KR20230073680A - 사용자 건강상태 기반 운동강도 설정장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 예시적 실시예에 따른 운동강도 설정방법은 사용자의 생체 신호를 측정하는 단계, 사용자가 느끼는 운동 부하를 입력받는 단계, 측정된 상기 생체 신호를 이용하여 운동 강도를 설정하는 단계 및 설정된 상기 운동 강도를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

사용자 건강상태 기반 운동강도 설정장치 및 방법{User's health condition-based exercise intensity setting device and method thereof}
본 발명은 사용자 건강상태 기반 운동강도 설정장치 및 방법에 관한 것이다.
현대 사회에서 운동 부족 인구가 급증함에 따라, 비만, 고혈압 등의 질병들이 발생되는 빈도가 꾸준히 증가되고 있다. 이에 따라, 가정이나 피트니스 센터 등에서 체력 및 건강 관리를 위해 운동을 하는 사람들도 많아지고 있다.
최근에는 이동거리, 이동시간, 소모칼로리 등 운동량을 포함한 운동 정보를 측정하는 휴대 기구들이 출시되고 있으며, 사용자가 운동한 운동 정보를 쉽게 측정하며 운동을 할 수 있게 되었다.
사용자의 컨디션과 영양상태 등의 건강상태를 고려하지 아니하고 운동강도를 강도높게 설정하는 경우 부상의 위험에 크게 노출될 수 있다.
본 발명의 목적은 사용자 장치로 입력된 건강상태 및 영양상태를 기반으로 운동강도를 설정함으로써 부상의 위험을 줄이고 나아가 지속적이고 효율적인 운동을 수행하게 하는 것에 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따른 운동강도 설정방법은 사용자의 생체 신호를 측정하는 단계, 사용자가 느끼는 운동 부하를 입력받는 단계, 측정된 상기 생체 신호를 이용하여 운동 강도를 설정하는 단계 및 설정된 상기 운동 강도를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면 근력 운동을 하는 사용자의 근전도 및 심박신호 등의 생체신호를 실시간으로 측정하여, 측정된 생체신호 정보를 바탕으로 사용자의 신체가 느끼는 운동부하를 계산하여 사용자에게 적절한 운동 강도를 가이드 함으로써, 즉, 사용자가 목표로 하는 운동 계획을 달성하기 위한 최적의 운동 강도를 현재 사용자의 상태를 반영하여 실시간으로 제시함으로써, 효율적이고 효과적으로 운동을 할 수 있고, 더욱 정확하게 운동을 가이드할 수 있다.
도 1은 운동기록 기반 운동종목 추천 전자장치(1000)를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 생체신호에 기반한 웨어러블 프리웨이트 운동 강도 가이드 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체신호에 기반한 웨어러블 프리웨이트 운동 강도 가이드 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 생체신호에 기반한 웨어러블 프리웨이트 운동 강도 가이드 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 생체신호에 기반한 웨어러블 프리웨이트 운동 강도 가이드 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
이하, 본 개시의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 개시에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 개시에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 개시에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 개시에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 운동기록 기반 운동종목 추천 전자장치(1000)를 설명하기 위한 블록도이다.
입/출력부(100)는, 사용자 및/또는 외부기기와의 인터페이스를 제공하며, 버튼(110), 커넥터(120), 키패드(130), 디스플레이부(140), 음향 출력부(150), 진동 모터(160) 등을 포함할 수 있다.
입/출력부(100)는 사용자가 전자장치(1000)를 제어하기 위한 데이터를 입력할 수 있는 입력 수단을 제공한다. 상기한 구성 외에, 입력 수단으로, 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(접촉식 정전 용량 방식, 압력식 저항막 방식, 적외선 감지 방식, 표면 초음파 전도 방식, 적분식 장력 측정 방식, 피에조 효과 방식 등)등이 더 구비될 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 입/출력부(100)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 또는 진동 신호의 출력을 위한 출력 수단을 제공한다. 디스플레이부(140)와 터치패드가 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(140)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 디스플레이부(140)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전기영동 디스플레이(electrophoretic display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디스플레이부(140)는 프로세서(600)의 제어에 따라 사용자에게 필요한 운동 관리 사항에 대한 화면을 출력할 수 있다. 음향 출력부(150)는 프로세서(600)의 제어에 따라, 디스플레이부(140)에서 안내하는 화면과 관련되는 음성 메시지를 출력하거나, 기타, 사용자의 운동 상태에 따라 알림음, 경고음 등의 음향 신호를 출력할 수 있다. 이러한 음향 출력부(150)에는 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다. 진동 모터(160)는 진동 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기한 경고음과 함께, 또는 경고음 대신 진동 신호를 출력할 수 있다. 또한, 진동 모터(160)는 터치스크린에 터치가 입력되는 경우 진동 신호를 출력할 수도 있다.
