KR20230073432A - 스마트 수면 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 스마트 수면 장치는, 복수의 구역들로 구획되고, 상기 복수의 구역들 각각에는 적어도 하나의 가요성 압력 센서가 배치되는 공기 충진형 매트리스, 상기 가요성 압력 센서의 측정값을 기초로 소정 연산을 수행하는 연산 유닛, 및 상기 연산 유닛의 연산 수행 결과에 따라 실시간으로 상기 공기 충진형 매트리스의 압력을 구역별로 조절하는 공기압 조절 유닛을 포함한다.

Description

스마트 수면 장치{Smart sleeping apparatus}
본 발명은 스마트 수면 장치에 관한 것이다.
사람은 하루 평균적으로 6 내지 8시간동안 수면하며, 수면의 질은 사람의 활동시에 느끼는 피로감에 영향을 미친다. 따라서, ‘얼마나 충분한 시간동안 수면을 하는지’보다 ‘얼마나 양질의 수면을 하는지’에 대한 관심이 지속적으로 증가하고 있으며, 사용자가 편안한 자세로 수면하기 위한 다양한 장치들이 개발되고 있다.
사람은 수면 중에 체압 분산, 체온 조절, 혈액순환이나 촉진 등을 위해 무의식적으로 신체를 움직인다. 이 때, 자연스럽게 취하게 되는 개별적인 자세에 의하여 신체 중 압력이 집중되는 부위가 발생할 수 있으며, 사람은 압력이 집중되는 해당 부위의 불편함을 개선하기 위해 무의식적으로 뒤척인다. 이와 같은 뒤척임은 숙면을 방해한다.
종래에는, 스프링을 내장한 매트리스에서 인체의 형상에 부합하도록 함몰되는 메모리폼 매트리스 등이 개발되었다. 그러나, 종래의 매트리스는 사용자의 편안한 수면 자세에 기민하게 대응되지 않았다. 또한, 이와 같은 매트리스는 사용자의 수면자세에 대한 정보를 축적하지 않았다.
최근 의료기관에서는, 수면자세에 대한 정보를 획득하기 위해 사용자가 실험 환경에서 신체에 센서를 부착하고 수면하도록 하고, 복수의 카메라를 통해 사용자를 관찰하는 방식의 수면다원검사를 진행한다. 의료기관은 수면다원검사의 결과에 따라 정보를 수집/분석하고 있다. 이 또한, 사용자의 숙면을 근본적으로 해결할 수는 없다.
따라서, 사용자의 수면 자세를 분석하여, 사용자가 사용하는 매트리스의 강도를 실시간으로 조절하는 장치 및 방법에 대한 요구가 존재한다.
대한민국 공개특허 제10-2017-0109921호 (2017.10.10 공개)
본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위하여, 가요성 압력 센서를 사용하여 사용자의 수면 중 수면 자세를 분석하고, 분석 결과에 따라 실시간으로 공기압이 조절되는 공기 충진형 매트리스를 포함하는 스마트 수면 장치를 제공한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 스마트 수면 장치는, 복수의 구역들로 구획되고, 상기 복수의 구역들 각각에는 적어도 하나의 가요성 압력 센서가 배치되는 공기 충진형 매트리스, 상기 가요성 압력 센서의 측정값을 기초로 소정 연산을 수행하는 연산 유닛, 및 상기 연산 유닛의 연산 수행 결과에 따라 실시간으로 상기 공기 충진형 매트리스의 압력을 구역별로 조절하는 공기압 조절 유닛을 포함할 수 있다.
또한, 상기 소정 연산은, 상기 측정값을 최적화하여 그레이스케일(grayscale) 형태의 패턴으로 이미지화하는 것일 수 있다.
또한, 상기 복수의 구역들 중 적어도 일부는 상이한 면적을 가질 수 있다.
또한, 상기 복수의 구역들은, 사용자가 상기 공기 충진형 매트리스에 정위치할 때, 상기 사용자의 신체가 가압하는 복수의 주요 구역들, 및 상기 복수의 주요 구역들과 이웃하여 형성되는 복수의 서브 구역들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 주요 구역들 중 적어도 일부에 배치된 가요성 압력 센서들의 단위면적당 배치밀도는, 상기 복수의 서브 구역들에 배치된 가요성 압력 센서들의 단위면적당 배치밀도보다 클 수 있다.
또한, 상기 복수의 주요 구역들은, 상기 사용자의 머리가 위치하는 제1 주요 구역, 상기 사용자의 어깨가 위치하는 제2 주요 구역, 상기 사용자의 허리가 위치하는 제3 주요 구역, 상기 사용자의 둔부가 위치하는 제4 주요 구역, 및 상기 사용자의 다리가 위치하는 제5 주요 구역을 포함하고, 상기 제2 주요 구역에 배치된 가요성 압력 센서들의 단위면적당 배치밀도와 상기 제4 주요 구역에 배치된 가요성 압력 센서들의 단위면적당 배치밀도는, 상기 제2 주요 구역 및 상기 제4 주요 구역을 제외한 상기 복수의 주요 구역들 각각에 배치된 가요성 압력 센서들의 단위면적당 배치밀도보다 클 수 있다.
또한, 상기 복수의 주요 구역들 중 적어도 일부에 배치된 가요성 압력 센서들은 일측으로 편향되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 가요성 압력 센서의 측정값은 상기 복수의 구역들에 포함된 적어도 하나의 컬러 블록에 의해 무채색으로 표현될 수 있다.
또한, 상기 공기 충진형 매트리스는, 상기 복수의 구역들에 대응되며, 상기 공기압 조절 유닛으로부터 개별적으로 공기압이 조절되는 복수의 에어 룸을 가지는 매트리스 본체, 및 상기 매트리스 본체 상에 결합되어 상기 가요성 압력 센서를 통해 상기 사용자의 수면 자세를 감지하는 센싱 레이어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 공기압 조절 유닛은, 상기 연산 유닛으로부터의 공기압 조절 명령을 수신하거나, 상기 연산 유닛으로 상기 가요성 압력 센서의 측정값을 송신하기 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 연산 유닛은 이미지화된 상기 패턴과 프리셋 수면 자세를 매칭하고, 상기 프리셋 수면 자세에 대응되어 상기 복수의 구역들 중 적어도 일부에 상이한 공기압이 인가되도록 상기 공기압 조절 유닛을 제어할 수 있다.
