 수 있다.비정상 렘 수면 이벤트가 발생한 경우, 예를 들어, 동작 850의 판단 결과 최초 렘 수면 단계로의 진입 시간이 기준 시간(예: 수면 개시 후 90~110분) 이하인 경우, 동작 865의 판단 결과 렘 수면 단계들 간 간격이 기준 시간(예: 60분) 이하인 경우, 동작 870의 판단 결과 렘 수면 단계의 지속 시간이 기준 시간 이상인 경우, 또는 동작 880의 판단 결과 렘 수면 단계의 발생 빈도가 기준 횟수(예: 4회) 이상인 경우, 전자 장치(100)는 동작 860으로 진행하여 지정된 액션을 실행함으로써 사용자의 이상 렘 수면이 지속되지 않도록 할 수 있다.
비정상 렘 수면 이벤트가 발생하지 않은 경우, 예를 들어, 동작 850의 판단 결과 최초 렘 수면 단계로의 진입 시간이 기준 시간(예: 수면 개시 후 90~110분)을 초과하는 경우, 동작 865의 판단 결과 렘 수면 단계들 간 간격이 기준 시간(예: 60분)을 초과하는 경우, 동작 870의 판단 결과 현재 렘 수면 단계의 지속 시간이 기준 시간 미만인 경우, 또는 동작 880의 판단 결과 렘 수면 단계의 발생 빈도가 기준 횟수(예: 4회) 미만인 경우, 전자 장치(100)는 동작 820으로 되돌아가 주기적으로(예: 매 5분마다) 사용자의 현재 수면 단계를 계산할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(100)는 실시간 피드백을 위해 단위 수면 시간 또는 복수의 단위 수면 시간들이 누적된 현재 수면 시간(수면 개시 시점부터 현재 시점까지의 누적 수면 시간)을 고려하여 비정상 렘 수면 이벤트의 발생 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 정상 수면의 총 수면 구간(예: 7시간)을 기준으로 할 때 렘 수면 발생 빈도에 대한 기준 횟수가 4회라면, 한 시간에 1회 이하(단위 시간당 기준 횟수 = 1)의 렘 수면 단계가 감지되는 것이 적절할 수 있다. 한 시간 내에 2회 이상(단위 시간당 기준 횟수의 2배 이상)의 렘 수면 단계가 감지되는 경우 비정상 렘 수면 이벤트가 발생한 것으로 판단될 수 있다.
이하의 도 9a, 도 9b 및 도 9c는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(100)(예: 웨어러블 기기(101) 또는 모바일 기기(105))에서 제공 가능한 사용자 인터페이스들을 예시적으로 나타낸 것이다. 예를 들어, 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(100)에서 도 9a, 도 9b 및 도 9c에 도시된 화면들 중 하나 이상의 화면이 표시될 수 있다. 예를 들어, 해당 화면들은 전자 장치(100)(예: 웨어러블 기기(101) 또는 모바일 기기(105) 중 하나)에서 실행 중인 어플리케이션(예: 수면케어 어플리케이션), 또는 전자 장치(100)와 근거리 무선 통신으로 연결 중인 외부 전자 장치(예: 웨어러블 기기(101) 또는 모바일 기기(105) 중 다른 하나)에서 실행 중인 어플리케이션(예: 수면케어 어플리케이션)을 통해 표시되는 앱 실행 화면일 수 있다.
도 9a는 일 실시예에 따른 전자 장치에서 표시되는 사용자 인터페이스의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9a의 예시에서, 웨어러블 기기(101)는 수면 모니터링 기능을 수행하고, 수면 모니터링 결과를 기반으로 제1 화면(910)과 같은 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 제1 화면(910)은 웨어러블 기기(101)의 수면 모니터링 결과를 보여주는 화면일 수 있다.
수면 모니터링 결과 비정상 렘 수면 이벤트가 감지된 경우, 웨어러블 기기(101)는 제1 화면(910)을 표시할 수 있다.
도시된 바와 같이, 제1 화면(910)에는 비정상 렘 수면 이벤트가 발생하였음을 알리는 메시지가 포함될 수 있다. 제1 화면(910)에는 모바일 기기(105)(예: 스마트 폰)를 통해 수면 모니터링 상세 결과를 볼 것인지 여부를 묻는 메뉴 영역(911)이 표시될 수 있다.