센서부(300)는, 전자장치(1000)의 상태, 예를 들어, 움직임, 위치 변화등을 감지하고 감지된 정보를 프로세서(600)로 전달할 수 있다. 이에 따라 전자장치(1000)를 착용한 사용자의 운동 회수, 예를 들어, 역기 운동 회사나 복근 운동 회수 등을 카운팅할 수 있게 된다.
센서부(300)는 지자기 센서(terrestrial magnetic sensor)(310), 가속도 센서(acceleration sensor)(320), 위치 센서(330), 자이로스코프 센서(340)를 포함할 수 있다. 또한, 사용자의 생체 신호, 예를 들어, ECG(ELECTROCARDIOGRAPHY), GSR(GALVANIC SKIN REFLEX) 및 맥파(pulse wave) 등과 같은 생체 신호를 검출하기 위한 센서들을 구비할 수도 있다. 이 외에도, 온/습도 센서, 적외선 센서, 기압 센서, 근접 센서 등이 더 포함될 수 있고, 이에 한정되지 않는다.
근거리 통신부(short-range wireless communication unit)(400)는, 전자장치(1000)와 외부 기기, 예를 들어, 헬스 기기나 사용자가 휴대한 스마트폰과의 통신 기능을 제공한다.
근거리 통신부(400)는, 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 무선 통신부(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, WFD(Wi-Fi Direct) 통신부, UWB(ultra wideband) 통신부, Ant+ 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전자장치(1000)에 구비되는 통신부로, 근거리 통신부(400)만을 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 방송 수신부나 이동 통신부와 같은 구성이 더 구비될 수도 있다.
메모리(500)에는 프로세서(600)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수 있고, 입/출력되는 데이터들 이 저장될 수 있다.
메모리(500)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
메모리(500)에 저장된 프로그램들은 그 기능에 따라 복수 개의 모듈들로 분류할 수 있는데, 예를 들어, 센서 모듈(510), GPS 모듈(520), 통신 모듈(530), 운동 관리 모듈(540) 등으로 분류될 수 있다. 이외에도, 전자장치(1000)가 제공하고자 하는 기능에 따라, UI 모듈, 터치 스크린 모듈, 알림 모듈, 동영상 재생 모듈, 오디오 재생 모듈 등이 더 포함될 수 있다.
프로세서(600)는 전자장치(1000)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 프로세서(600)는, 메모리(170)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 입/출력부(100), 센서부(300), 통신부(400) 등을 전반적으로 제어할 수 있다. 또한, 운동 관리 모듈(540)을 실행함으로써, 사용자가 헬스 기기를 사용하며 운동을 수행할 때, 스스로의 관리가 가능하도록 관리 서비스를 제공할 수 있다.
전자장치(1000)의 상기한 구성은 메모리(500)에 저장된 운동 관리 모듈(540)을 프로세서(600)에서 실행하는데 필요한 구성 요소로서 예시된 것이다. 운동 관리 모듈(540)은 생체 신호 모니터링 기능을 가지는 스마트 와치(smart watch)와 같은 형태로 구현된 전자장치에 구비될 수도 있다. 이 경우, 목적에 알맞은 추가적인 구성, 예를 들어, 생체 인증 모듈, 생체 센서, 생체 센서로부터 수신된 신호를 분석하는 분석 모듈 등이 더 구비될 수 있다.
도면에서, 각 부, 즉, 입/출력부(100), 센서부(300), 통신부(400), 메모리(500)에 기재된 구성 요소들은 선택적인 구성요소들이며, 즉, 이들 중 하나 이상이 구비될 수 있다.