또한, 상기 연산 유닛은 상기 패턴, 상기 프리셋 수면 자세, 및 패턴과 프리셋 수면 자세의 매칭 결과 중 적어도 하나를 외부로 전송할 수 있다.
또한, 상기 연산 유닛은, 상기 가요성 압력 센서의 측정 시간, 측정 위치, 및 측정 압력 중 적어도 하나를 저장하는 데이터베이스부, 상기 데이터베이스부에 저장된 상기 측정 압력을 최적화하는 데이터최적화부, 상기 데이터최적화부에 의해 최적화된 상기 측정 압력에 대응되는 컬러를 할당하여 상기 복수의 구역들에 포함된 적어도 하나의 컬러 블록에 의해 무채색의 패턴으로 이미지화하여 표현하는 패터닝부, 및 상기 패터닝부에 의해 생성된 패턴 이미지와 프리셋 수면 자세를 매칭하는 수면 분석부를 포함할 수 있다.
전술한 과제 해결 수단과 후술할 구체적인 내용에 따르면, 본 발명의 스마트 수면 장치는 사용자의 수면 자세를 실시간으로 분석하여 상기 수면 자세에 대응되도록 공기 충진형 매트리스의 공기압을 실시간으로 조절하므로, 사용자의 숙면을 유도 및 유지시키는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 스마트 수면 장치를 통해, 의료인은 사용자가 의료기관에 방문하지 않더라도 비대면으로 사용자의 수면 자세를 연구 및 분석할 수 있으며, 연구 및 분석결과에 따른 다양한 고객 서비스를 제공할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치 중 복수의 구역들을 설명하기 위한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치 중 주요 구역들과 서브 구역들을 설명하기 위한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치의 공기 충진형 매트리스에 배치되는 가요성 압력 센서를 설명하기 위한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치에서 복수의 구역들이 포함하는 컬러 블록들을 설명하기 위한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치에서 가요성 압력 센서의 측정값을 최적화하는 과정을 설명하기 위한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치에서 가요성 압력 센서의 측정값이 이미지화되는 과정을 설명하기 위한 것이다.
도 8은 이미지화된 다양한 측정 결과를 나타내기 위한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치의 구성 개념도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치를 제어하는 방법의 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치(10)이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치(10)는 공기 충진형 매트리스(100), 공기압 조절 유닛(200), 및 연산 유닛(300)을 포함한다. 선택적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치(10)는 디스플레이부(400)를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 스마트 수면 장치(10)는 공기 충진형 매트리스(100)를 사용자의 수면 자세에 대응되도록 조절함으로써, 사용자의 숙면을 유도한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치(10)의 각부 구성을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치(10) 중 복수의 구역(130)들을 설명하기 위한 것이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치(10) 중 주요 구역(140)들과 서브 구역(150)들을 설명하기 위한 것이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치(10)의 공기 충진형 매트리스(100)에 배치되는 가요성 압력 센서(170)를 설명하기 위한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치(10)는 사용자가 수면하는 공기 충진형 매트리스(100)를 포함한다. 공기 충진형 매트리스(100)는 종래의 스프링 매트리스, 라텍스 매트리스와 달리, 그 내부에 공기를 충진하여 소정 크기를 형성한다. 공기 충진형 매트리스(100) 내부에 충진된 공기는 일정한 공기압을 가질 수 있으며, 사용자의 신체를 안정적으로 지지할 수 있다. 다만, 필요에 따라, 공기 충진형 매트리스(100)의 공기압은 조절될 수 있다. 즉, 공기 충진형 매트리스(100)는 사용자의 신장(height), 몸무게(weight), 및 자세(posture)에 따라 그 형상이 변화할 수 있다. 공기 충진형 매트리스(100)의 형상 변화에 대해서는 후술한다.
공기 충진형 매트리스(100)는 매트리스 본체(110)와 센싱 레이어(120)를 포함할 수 있다. 매트리스 본체(110)는 복수의 에어 룸(미도시)을 가질 수 있다. 상기 복수의 에어 룸은 후술하는 복수의 구역들에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 즉, 복수의 에어 룸은 복수의 구역들과 대응되는 수로 형성될 수 있다. 상기 복수의 에어 룸 각각은 개별적으로 공기압이 조절될 수 있고, 개별적으로 공기압이 조절된 에어 룸에 의하여 공기 충진형 매트리스(100)는 사용자에게 최적화된 형상을 가지도록 변형될 수 있다. 이로써, 공기 충진형 매트리스(100)는 사용자의 수면 자세를 가장 안정적으로 지지할 수 있는 형상을 가지므로, 스마트 수면 장치(10)는 사용자의 수면의 질을 향상시키는 이점이 있다. 사용자의 수면 자세에 따라 공기 충진형 매트리스(100)가 조절되는 과정에 대해서는 후술한다.
또한, 공기 충진형 매트리스(100)는 사용자의 수면 자세를 감지하는 센싱 레이어(120)를 포함할 수 있다. 후술하는 가요성 압력 센서(170)들은 센싱 레이어(120)에 복수개 배치될 수 있다. 예시적으로, 가요성 압력 센서(170)들이 센싱 레이어(120)에 복수개 배치되기 위해, 센싱 레이어(120)는 225 평방밀리미터 내지 2,500 평방밀리미터 그리드의 가요성 인쇄회로기판(flexible PCB)들이 집합된 구조로 형성될 수 있다. 센싱 레이어(120)는 매트리스 본체(110) 상에 결합되어 가요성 압력 센서(170)를 통해 사용자의 수면 자세를 감지할 수 있다.
이하에서는, 공기 충진형 매트리스(100)의 구획된 구역(130)들을 설명한다.