웨어러블 기기(101) 및 모바일 기기(105)는 근거리 무선 통신으로 연결된 상태일 수 있다. 웨어러블 기기(101) 및 모바일 기기(105)는 동일 사용자에 의해 로그인된 상태일 수 있다.
사용자가 잠에서 깨어나 메뉴 영역(911)을 터치하는 경우 웨어러블 기기(101)는 모바일 기기(105)로 수면 모니터링 상세 결과에 대한 표시 요청을 전송할 수 있다.
도 9b는 일 실시예에 따른 전자 장치에서 표시되는 사용자 인터페이스의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 9b의 예시에서, 모바일 기기(105)는 웨어러블 기기(101)로부터 수면 모니터링 상세 결과에 대한 표시 요청을 수신할 수 있다.
모바일 기기(105)는 상기 요청에 응답하여 제2 화면(920)과 같은 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 제2 화면(920)은 수면 모니터링 상세 결과를 보여주는 화면일 수 있다. 제2 화면(920)은 수면 중 현재까지의 중간 수면 모니터링 결과와, 각 시간대에 지정된 규칙에 따라 액션이 실행되었음을 보여주는 화면일 수 있다.
도시된 바와 같이, 제2 화면(920)에는 수면 개시 이후 현재까지 수집된 실시간 수면 데이터(예: 실시간 수면 차트)를 나타내는 제1 영역(921), 비정상 렘 수면 이벤트에 대한 정보를 나타내는 제2 영역(922), 및 비정상 렘 수면 이벤트에 따른 액션 실행 정보를 나타내는 제3 영역(923) 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
비정상 렘 수면 이벤트가 감지되는 경우, 예를 들어, 수면 분석 결과, 최초 렘 수면 진입 시간이 지정된 시간(예: 수면 개시 후 90~110분) 이상인 경우, 렘 수면 단계들 간 간격이 지정된 시간(예: 60분) 이하인 경우, 렘 수면 지속 시간이 지정된 시간 이상인 경우, 또는 렘 수면 발생 빈도가 지정된 횟수(예: 7시간 기준 4~5회 또는 한 시간 내 2회 이상) 이상인 경우, 모바일 기기(105)는 각 이벤트에 대한 정보를 제2 영역(922)을 통해 표시하고, 각 이벤트에 따른 액션 실행 정보를 제3 영역(923)을 통해 표시할 수 있다.
도 9c는 일 실시예에 따른 전자 장치에서 표시되는 사용자 인터페이스의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 9c의 예시에서, 모바일 기기(105)는 제3 화면(930)과 같은 사용자 인터페이스를 출력할 수 있다. 제3 화면(930)은 비정상 렘 수면 이벤트의 발생 시 수행될 하나 이상의 액션을 설정하기 위한 화면일 수 있다.
사용자는 제3 화면(930)을 통해 비정상 렘 수면 이벤트의 발생 시 수행될 하나 이상의 액션에 대한 규칙을 설정할 수 있다. 사용자는 제3 화면(930)을 통해 비정상 렘 수면 이벤트의 감지 시 수행될 액션 또는 해당 액션의 대상이 될 IoT 기기(200)를 선택할 수 있다. 사용자는 제3 화면(930)을 통해 어플리케이션(예: 수면케어 어플리케이션)에서 제공하는 규칙에 바인딩되는 액션을 추가, 편집 또는 삭제할 수 있고, 이를 통해 자신이 원하는 시나리오에 따른 수면 제어가 가능하도록 할 수 있다
도시된 바와 같이, 제3 화면(930)은 비정상 렘 수면 감지 기능을 사용할지 여부를 선택하기 위한 제1 옵션 영역(931), 비정상 렘 수면 이벤트 감지 시 수행될 하나 이상의 규칙을 설정하기 위한 제2 옵션 영역(935), 및 비정상 렘 수면 이벤트와 연동하여 사용 가능한 IoT 기기(200)(예: 스마트 램프(210), 스마트 스피커(220), 스마트 티비(230))에 대한 기기 목록을 보여주는 제3 옵션 영역(937) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제2 옵션 영역(935)에는 최초 렘 수면 단계로의 진입 시간이 너무 빠른 경우 진동 출력 기능을 온/오프하기 위한 제1 메뉴, 렘 수면 단계가 너무 긴 경우 일정 시간(예: 5분) 동안의 스마트 램프(210) 턴-온 기능을 온/오프하기 위한 제2 메뉴, 렘 수면 단계가 너무 잦은 경우 사용자를 완전히 깨우기 위한 액션(예: 스마트 티비(230)의 턴-온) 수행 기능을 온/오프하기 위한 제3 메뉴가 표시될 수 있다.