이하, 상기한 전자장치(1000)가 제공하는 운동프로그램 개인화 및 공유방법에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 생체신호에 기반한 웨어러블 프리웨이트 운동 강도 가이드 방법의 흐름을 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 생체신호에 기반한 웨어러블 프리웨이트 운동 강도 가이드 방법은, 센서부가 사용자의 생체신호를 측정하는 단계(S100), 제어부가 단계 S100에서 측정된 생체신호를 이용하여 사용자에게 가이드할 운동 강도를 도출하는 단계(S200), 및 운동 강도 안내부가 단계 S200에서 도출된 운동 강도를 안내하는 단계(S300)을 포함하여 구현될 수 있다.
이때, 운동은, 프리웨이트(free weight) 운동 으로서, 사용자가 중량을 선택하여 들어 올리는 역기(Barbell) 또는 아령(Dumbbell) 운동일 수 있고, 운동 강도는, 중량, 1세트 당 횟수 및 총 세트횟수 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
한편, 단계 S100 내지 단계 S300의 센서부, 제어부 및 운동 강도 안내부의 구체적인 구성에 대해서는 앞에서 전술한 도면들을 참조하여 상세히 설명한 바와 같으므로, 이하 생략한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체신호에 기반한 웨어러블 프리웨이트 운동 강도 가이드 방법의 흐름을 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단계 S200은, 입력 모듈을 통해 사용자의 운동 정보를 입력하는 단계(S210), 및 계산 모듈(230)이 단계 S100에서 측정된 생체신호를 기반으로 하여 사용자의 신체가 느끼는 운동부하를 계산하고, 단계 S210에서 입력된 운동 정보를 이용하여 사용자에게 가이드할 운동 강도를 도출하는 단계(S220)를 포함할 수 있다.
이때, 단계 S210 및 단계 S220의 입력 모듈 및 계산 모듈의 구체적인 구성에 대해서는 전술한 바와 같으므로, 이하 생략한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 생체신호에 기반한 웨어러블 프리웨이트 운동 강도 가이드 방법의 흐름을 도시한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 단계 S220은, 계산 모듈이 근전도 측정 센서에서 측정된 근전도 정보를 이용하여 근육의 수축강도 및 근 피로도를 계산하고, 심박 센서에서 측정된 심박 정보를 이용하여 심 피로도를 계산하는 단계(S221), 계산 모듈이 단계 S221에서 계산된 근육의 수축강도, 근 피로도 및 심 피로도를 결합하여 사용자의 신체가 느끼는 운동부하를 계산하는 단계(S222), 및 계산 모듈이 단계 S222에서 계산된 운동부하를 단계 S221에서 입력된 운동 정보와 비교하여 사용자에게 가이드할 운동 강도를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 단계 S221 내지 단계 S223의 계산 모듈의 구체적인 구성에 대해서는 앞에서 도 3을 참조하여 상세히 설명한 바와 같으므로, 이하 생략한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 생체신호에 기반한 웨어러블 프리웨이트 운동 강도 가이드 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 단계 S200은, 저장 모듈이 단계 S210에서 입력된 운동 정보 및 사용자 정보, 단계 S220에서 계산되고 도출된 운동부하 및 운동 강도 중 적어도 어느 하나 이상을 저장하는 단계(S230)를 더 포함할 수 있다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 사용자의 생체 신호를 측정하는 단계;
    사용자가 느끼는 운동 부하를 입력받는 단계;
    측정된 상기 생체 신호를 이용하여 운동 강도를 설정하는 단계; 및
    설정된 상기 운동 강도를 출력하는 단계를 포함하는 운동강도 설정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력받는 단계는,
    입력된 운동 부하 값을 기반으로 기설정된 부하와 비교함으로써 운동 강도를 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동강도 설정방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 설정하는 단계는,
    근전도 측정 센서에서 측정된 근전도 정보를 이용하여 심 피로도를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동강도 설정방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 심 피로도 및 상기 기설정된 부하를 비교함으로써 운동 강도를 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동강도 설정방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 운동 강도에 기반하여 적정 운동 콘텐츠를 디스플레이를 통해 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동강도 설정방법.
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