공기 충진형 매트리스(100)는 매트리스 전체에 걸쳐 기설정된 복수의 구역(130)들로 구획될 수 있다. 보다 상세하게는, 공기 충진형 매트리스(100) 중 센싱 레이어(120)는 복수의 구역(130)들로 구획될 수 있다. 복수의 구역(130)들 각각에는 적어도 하나의 가요성 압력 센서(170)가 배치될 수 있다. 즉, 복수의 구역(130)들 각각에 배치된 가요성 압력 센서(170)에 의해, 구역(130)별로 사용자가 공기 충진형 매트리스(100)에 가하는 압력이 측정될 수 있다. 측정된 압력은 공기 충진형 매트리스(100)가 사용자 맞춤형 형상으로 커스터마이징 되기 위한 데이터로 사용될 수 있다.
복수의 구역(130)들은 모두 동일한 면적을 가지도록 형성될 수도 있고, 적어도 일부가 상이한 면적을 가지도록 형성될 수도 있다. 이 때, 사용자는 일반적으로 침대의 중앙에 정위치하여 수면을 시작한다. 따라서, 사용자가 정위치하여 수면을 시작하는 공기 충진형 매트리스(100)의 구역(130)들의 면적은 다른 구역(130)들의 면적보다 상대적으로 큰 너비(width)를 가지도록 형성될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 공기 충진형 매트리스(100)의 구역(130)들은 예시적으로 5×3 행렬의 형태로 배치되도록 형성될 수 있다. 즉, 공기 충진형 매트리스(100)의 구역(130)들은 총 15개의 구역(130, zone)들을 포함할 수 있다. 다만, 구역의 수는 임의적이며, 필요에 따라 5×5 행렬(25개의 구역), 7×3 행렬(21개의 구역), 7×5 행렬(35개의 구역)과 같이 복수의 구역(130)들을 포함할 수 있다. 설명상 편의를 위해, 좌측 최상단의 구역을 제1 구역이라 명명하고, 우측 최하단의 구역을 제15 구역으로 명명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 구역(130)들 중 적어도 일부는 상이한 면적을 가질 수 있다. 예시적으로, 제1 영역, 제3 영역, 제7 영역, 및 제9 영역은 제1 구역 면적을 가질 수 있다. 또한, 제4 영역, 제6 영역, 제10 영역, 및 제12 영역은 상기 제1 구역 면적보다 큰 제2 구역 면적을 가질 수 있다. 또한, 제13 구역, 및 제15 구역은 상기 제2 구역 면적보다 큰 제3 구역 면적을 가질 수 있고, 제2 구역, 및 제8 구역은 상기 제2 구역 면적보다 큰 제4 구역 면적을 가질 수 있다. 또한, 제5 구역 및 제11 구역은 제3 구역 면적과 제4 구역 면적보다 큰 제5 구역 면적을 가질 수 있고, 제14 구역은 제5 구역 면적보다 큰 제6 구역 면적을 가질 수 있다. 한편, 각각의 구역(130)들의 높이(height)는 사용자(U)의 신체 비율에 대응되도록 형성될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치(10)는 청소년, 성인, 노인 등 다양한 체형을 가지는 사용자(U)에 적용될 수 있도록 구역(130)들이 구획된 공기 충진형 매트리스(100)를 포함할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 구역(130)들은 주요 구역(140)들과 서브 구역(150)들을 포함할 수 있다. 주요 구역(140)들은 공기 충진형 매트리스(100)의 중앙부에 형성될 수 있다. 주요 구역(140)들은 사용자(U)가 공기 충진형 매트리스(100)에 정위치할 때, 사용자(U)의 신체가 가압하는 구역(130)들일 수 있다. 예시적으로, 제2 구역, 제5 구역, 제8 구역, 제11 구역, 및 제14 구역이 주요 구역(140)들일 수 있다. 보다 상세하게는, 제2 구역은 제1 주요 구역(1401)일 수 있고, 제5 구역은 제2 주요 구역(1402)일 수 있으며, 제8 구역은 제3 주요 구역(1403)일 수 있고, 제11 구역은 제4 주요 구역(1404)일 수 있으며, 제14 구역은 제5 주요 구역(1405)일 수 있다.
이 때, 제1 주요 구역(1401)은 사용자의 머리가 위치하고, 제2 주요 구역(1402)은 사용자의 어깨가 위치하며, 제3 주요 구역(1403)은 사용자의 허리가 위치하고, 제4 주요 구역(1404)은 사용자의 둔부가 위치하며, 제5 주요 구역(1405)은 사용자의 다리가 위치할 수 있다.
한편, 서브 구역(150)들은 주요 구역(140)들의 양측에 이웃하여 형성될 수 있다. 제1 서브 구역(1501, 제1 구역), 제2 서브 구역(1502, 제4 구역), 제3 서브 구역(1503, 제7 구역), 제4 서브 구역(1504, 제10 구역), 제5 서브 구역(1505, 제13 구역), 제6 서브 구역(1506, 제3 구역), 제7 서브 구역(1507, 제6 구역), 제8 서브 구역(1508, 제9 구역), 제9 서브 구역(1509, 제12 구역), 및 제10 서브 구역(1510, 제15 구역)이 각각 형성될 수 있다. 서브 구역(150)들은 사용자(U)가 자세를 변경하는 경우 사용자(U)의 신체에 의해 가압될 수 있다. 예시적으로, 사용자(U)는 수면 중에 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있다. 또한, 사용자(U)는 신체를 접거나 펼 수 있으며, 좌측방향 또는 우측방향으로 구를 수도 있다. 따라서, 사용자(U)가 정위치하지 않는 경우 서브 영역(150) 상에도 사용자(U)의 신체가 위치할 수 있다.