제2 옵션 영역(935)에 대한 사용자 입력에 따라 제3 옵션 영역(937)에 표시된 기기 목록 내의 각 기기에 대응하는 아이콘의 표시 상태가 변경될 수 있다. 예를 들어, 제2 옵션 영역(935)에서 사용자가 상기 제1 메뉴 및 상기 제2 메뉴를 온으로 설정하고, 상기 제3 메뉴를 오프로 설정한 경우, 사용자 설정에 따라, 제3 옵션 영역(937)에서 스마트 램프(210) 및 스마트 스피커(220)를 나타내는 두 아이콘들이 제1 색상(예: 그린)으로 표시되고, 스마트 티비(230)를 나타내는 아이콘이 제2 색상(예: 레드)로 표시될 수 있다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 10은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(1000) 내의 전자 장치(1001)의 블록도이다. 도 10을 참조하면, 네트워크 환경(1000)에서 전자 장치(1001)는 제 1 네트워크(1098)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1002)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(1099)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1004) 또는 서버(1008) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(1001)는 서버(1008)를 통하여 전자 장치(1004)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1001)는 프로세서(1020), 메모리(1030), 입력 모듈(1050), 음향 출력 모듈(1055), 디스플레이 모듈(1060), 오디오 모듈(1070), 센서 모듈(1076), 인터페이스(1077), 연결 단자(1078), 햅틱 모듈(1079), 카메라 모듈(1080), 전력 관리 모듈(1088), 배터리(1089), 통신 모듈(1090), 가입자 식별 모듈(1096), 또는 안테나 모듈(1097)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(1001)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(1078))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(1076), 카메라 모듈(1080), 또는 안테나 모듈(1097))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1060))로 통합될 수 있다.
프로세서(1020)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(1040))를 실행하여 프로세서(1020)에 연결된 전자 장치(1001)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(1020)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(1076) 또는 통신 모듈(1090))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1032)에 저장하고, 휘발성 메모리(1032)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(1034)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(1020)는 메인 프로세서(1021)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(1023)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(1001)가 메인 프로세서(1021) 및 보조 프로세서(1023)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(1023)는 메인 프로세서(1021)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 액션에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(1023)는 메인 프로세서(1021)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(1023)는, 예를 들면, 메인 프로세서(1021)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1021)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(1021)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1021)와 함께, 전자 장치(1001)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1060), 센서 모듈(1076), 또는 통신 모듈(1090))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1023)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(1080) 또는 통신 모듈(1090))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1023)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(1001) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(1008))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(1030)는, 전자 장치(1001)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(1020) 또는 센서 모듈(1076))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(1040)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(1030)는, 휘발성 메모리(1032) 또는 비휘발성 메모리(1034)를 포함할 수 있다.
프로그램(1040)은 메모리(1030)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(1042), 미들 웨어(1044) 또는 어플리케이션(1046)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(1050)은, 전자 장치(1001)의 구성요소(예: 프로세서(1020))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(1001)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(1050)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(1055)은 음향 신호를 전자 장치(1001)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(1055)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(1060)은 전자 장치(1001)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(1060)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(1060)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(1070)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(1070)은, 입력 모듈(1050)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(1055), 또는 전자 장치(1001)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(1076)은 전자 장치(1001)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(1076)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(1077)는 전자 장치(1001)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(1077)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(1078)는, 그를 통해서 전자 장치(1001)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(1078)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(1079)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(1079)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(1080)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(1080)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(1088)은 전자 장치(1001)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(1088)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(1089)는 전자 장치(1001)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(1089)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(1090)은 전자 장치(1001)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002), 전자 장치(1004), 또는 서버(1008)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1090)은 프로세서(1020)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(1090)은 무선 통신 모듈(1092)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(1094)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(1098)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(1099)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(1004)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(1092)은 가입자 식별 모듈(1096)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(1098) 또는 제 2 네트워크(1099)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1001)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(1092)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1092)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1092)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1092)은 전자 장치(1001), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1004)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(1099))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(1092)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(1097)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1097)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1097)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(1098) 또는 제 2 