한편, 주요 구역(140)들 각각은, 동일한 행에 대응되는 서브 구역(150)들 각각의 면적보다 큰 면적을 가질 수 있다. 일반적으로, 사용자(U)는 공기 충진형 매트리스(100)의 중앙에 누울 수 있으며, 공기 충진형 매트리스(100)의 중앙에 형성된 주요 구역(140)들은 서브 구역(150)들에 비해 보다 세밀한 압력 분석이 필요하다. 이에 따라, 주요 구역(140)이 대응되는 행의 서브 구역(150)들 각각의 면적보다 큰 면적을 가짐으로써, 사용자(U)의 수면 자세가 더욱 정확하게 분석될 수 있고, 본 발명에 따른 스마트 수면 장치(10)는 사용자(U)에게 최적의 수면 환경을 제공할 수 있는 이점이 있다.
이하에서는, 가요성 압력 센서(170)와, 가요성 압력 센서(170)가 주요 구역(140)들과 서브 구역(150)들에 배치된 단위면적당 배치밀도에 대해 설명한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 주요 구역(140)들과 서브 구역(150)들에 가요성 압력 센서(170)들이 배치될 수 있다. 예시적으로, 가요성 압력 센서(170)들은 0.3mm 규격의 가요성 박막 압력 센서일 수 있다. 가요성 압력 센서(170)들은 빠른 반응속도를 가지며, 정적 압력 및 동적 압력을 감지할 수 있다. 가요성 압력 센서(170)들은 모듈 형태로 개별 형성될 수 있다.
가요성 압력 센서(170)들은 사용자(U)가 수면 중일 때 주로 가압하는 구역에 집중적으로 배치될 필요가 있다. 사용자(U)가 주로 가압하는 구역에 가요성 압력 센서(170)들을 집중 배치함으로써, 사용자(U)가 머무는 구역들의 세밀한 측정값을 획득할 수 있고, 사용자(U)에게 최적의 수면 환경을 제공할 수 있다.
상기와 같이, 사용자(U)에게 최적의 수면 환경을 제공하기 위해, 가요성 압력 센서(170)들은 주요 구역(140)들에 밀집 배치될 수 있다. 보다 상세하게는, 복수의 주요 구역(140)들 중 적어도 일부에 배치된 가요성 압력 센서(170)들의 단위면적당 배치밀도는 복수의 서브 구역(150)들에 배치된 가요성 압력 센서(170)들의 단위면적당 배치밀도보다 클 수 있다. 따라서, 사용자(U)가 주로 누워있는 주요 구역(140)들에 가요성 압력 센서(170)들이 밀집되어 배치되므로, 가요성 압력 센서(170)들의 측정값이 정밀하게 획득될 수 있고, 사용자(U)에게 최적의 수면 환경을 제공할 수 있다.
한편, 신체특성 상, 사용자(U)가 공기 충진형 매트리스(100)에 정자세로 정위치하였을 때, 사용자(U)의 신체가 접촉하여 가해지는 신체 전체 압력의 약 70%는 어깨와 둔부에 집중되어 있다. 즉, 제2 주요 구역(1402)과 제4 주요 구역(1404)에 사용자(U)의 체중에 의한 압력이 집중된다. 따라서, 제2 주요 구역(1402)에 배치된 가요성 압력 센서(170)들의 단위면적당 배치밀도와 제4 주요 구역(1404)에 배치된 가요성 압력 센서(170)들의 단위면적당 배치밀도는, 상기 주요 구역들(1402, 1404)을 제외한 나머지 주요 구역들(1401, 1403, 1405) 각각에 배치된 가요성 압력 센서(170)들의 단위면적당 배치밀도보다 클 수 있다.
또한, 복수의 주요 구역(140)들 중 적어도 일부에 배치된 가요성 압력 센서(170)들은 일측으로 편향되어 배치될 수 있다. 예시적으로, 사용자(U)의 다리가 가압하는 제5 주요 구역(1405)의 경우, 일반적으로 다리 말단에 의한 압력보다 허벅지 부분에 의한 압력이 더 높다. 따라서, 제5 주요 구역(1405) 내에서, 가요성 압력 센서(170)들은 다리 말단부분에 비해 허벅지 부분에 더욱 밀집되도록 편향되어 배치될 수 있다. 이로써, 사용자(U)의 신체가 주로 접촉하는 부분을 세밀하게 감지하여 사용자(U)의 신체를 안정적으로 지지할 수 있다.
이하에서는, 공기압 조절 유닛(200)에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치(10)는 공기압 조절 유닛(200)을 포함한다. 공기압 조절 유닛(200)은 공기 충진형 매트리스(100)와 전기적으로 연결될 수 있다. 공기압 조절 유닛(200)은 공기 충진형 매트리스(100)에 배치된 가요성 압력 센서(170)들에 전력을 공급할 수 있고, 상기 가요성 압력 센서(170)들이 사용자(U)의 신체에 의해 가압됨에 따라 발생되는 신호를 수집할 수 있다. 경우에 따라, 공기압 조절 유닛(200)은 후술하는 연산 유닛(300)에 상기 가요성 압력 센서(170)들의 측정값을 임시적으로 저장하는 임시 데이터베이스부(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 공기압 조절 유닛(200)은 가요성 압력 센서(170)의 측정값을 연산 유닛(300)으로 송신하기 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다. 상기 통신 모듈은 무선 통신 모듈일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 공기압 조절 유닛(200)과 연산 유닛(300)은 통신 케이블로 연결될 수도 있다.
한편, 통신 모듈은 연산 유닛(300)으로부터 공기압 조절 명령(신호)를 수신할 수 있다. 이에 따라, 공기압 조절 유닛(200)은 연산 유닛(300)의 연산 수행 결과에 따라 실시간으로 공기 충진형 매트리스(100)의 압력(즉, 공기압)을 구역(130)별로 조절할 수 있다.
예시적으로, 공기압 조절 유닛(200)은 연산 유닛(300)의 연산 수행 결과에 따라 가요성 압력 센서(170)의 측정값이 높은 것으로 판단된 구역(130)의 공기압을 높게 조절할 수 있다. 공기압 조절 유닛(200)은 공기 충진형 매트리스(100)로 공기를 주입할 수도 있고, 공기 충진형 매트리스(100)로부터 공기를 유출시킬 수도 있다. 공기압 조절 유닛(200)의 공기를 주입하거나 공기를 유출시키기 위한 수단으로는, 통상적으로 알려진 수단이 사용될 수 있다.