네트워크(1099)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(1090)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(1090)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(1097)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1097)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(1099)에 연결된 서버(1008)를 통해서 전자 장치(1001)와 외부의 전자 장치(1004)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(1002, 또는 1004) 각각은 전자 장치(1001)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1001)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(1002, 1004, 또는 1008) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1001)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1001)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(1001)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1001)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(1001)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(1004)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(1008)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(1004) 또는 서버(1008)는 제 2 네트워크(1099) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(1001)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 기기, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(1001)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(1036) 또는 외장 메모리(1038))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(1040))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(1001))의 프로세서(예: 프로세서(1020))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 1, 도 2의 전자 장치(100), 도 1의 웨어러블 기기(101), 도 1의 모바일 기기(105) 중 어느 하나)는 통신 회로(예: 도 2의 통신 회로(130)), 메모리(예: 도 2의 메모리(120)), 및 상기 통신 회로, 및 상기 메모리와 작동적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서(예: 도 2의 프로세서(110))를 포함할 수 있다. 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 적어도 하나의 프로세서가, 단위 수면 구간에 대한 사용자의 실시간 수면 데이터를 획득하고, 상기 실시간 수면 데이터와, 총(full) 수면 구간에 대한 상기 사용자의 이전 수면 데이터에 기반하여 비정상 렘(rapid eye movement sleep, REM) 수면 이벤트를 감지하고, 상기 비정상 렘 수면 이벤트에 대한 응답으로 지정된 액션 정보에 기반한 사용자 인터페이스를 제공하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 저장할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 비정상 렘 수면 이벤트는 최초 렘 수면 단계(a first REM sleep stage)로의 진입 시간, 렘 수면 단계의 발생 빈도, 렘 수면 단계의 지속 시간 및 렘 수면 단계들 간 간격 중 적어도 하나에 기반하여 감지될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 이전 수면 데이터는 지정된 횟수 이상 반복된 상기 사용자의 과거 수면 활동에 관한 데이터, 또는 최근 일정 기간 동안의 상기 사용자의 과거 수면 데이터에 해당할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 인스트럭션들은, 상기 적어도 하나의 프로세서가, 상기 이전 수면 데이터로부터 상기 사용자의 렘 수면 단계를 감지하기 위한 개인화된 바운더리 정보를 확인하고, 상기 실시간 수면 데이터 및 상기 개인화된 바운더리 정보에 기반하여 렘 수면 단계의 패턴이 이상 패턴인지 여부를 판단하고, 상기 렘 수면 단계의 패턴이 이상 패턴인 것에 기반하여 상기 비정상 렘 수면 이벤트를 감지하도록 할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 개인화된 바운더리 정보는 상기 총 수면 구간 동안 측정된 심장 활동 신호의 특징 정보이고, 상기 특징 정보는 LF 값(power in low frequency range), HF 값(power in high frequency range), 및 LF/HF 값(ratio of LF to HF) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 액션 정보는 알람 출력, 진동 출력, 조명 제어, 및 오디오 재생 중 적어도 하나의 액션에 대한 정보를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 액션 정보는 상기 사용자의 기상을 유도하기 위한 액션, 또는 상기 사용자의 숙면을 유도하기 위한 액션에 대한 정보를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 인스트럭션들은, 상기 적어도 하나의 프로세서가, 상기 전자 장치 내 출력 모듈(예: 도 2의 출력 모듈(150))을 통해 