공기압 조절 유닛(200)은 후술하는 연산 유닛(300)에 의해 실시간으로 공기 충진형 매트리스(100)의 공기압을 조절하지만, 필요에 따라 사용자(U)의 조작이 가능한 구성이 추가적으로 구비될 수 있다. 예시적으로, 공기압 조절 유닛(200)은 구역 선택부와 공기 조절부를 포함할 수 있다. 구역 선택부를 통해 공기압을 조절할 구역(보다 정확하게는, 에어 룸)을 선택하고, 공기 조절부를 통해 해당 구역의 공기압을 증감시킬 수도 있다.
이하에서는, 연산 유닛(300)에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치(10)는 연산 유닛(300)을 포함한다. 연산 유닛(300)은 가요성 압력 센서(170)의 측정값을 기초로 소정 연산을 수행할 수 있다. 이 때, 연산은 측정값을 최적화하여 그레이스케일(grayscale) 형태의 패턴으로 이미지화하는 것을 의미할 수 있다. 연산 유닛(300)이 측정값을 최적화하여 그레이스케일(grayscale) 형태의 패턴으로 이미지화하는 과정은 후술한다. 연산 유닛(300)은 마이크로프로세서(microprocessor)와 같은 논리 연산을 수행하는 부품을 포함하는 서버일 수 있다. 예시적으로, 연산 유닛(300)은 사용자(U)의 휴대 단말일 수도 있다. 그러나, 연산 유닛(300)은 반드시 물리적 실체를 가져야 하는 것은 아니며, 연산 기능을 수행할 수 있는 클라우드 시스템일 수도 있다.
이하에서는, 연산 유닛(300)이 가요성 압력 센서(170)의 측정값을 최적화하고, 최적화된 측정값을 그레이스케일 형태의 패턴으로 이미지화한 연산 수행 결과에 따라 공기압 조절 유닛(200)을 제어하여 공기 충진형 매트리스(100)의 압력을 조절함으로써, 사용자(U)에게 최적의 수면 환경을 제공하는 과정에 대해 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치(10)에서 복수의 구역(130)들이 포함하는 컬러 블록(500)들을 설명하기 위한 것, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치(10)에서 가요성 압력 센서(170)의 측정값을 최적화하는 과정을 설명하기 위한 것, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치(10)에서 가요성 압력 센서(170)의 측정값이 이미지화되는 과정을 설명하기 위한 것이다.
먼저 도 5를 참조하여 컬러 블록(500)에 대해 설명한다. 공기 충진형 매트리스(100)의 복수의 구역(130)에서 측정된 가요성 압력 센서(170)의 측정값은 최적화되어 복수의 구역(130)들에 포함된 적어도 하나의 컬러 블록(500)에 의해 무채색으로 표현될 수 있다. 즉, 컬러 블록(500)은 특정 구역(130)이 사용자(U)에 의해 가압되는 정도를 시각적으로 표현하는 수단일 수 있다.
한편, 컬러 블록(500)은 다양한 크기로 형성될 수 있다. 컬러 블록(500)의 크기는 가요성 압력 센서(170)들의 배치밀도에 대응되며, 가요성 압력 센서(170)들의 배치밀도가 큰 부분일수록 컬러 블록(500)의 크기는 작을 수 있다. 예시적으로, 임의의 구역(130)은 복수의 제1 컬러 블록(510)들을 포함할 수 있다. 제1 컬러 블록(510)들은 제1 넓이를 가질 수 있다. 또한, 임의의 구역(130)은 복수의 제2 컬러 블록(520)들을 포함할 수 있다. 제2 컬러 블록(520)들은 상기 제1 넓이의 약 2배인 제2 넓이를 가질 수 있다. 한편, 제2 컬러 블록(520)들은 가로의 길이가 세로의 길이보다 긴 직사각형 형상일 수 있다. 또한, 임의의 구역(130)은 복수의 제3 컬러 블록(530)들을 포함할 수 있다. 제3 컬러 블록(530)들은 상기 제1 넓이의 약 4배인 제3 넓이를 가질 수 있다. 제3 컬러 블록(530)들은 제1 컬러 블록(510)들이 2행 2열의 형태로 집합 형성된 정사각형 형상일 수 있다.
제2 주요 구역(1402)과 제4 주요 구역(1404)은 가요성 압력 센서(170)가 밀집되어 있으므로, 제2 주요 구역(1402)과 제4 주요 구역(1404)은 제1 컬러 블록(510)들로 구성될 수 있다. 제2 주요 구역(1402)과 제4 주요 구역(1404)은 제1 컬러 블록(510)들에 의해 사용자(U)의 신체에 의한 압력이 가장 세밀하게 표현된다.
한편, 제1 주요 구역(1401)과 제3 주요 구역(1403), 및 이와 이웃하는 서브 구역들(1501, 1503, 1506, 1508)은 제2 컬러 블록(520)들로 구성될 수 있다. 상기 구역(130)들은 사용자(U)의 상체에 대응되는 부분이므로, 제2 컬러 블록(520)들에 의해 사용자(U)의 신체에 의한 압력이 다소 세밀하게 표현된다.
또한, 사용자(U)의 하체에 대응되는 주요 구역들과 서브 구역들(예를 들면, 제5 주요 구역(1405), 제5 서브 구역(1505), 및 제10 서브 구역(1510))은 제3 컬러 블록(530)들로 구성될 수 있다. 상기 구역(130)들은 사용자(U)의 하체에 대응되는 부분이므로, 제3 컬러 블록(530)들에 의해 사용자(U)의 신체에 의한 압력이 표현된다.
이하에서는, 가요성 압력 센서(170)의 측정값을 통해 컬러 블록(500)에 색상이 할당되는 과정에 대해 설명한다.