상기 액션 정보에 따른 사용자 인터페이스를 제공하도록 하거나, 상기 통신 회로를 통해 적어도 하나의 외부 전자 장치(예: 도 1의 IoT 기기(200), 웨어러블 기기(101), 모바일 기기(105) 중 적어도 하나)와의 근거리 무선 통신을 수행하여 상기 적어도 하나의 외부 전자 장치를 통해 상기 액션 정보에 따른 사용자 인터페이스가 제공되도록 할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 인스트럭션들은, 상기 적어도 하나의 프로세서가, 복수의 단위 수면 구간들에 대한 실시간 수면 데이터를 누적하여 총 수면 구간에 대한 실시간 수면 데이터를 획득하고, 상기 통신 회로를 통해 서버로, 상기 총 수면 구간에 대한 상기 실시간 수면 데이터, 상기 비정상 렘 수면 이벤트에 대한 정보 및 상기 비정상 렘 수면 이벤트에 따른 액션 실행 정보 중 적어도 하나를 전송하도록 할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 실시간 수면 데이터는 상기 전자 장치 내 제1 센서를 통해 측정된 생체 신호, 상기 통신 회로를 통해 외부 전자 장치로부터 수신된 생체 신호, 상기 전자 장치 내 제2 센서를 통해 측정된 모션 신호, 또는 상기 통신 회로를 통해 외부 전자 장치로부터 수신된 모션 신호 중 하나 이상에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 동작 방법은 단위 수면 구간에 대한 사용자의 실시간 수면 데이터를 획득하는 동작, 상기 실시간 수면 데이터와, 총(full) 수면 구간에 대한 상기 사용자의 이전 수면 데이터에 기반하여 비정상 렘(rapid eye movement sleep, REM) 수면 이벤트를 감지하는 동작, 및 상기 비정상 렘 수면 이벤트에 대한 응답으로 지정된 액션 정보에 기반한 사용자 인터페이스를 제공하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 비정상 렘 수면 이벤트는 최초 렘 수면 단계(a first REM sleep stage)로의 진입 시간, 렘 수면 단계의 발생 빈도, 렘 수면 단계의 지속 시간 및 렘 수면 단계들 간 간격 중 적어도 하나에 기반하여 감지될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 이전 수면 데이터는 지정된 횟수 이상 반복된 상기 사용자의 과거 수면 활동에 관한 데이터, 또는 최근 일정 기간 동안의 상기 사용자의 과거 수면 데이터에 해당할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 비정상 렘 수면 이벤트를 감지하는 동작은 상기 이전 수면 데이터로부터 상기 사용자의 렘 수면 단계를 감지하기 위한 개인화된 바운더리 정보를 확인하는 동작, 상기 실시간 수면 데이터 및 상기 개인화된 바운더리 정보에 기반하여 렘 수면 단계의 패턴이 이상 패턴인지 여부를 결정하는 동작, 및 상기 렘 수면 단계의 패턴이 이상 패턴인 것에 기반하여 상기 비정상 렘 수면 이벤트를 감지할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 개인화된 바운더리 정보는 상기 총 수면 구간 동안 측정된 심장 활동 신호의 특징 정보이고, 상기 특징 정보는 LF 값(power in low frequency range), HF 값(power in high frequency range), 및 LF/HF 값(ratio of LF to HF) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 액션 정보는 알람 출력, 진동 출력, 조명 제어, 및 오디오 재생 중 적어도 하나의 액션에 대한 정보를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 액션 정보는 상기 사용자의 기상을 유도하기 위한 액션, 또는 상기 사용자의 숙면을 유도하기 위한 액션에 대한 정보를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 사용자 인터페이스를 제공하는 동작은 상기 전자 장치 내 출력 모듈을 통해 상기 액션 정보에 따른 사용자 인터페이스를 제공하는 동작, 및 상기 전자 장치 내 통신 회로를 통해 적어도 하나의 외부 전자 장치와의 근거리 무선 통신을 수행하여 상기 적어도 하나의 외부 전자 장치를 통해 상기 액션 정보에 따른 사용자 인터페이스가 제공되도록 하는 동작 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 동작 방법은 복수의 단위 수면 구간들에 대한 실시간 수면 데이터를 누적하여 총 수면 구간에 대한 실시간 수면 데이터를 획득하는 동작, 및 상기 총 수면 구간에 대한 상기 실시간 수면 데이터, 상기 비정상 렘 수면 이벤트에 대한 정보 및 액션 실행 정보 중 하나 이상을 서버로 전송하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 실시간 수면 데이터는 상기 전자 장치 내 제1 센서를 통해 측정된 생체 신호, 외부 전자 장치로부터 수신된 생체 신호, 상기 전자 장치 내 제2 센서를 통해 측정된 모션 신호, 또는 상기 외부 전자 장치로부터 수신된 모션 신호 중 하나 이상에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
Claims (20)
- 전자 장치에 있어서,
통신 회로;
메모리; 및
상기 통신 회로, 및 상기 메모리와 작동적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
상기 메모리는, 실행 시에, 상기 적어도 하나의 프로세서가,
단위 수면 구간에 대한 사용자의 실시간 수면 데이터를 획득하고,
상기 실시간 수면 데이터와, 총(full) 수면 구간에 대한 상기 사용자의 이전 수면 데이터에 기반하여 비정상 렘(rapid eye movement sleep, REM) 수면 이벤트를 감지하고,
상기 비정상 렘 수면 이벤트에 대한 응답으로 지정된 액션 정보에 기반한 사용자 인터페이스를 제공하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 저장하는 전자 장치. - 제1항에 있어서,
상기 비정상 렘 수면 이벤트는,
최초 렘 수면 단계(a first REM sleep stage)로의 진입 시간, 렘 수면 단계의 발생 빈도, 렘 수면 단계의 지속 시간 및 렘 수면 단계들 간 간격 중 적어도 하나에 기반하여 감지되는 전자 장치. - 제1항에 있어서,
상기 이전 수면 데이터는,
지정된 횟수 이상 반복된 상기 사용자의 과거 수면 활동에 관한 데이터, 또는 최근 일정 기간 동안의 상기 사용자의 과거 수면 데이터에 해당하는 전자 장치. - 제1항에 있어서,
상기 인스트럭션들은, 상기 적어도 하나의 프로세서가,
상기 이전 수면 데이터로부터 상기 사용자의 렘 수면 단계를 감지하기 위한 개인화된 바운더리 정보를 확인하고,
상기 실시간 수면 데이터 및 상기 개인화된 바운더리 정보에 기반하여 렘 수면 단계의 패턴이 이상 패턴인지 여부를 판단하고,
상기 렘 수면 단계의 패턴이 이상 패턴인 것에 기반하여 상기 비정상 렘 수면 이벤트를 감지하도록 하는 전자 장치. - 제4항에 있어서,
상기 개인화된 바운더리 정보는 상기 총 수면 구간 동안 측정된 심장 활동 신호의 특징 정보이고, 상기 특징 정보는 LF 값(power in low frequency range), HF 값(power in high frequency range), 및 LF/HF 값(ratio of LF to HF) 중 하나 이상을 포함하는 전자 장치. - 제1항에 있어서,
상기 액션 정보는 알람 출력, 진동 출력, 조명 제어, 및 오디오 재생 중 적어도 하나의 액션에 대한 정보를 포함하는 전자 장치. - 제1항에 있어서,
상기 액션 정보는,
상기 사용자의 기상을 유도하기 위한 액션; 또는
상기 사용자의 숙면을 유도하기 위한 액션에 대한 정보를 포함하는 전자 장치. - 제1항에 있어서,
상기 인스트럭션들은, 상기 적어도 하나의 프로세서가,
상기 전자 장치 내 출력 모듈을 통해 상기 액션 정보에 따른 사용자 인터페이스를 제공하도록 하거나,
상기 통신 회로를 통해 적어도 하나의 외부 전자 장치와의 근거리 무선 통신을 수행하여 상기 적어도 하나의 외부 전자 장치를 통해 상기 액션 정보에 따른 사용자 인터페이스가 제공되도록 하는 전자 장치. - 제1항에 있어서,
상기 인스트럭션들은, 상기 적어도 하나의 프로세서가,
복수의 단위 수면 구간들에 대한 실시간 수면 데이터를 누적하여 총 수면 구간에 대한 실시간 수면 데이터를 획득하고,
상기 통신 회로를 통해 서버로, 상기 총 수면 구간에 대한 상기 실시간 수면 데이터, 상기 비정상 렘 수면 이벤트에 대한 정보 및 상기 비정상 렘 수면 이벤트에 따른 액션 실행 정보 중 적어도 하나를 전송하도록 하는 전자 장치. - 제1항에 있어서,
상기 실시간 수면 데이터는,
상기 전자 장치 내 제1 센서를 통해 측정된 생체 신호;
상기 통신 회로를 통해 외부 전자 장치로부터 수신된 생체 신호;
상기 전자 장치 내 제2 센서를 통해 측정된 모션 신호; 또는
상기 통신 회로를 통해 외부 전자 장치로부터 수신된 모션 신호 중 하나 이상에 대한 데이터를 포함하는 전자 장치. - 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
단위 수면 구간에 대한 사용자의 실시간 수면 데이터를 획득하는 동작;
상기 실시간 수면 데이터와, 총(full) 수면 구간에 대한 상기 사용자의 이전 수면 데이터에 기반하여 비정상 렘(rapid eye movement sleep, REM) 수면 이벤트를 감지하는 동작; 및
상기 비정상 렘 수면 이벤트에 대한 응답으로 지정된 액션 정보에 기반한 사용자 인터페이스를 제공하는 동작을 포함하는 방법. - 제11항에 있어서,
상기 비정상 렘 수면 이벤트는,
최초 렘 수면 단계(a first REM sleep stage)로의 진입 시간, 렘 수면 단계의 발생 빈도, 렘 수면 단계의 지속 시간 및 렘 수면 단계들 간 간격 중 적어도 하나에 기반하여 감지되는 방법. - 제11항에 있어서,
상기 이전 수면 데이터는,
지정된 횟수 이상 반복된 상기 사용자의 과거 수면 활동에 관한 데이터, 또는 최근 일정 기간 동안의 상기 사용자의 과거 수면 데이터에 해당하는 방법. - 제11항에 있어서,
상기 비정상 렘 수면 이벤트를 감지하는 동작은,
상기 이전 수면 데이터로부터 상기 사용자의 렘 수면 단계를 감지하기 위한 개인화된 바운더리 정보를 확인하는 동작;
상기 실시간 수면 데이터 및 상기 개인화된 바운더리 정보에 기반하여 렘 수면 단계의 패턴이 이상 패턴인지 여부를 결정하는 동작; 및
상기 렘 수면 단계의 패턴이 이상 패턴인 것에 기반하여 상기 비정상 렘 수면 이벤트를 감지하는 동작을 포함하는 방법. - 제14항에 있어서,
상기 개인화된 바운더리 정보는 상기 총 수면 구간 동안 측정된 심장 활동 신호의 특징 정보이고, 상기 특징 정보는 LF 값(power in low frequency range), HF 값(power in high frequency range), 및 LF/HF 값(ratio of LF to HF) 중 하나 이상을 포함하는 방법. - 제11항에 있어서,
상기 액션 정보는 알람 출력, 진동 출력, 조명 제어, 및 오디오 재생 중 적어도 하나의 액션에 대한 정보를 포함하는 방법. - 제11항에 있어서,
상기 액션 정보는 상기 사용자의 기상을 유도하기 위한 액션, 또는 상기 사용자의 숙면을 유도하기 위한 액션에 대한 정보를 포함하는 방법. - 제11항에 있어서,
상기 사용자 인터페이스를 제공하는 동작은,
상기 전자 장치 내 출력 모듈을 통해 상기 액션 정보에 따른 사용자 인터페이스를 제공하는 동작; 및
상기 전자 장치 내 통신 회로를 통해 적어도 하나의 외부 전자 장치와의 근거리 무선 통신을 수행하여 상기 적어도 하나의 외부 전자 장치를 통해 상기 액션 정보에 따른 사용자 인터페이스가 제공되도록 하는 동작 중 적어도 하나를 포함하는 방법. - 제11항에 있어서,
복수의 단위 수면 구간들에 대한 실시간 수면 데이터를 누적하여 총 수면 구간에 대한 실시간 수면 데이터를 획득하는 동작; 및
상기 총 수면 구간에 대한 상기 실시간 수면 데이터, 상기 비정상 렘 수면 이벤트에 대한 정보 및 액션 실행 정보 중 하나 이상을 서버로 전송하는 동작을 더 포함하는 방법. - 제11항에 있어서,
상기 실시간 수면 데이터는,
상기 전자 장치 내 제1 센서를 통해 측정된 생체 신호;
외부 전자 장치로부터 수신된 생체 신호;
상기 전자 장치 내 제2 센서를 통해 측정된 모션 신호; 또는
상기 외부 전자 장치로부터 수신된 모션 신호 중 하나 이상에 대한 데이터를 포함하는 방법.
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