도 6을 참조하면, 연산 유닛(300)은 전술한 공기압 조절 유닛(200)으로부터 가요성 압력 센서(170)의 측정값을 수신할 수 있다. 예시적으로, 가요성 압력 센서(170)의 측정값은 측정 시간, 측정 위치, 및 측정 압력 중 적어도 하나일 수 있다. 가요성 압력 센서(170)의 측정값은 0 내지 약 0.2kgf/cm2의 범위를 가지는 측정 압력일 수 있다. 가요성 압력 센서(170)의 측정값은 소정 범위를 가지는 정수 범위의 수치로 치환될 수 있고, 연산 유닛(300)은 치환된 수치를 수신할 수 있다. 예시적으로, 가요성 압력 센서(170)의 측정값은 0 내지 4095의 정수 범위의 수치로 치환될 수 있다. 연산 유닛(300)은 직접 kgf/cm2 단위의 측정값을 수신하여 상기 측정값을 0 내지 4095의 정수 범위의 수치로 치환할 수도 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 측정 시간(T)별 측정 위치(Z)에서의 압력(P)이 측정된다. 다만, 언급된 ‘0 내지 4095의 정수 범위의 수치’는 예시에 불과하며, 필요에 따라 그 범위의 크기는 상이하게 적용될 수 있다.
이후, 측정 압력(P)은 최적화될 수 있다. 측정 압력(P)은 최적화된 압력(P’)값으로 치환될 수 있다. 예시적으로, 0 내지 4095의 정수 범위의 수치로 치환된 측정 압력(P)은 다시 0 내지 255의 정수 범위의 수치를 가지는 최적화된 압력(P’)값으로 치환될 수 있다. 즉, 최적화된 압력(P’)은 그레이스케일에서 대응되는 색상을 할당하기 위한 수치일 수 있다.
측정 압력(P)이 최적화되면, 최적화된 압력(P’)에 대응되는 색상이 선택될 수 있다. 상기 색상은 256개의 서로 다른 명도를 가지는 무채색일 수 있다. 선택된 색상은 컬러 블록(500)들에 할당되어 시각적으로 표현될 수 있다. 이 때, 하나의 컬러 블록(500)에는 하나의 색상이 할당될 수 있다. 상대적으로 많은 컬러 블록(500)을 가지는 구역(130)은 더욱 세밀하게 측정 압력을 그레이스케일로 표현할 수 있다. 도 7에 도시된 바에 따르면, 도 6에서 선택된 색상이 제4 주요 구역(1404)에서 대응되는 위치의 제1 컬러 블록(510)에 할당되었다. 컬러 블록(500)들에 할당된 색상의 명도, 색상의 배치된 위치에 따라 사용자(U)의 수면 자세가 나타난다. 도 7에 도시된 바에 따르면, 사용자(U)는 좌측으로 신체를 돌려 손을 모으고, 다리를 굽힌 상태에서 우측으로 발을 위치시킨 상태에서 수면하는 것을 알 수 있다.
도 8은 이미지화된 다양한 측정 결과를 나타내기 위한 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 그레이스케일 형태의 패턴으로 가요성 압력 센서(170)의 측정값이 이미지화될 수 있다. 이미지화된 패턴에 의하여, 사용자(U)의 수면 자세를 분석할 수 있다. 보다 상세하게는, 연산 유닛(300)은 이미지화된 패턴과 기설정된 프리셋 수면 자세를 매칭할 수 있다. 상기 프리셋 수면 자세는 태아형(foetus), 통나무형(log), 갈망형(yearner), 군인형(soldier), 자유낙하형(freefaller), 불가사리형(starfish)을 포함할 수 있다. 기설정된 프리셋 수면 자세는 대응되는 공기 충진형 매트리스(100)의 공기압 설정을 가질 수 있다. 연산 유닛(300)은 분석된 결과에 따라 공기압 조절 유닛(200)이 공기 충진형 매트리스(100)에 프리셋 수면 자세에 대응되는 공기압 설정을 적용하도록 제어할 수 있다. 연산 유닛(300)은 공기압 조절 유닛(200)이 공기 충진형 매트리스(100)의 구역(130)별로 개별적으로 공기압을 조절하도록 제어할 수 있다. 이 때, 연산 유닛(300)은 명도가 높은 컬러 블록(500)을 가지는 구역(130)에 대해서는 상대적으로 높은 공기압이 인가되도록 제어하고, 명도가 낮은 컬러 블록(500)을 가지는 구역(130)에 대해서는 상대적으로 낮은 공기압이 인가되도록 제어할 수 있다. 즉, 연산 유닛(300)은 프리셋 수면 자세에 대응되어 복수의 구역(130)들 중 적어도 일부에 상이한 공기압이 인가되도록 공기압 조절 유닛(200)을 제어할 수 있다. 이와 같이 연산 유닛(300)이 공기압 조절 유닛(200)을 제어함으로써, 사용자(U)의 수면 자세에 최적화된 형상의 공기 충진형 매트리스(100)를 제공할 수 있고, 사용자(U)에게 최적의 수면 환경을 제공하는 이점이 있다.
이미지화된 패턴은 딥러닝(deep learning)되어 분석될 수 있다. 예시적으로, 연산 유닛(300)은 딥러닝 알고리즘을 통해 사용자(U)의 이미지화된 패턴을 학습할 수 있고, 임의의 패턴을 기학습된 패턴들과 비교하여 가장 유사한 프리셋 수면 자세와 매칭시킬 수 있다. 또한, 사용자(U)가 가장 긴 시간동안 취했던 수면 자세를 편안한 자세로 규정하여, 사용자가 가장 긴 시간동안 취했던 수면 자세와 대응되는 공기압 설정을 기본값으로 적용할 수 있다.
또한, 연산 유닛(300)은 이미지화된 패턴, 프리셋 수면 자세, 패턴과 프리셋 수면 자세의 매칭 결과 중 적어도 하나를 외부로 전송할 수 있다. 이 때, 외부는 연산 유닛(300)과 이격된 치료자 단말일 수 있다. 즉, 외부는 의료기관일 수 있다. 연산 유닛(300)이 전송한 데이터를 기초로, 의료기관은 사용자(U)의 수면 자세를 연구 및 분석할 수 있고, 사용자에게 보다 나은 고객 서비스를 제공할 수 있다. 보다 상세하게는, 의료기관의 치료자(또는 분석자)는 컬러 블록(500)들에 할당된 색상의 명암을 통해 사용자(U)의 수면 자세를 용이하게 확인, 분석할 수 있다. 더 나아가, 의료기관의 치료자(또는 분석자)는 사용자(U)의 수면 자세에 대한 데이터를 수집함으로써, 다양한 수면 자세에 대응되는 프리셋 수면 자세와의 매칭 정확도를 향상시킬 수 있으며, 사용자(U)에게 신속하고 정확하게 최적의 수면 환경을 제공할 수 있는 이점이 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치(10)의 구성 개념도이다.
도 1 및 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치(10)의 개략적인 동작 과정에 대해 설명한다.
사용자가 공기 충진형 매트리스(100) 상에 정위치했을 때 가요성 압력 센서(170)에 의해 측정되는 측정값은 공기압 조절 유닛(200)에 수집된다. 상기 측정값은 상기 공기압 조절 유닛(200)과 유선 또는 무선 연결된 연산 유닛(300)에 전송된다. 연산 유닛(300)은 가요성 압력 센서의 측정값(예를 들면, 측정 시간, 측정 위치, 및 측정 압력 중 적어도 하나)을 저장하는 데이터베이스부(310)를 포함할 수 있다. 데이터베이스부(310)는 SSD(Solid State Drive), HDD(Hard Disk Drive)일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 연산 유닛(300)은 데이터최적화부(320)를 더 포함할 수 있다. 데이터최적화부(320)는 데이터베이스부(310)에 저장된 측정 압력을 최적화할 수 있다. 측정 압력을 최적화하는 과정은 전술한 바와 동일하며, 자세한 설명은 생략한다. 부가적으로, 데이터최적화부(320)는 가요성 압력 센서(170)들의 측정값을 구역(130)별로 최적화할 수 있다. 예시적으로, 데이터최적화부(320)는 임의의 구역(130) 내에 배치된 가요성 압력 센서(170)들의 측정값을 평균화하여 분류할 수 있다. 또는, 데이터최적화부(320)는 전술한 컬러 블록(500) 단위로 가요성 압력 센서(170)들의 측정값을 평균화하여 분류할 수 있다.
또한, 연산 유닛(300)은 패터닝부(330)를 포함할 수 있다. 패터닝부(330)는 가요성 압력 센서(170)들의 측정값을 그레이스케일 패턴으로 이미지화하여 표현할 수 있다. 즉, 패터닝부(330)는 데이터최적화부(320)에 의해 최적화된 측정 압력에 대응되는 컬러를 컬러 블록별로 할당할 수 있다. 컬러 블록에 무채색의 색상을 할당하는 과정에 대해서는 전술한 바와 동일하다.
한편, 연산 유닛(300)은 수면 분석부(340)를 더 포함할 수 있다. 수면 분석부(340)는 패터닝부(330)에 의해 생성된 패턴 이미지(이미지화된 패턴)와 프리셋 수면 자세를 매칭할 수 있다. 매칭된 프리셋 수면 자세는 대응되는 공기압 설정을 가질 수 있고, 연산 유닛(300)은 상기 공기압 설정이 공기 충진형 매트리스(100)에 적용되도록 공기압 조절 유닛(200)을 제어할 수 있다.
부가적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치(10)는 디스플레이부(400)를 더 포함할 수 있다. 디스플레이부(400)는 이미지화된 패턴을 사용자(U)에게 시각적으로 표시할 수 있다. 디스플레이부(400)는 모니터, 터치 스크린과 같은 알려진 시각적 표시 장치가 사용될 수 있다. 필요에 따라, 디스플레이부(400)는 가요성 압력 센서의 압력 측정 과정, 최적화 과정, 컬러 블록에의 색상 할당 과정, 프리셋 수면 자세 매칭 과정 중 적어도 하나를 표시할 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치를 제어하는 방법에 대해 설명한다. 한편, 스마트 수면 장치를 제어하는 방법을 설명함에 있어서, 전술한 스마트 수면 장치와 중복되는 내용은 간략하게만 언급하거나 설명을 생략한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치를 제어하는 방법의 순서도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치를 제어하는 방법은, 측정 압력 획득 단계(S110), 이미지화 단계(S120), 프리셋 수면 자세 매칭 단계(S130), 및 공기압 조절 단계(S140)를 포함한다.
측정 압력 획득 단계(S110)는 공기 충진형 매트리스의 구역별로 각각 배치된 적어도 하나의 가요성 압력 센서로 사용자의 신체가 가하는 압력 측정값을 획득한다. 공기 충진형 매트리스는 복수의 구역으로 구획될 수 있고, 구역들 중 적어도 일부는 상이한 면적을 가질 수 있다. 또한, 복수의 구역들은 사용자가 정자세로 정위치할 때 가압되는 주요 구역들과, 상기 주요 구역들과 이웃하여 형성되는 서브 구역들을 포함할 수 있다. 주요 구역들과 서브 구역들의 특징은 전술한 내용과 동일한 바, 설명을 생략한다.
이미지화 단계(S120)는 측정 압력을 최적화하고, 최적화된 측정 압력을 그레이스케일 형태의 패턴으로 이미지화할 수 있다. 측정 압력을 최적화하는 과정은 획득된 측정 압력을 0 내지 255의 수치 범위에서 표현하는 것이며, 0 내지 255의 수치 범위에 대응되는 무채색의 색상이 선택될 수 있다. 한편, 이미지화 단계(S120)는 각각의 구역이 포함하는 컬러 블록 단위로 색상을 할당할 수 있다. 이에 따라, 사용자의 신체가 가압하는 위치와 세기가 시각적으로 표현될 수 있다.
프리셋 수면 자세 매칭 단계(S130)는, 이미지화된 패턴에 대응되는 프리셋 수면 자세를 매칭할 수 있다. 이와 같은 매칭 과정은 딥러닝 알고리즘에 의해 수행될 수 있으며, 이미지화된 패턴과 가장 유사한 형태의 프리셋 수면 자세가 매칭될 수 있다. 프리셋 수면 자세에 대한 상세한 설명은 전술한 바와 동일하다. 한편, 딥러닝 알고리즘은 다양한 몸무게와 체형을 가진 사람들의 측정 결과를 수집하여 학습된 것일 수 있으며, 사용자의 수면 자세에 최적화된 프리셋 수면 자세를 매칭할 수 있다.
이후, 공기압 조절 단계(S140)는 연산 유닛이 공기압 조절 유닛을 제어하여, 프리셋 수면 자세에 대응되도록 공기 충진형 매트리스의 공기압을 구역별로 조절할 수 있다. 이 때, 컬러 블록의 명도가 높은 부분은 증압되고 컬러 블록의 명도가 낮은 부분은 감압될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수면 장치의 제어 방법은 공기 충진형 매트리스의 형상을 사용자의 수면 자세에 최적화된 형상으로 조절하여 사용자에게 최적의 수면 환경을 제공하는 이점이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 스마트 수면 장치
100: 공기 충진형 매트리스 110: 매트리스 본체
120: 센싱 레이어 130: 구역
140: 주요 구역 150: 서브 구역
170: 가요성 압력 센서
200: 연산 유닛 300: 공기압 조절 유닛
400: 디스플레이부 500: 컬러 블록

Claims (13)

  1. 복수의 구역들로 구획되고, 상기 복수의 구역들 각각에는 적어도 하나의 가요성 압력 센서가 배치되는 공기 충진형 매트리스;
    상기 가요성 압력 센서의 측정값을 기초로 소정 연산을 수행하는 연산 유닛; 및
    상기 연산 유닛의 연산 수행 결과에 따라 실시간으로 상기 공기 충진형 매트리스의 압력을 구역별로 조절하는 공기압 조절 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 수면 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 소정 연산은, 상기 측정값을 최적화하여 그레이스케일(grayscale) 형태의 패턴으로 이미지화하는 것을 특징으로 하는 스마트 수면 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 구역들 중 적어도 일부는 상이한 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 스마트 수면 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 구역들은,
    사용자가 상기 공기 충진형 매트리스에 정위치할 때, 상기 사용자의 신체가 가압하는 복수의 주요 구역들; 및
    상기 복수의 주요 구역들과 이웃하여 형성되는 복수의 서브 구역들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 수면 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수의 주요 구역들 중 적어도 일부에 배치된 가요성 압력 센서들의 단위면적당 배치밀도는, 상기 복수의 서브 구역들에 배치된 가요성 압력 센서들의 단위면적당 배치밀도보다 큰 것을 특징으로 하는 스마트 수면 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수의 주요 구역들은,
    상기 사용자의 머리가 위치하는 제1 주요 구역;
    상기 사용자의 어깨가 위치하는 제2 주요 구역;
    상기 사용자의 허리가 위치하는 제3 주요 구역;
    상기 사용자의 둔부가 위치하는 제4 주요 구역; 및
    상기 사용자의 다리가 위치하는 제5 주요 구역;을 포함하고,
    상기 제2 주요 구역에 배치된 가요성 압력 센서들의 단위면적당 배치밀도와 상기 제4 주요 구역에 배치된 가요성 압력 센서들의 단위면적당 배치밀도는, 상기 제2 주요 구역 및 상기 제4 주요 구역을 제외한 상기 복수의 주요 구역들 각각에 배치된 가요성 압력 센서들의 단위면적당 배치밀도보다 큰 것을 특징으로 하는 스마트 수면 장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수의 주요 구역들 중 적어도 일부에 배치된 가요성 압력 센서들은 일측으로 편향되어 배치되는 것을 특징으로 하는 스마트 수면 장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 가요성 압력 센서의 측정값은 상기 복수의 구역들에 포함된 적어도 하나의 컬러 블록에 의해 무채색으로 표현되는 것을 특징으로 하는 스마트 수면 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 공기 충진형 매트리스는,
    상기 복수의 구역들에 대응되며, 상기 공기압 조절 유닛으로부터 개별적으로 공기압이 조절되는 복수의 에어 룸을 가지는 매트리스 본체; 및
    상기 매트리스 본체 상에 결합되어 상기 가요성 압력 센서를 통해 상기 사용자의 수면 자세를 감지하는 센싱 레이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 수면 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 공기압 조절 유닛은,
    상기 연산 유닛으로부터의 공기압 조절 명령을 수신하거나, 상기 연산 유닛으로 상기 가요성 압력 센서의 측정값을 송신하기 위한 통신 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 수면 장치.
  11. 청구항 2에 있어서,
    상기 연산 유닛은 이미지화된 상기 패턴과 프리셋 수면 자세를 매칭하고, 상기 프리셋 수면 자세에 대응되어 상기 복수의 구역들 중 적어도 일부에 상이한 공기압이 인가되도록 상기 공기압 조절 유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 수면 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 연산 유닛은 상기 패턴, 상기 프리셋 수면 자세, 및 패턴과 프리셋 수면 자세의 매칭 결과 중 적어도 하나를 외부로 전송하는 것을 특징으로 하는 스마트 수면 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 연산 유닛은,
    상기 가요성 압력 센서의 측정 시간, 측정 위치, 및 측정 압력 중 적어도 하나를 저장하는 데이터베이스부;
    상기 데이터베이스부에 저장된 상기 측정 압력을 최적화하는 데이터최적화부;
    상기 데이터최적화부에 의해 최적화된 상기 측정 압력에 대응되는 컬러를 할당하여 상기 복수의 구역들에 포함된 적어도 하나의 컬러 블록에 의해 무채색의 패턴으로 이미지화하여 표현하는 패터닝부; 및
    상기 패터닝부에 의해 생성된 패턴 이미지와 프리셋 수면 자세를 매칭하는 수면 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 수면 장치.
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