KR20230090569A - 웨어러블 디바이스 연동 방식의 스트레스 완화 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 웨어러블 디바이스를 통해 착용자의 행동정보와 심전도 신호를 모니터링하며 안정시의 심전도 파형을 수집하고 스트레스가 증가시 안정시의 심전도 파형에 대응하는 음원을 재생하여 스트레스를 완화 시킬 수 있는 웨어러블 디바이스 연동 방식의 스트레스 완화 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 스트레스 완화 시스템에 관한 것으로, 자세하게는 웨어러블 디바이스를 통해 착용자의 생활패턴 및 행동정보와 심전도 신호를 모니터링하며 안정시의 심전도 파형을 수집하고 스트레스가 증가시 안정시의 심전도 파형에 대응하는 음원을 재생하여 스트레스를 완화 시킬 수 있는 웨어러블 디바이스 연동 방식의 스트레스 완화 시스템에 관한 것이다.
현대사회는 급변하는 사회 환경, 과도한 경쟁, 비인간화 현상, 사회 심리적 범죄, 전염성 질환 출현 및 노령화 등 다양한 사회문제의 발생으로 불안 및 스트레스가 증가하며 정신적, 육체적 건강을 크게 위협하는 요소로 작용하고 있다.
특히 수년 전 신종플루, 사스, 메르스 등의 감염병으로 일반 대중들이 불안, 절망과 같은 정서적 스트레스를 경험한 이후, 최근 코로나 19 (COVID-19)와 같은 펜데믹 상황으로 대중은 전례 없던 '사회적 거리 두기'를 겪으며 발생하는 스트레스로 삶의 질이 매우 저하되어 있으며, 이러한 감염성 질환의 출현은 종교시설과 유흥시설 및 체육시설 등의 사용 제한으로 이어져 우리 국민 일상에 변화를 주며 스트레스와 불안 증가에 심각한 영향을 미치고 있다.
이러한 상황의 연장선으로, 학생들은 대면수업 불가로 개학과 개강이 연기되고, 대면수업이 비대면 원격 수업으로 대체되며 새롭고 변화된 학습관리시스템으로 인해 교수자는 물론이며, 학생들도 수업참여와 수업진행 적응에 어려움을 느꼈다고 보고된 바 있다.
이처럼 사회적인 스트레스 증가로 인해 어려움이 많은 상황에서, 지속적인 스트레스 노출은 생리적으로 심박동수 증가와 혈압 상승을 포함한 심혈관계 증상이 나타날 뿐 아니라, 소화기계의 변화나 근 긴장도의 증가가 발생하기도 하고 심리적으로는 우울감과 분노, 흥분, 정서 불안정 및 초조 등과 연결된다.
이러한 스트레스원에 노출되었을 때 즉각적으로 해소되지 않고 만성적으로 이어지거나 부적절한 방식으로 대처하였을 시 불안의 증가와 우울증으로 이어질 수 있으며, 이는 국가의 의료비 지출 증가 및 국민의 삶의 질 저하뿐 아니라 질병이환율에도 영향을 줄 수 있기 때문에 스트레스를 완화할 수 있는 적합한 중재가 필요하다.
최근 스트레스를 완화하는 프로그램과 중재방법으로 명상수련의 일종인 마음 챙김 기반 스트레스 감소(Mind-fullness-Based Stress Reduction, MBSR) 프로그램, 합창과 호흡훈련을 병합한 복합예술교육 프로그램, 아로마 에센셜 오일을 이용한 아로마테라피 족욕 등이 스트레스 감소와 진정에 도움된다는 연구 결과와 보고가 있었다.
하지만, MBSR 프로그램은 훈련받은 지도자 과정을 수료한 전문가만 진행할 수 있기 때문에 접근성이 어려울 뿐만 아니라 즉각적인 스트레스 해소가 쉽지 않으며, 합창과 호흡훈련을 병합한 복합예술교육 프로그램의 경우 합창 가능한 인원과 장소 선정에 영향이 제한점이 있어 적용에 어려움이 있다. 또한, 아로마테라피 족욕 역시 스트레스원에 노출되었을 때 즉각적인 적용에 제한이 있어 일상생활에서 흔하게 사용하기 어려운 스트레스 완화 방법이라 할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 웨어러블 디바이스를 통해 착용자의 심전도를 비롯하여 행동정보 및 생활패턴을 수집 및 모니터링하며 안정 상태에서의 획득한 심전도 파형을 반영하여 음파가 재구성된 음원을 통해 스트레스를 안정기 수준으로 유지 내지는 완화할 수 있는 웨어러블 디바이스 연동 방식의 스트레스 완화 시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 위해 본 발명은 사용자의 신체에 착용되며, 신체 접촉부에 설치된 전극을 통해 심장박동수 및 심전도 신호를 측정하는 제1센서부와, 사용자의 위치 및 행동정보를 측정하는 제2센서부를 구비하는 웨어러블 디바이스; 측정된 심전도 신호를 통해 심박의 진폭과 주파수를 포함하는 파형정보를 수집 및 분석하며 심리적 안정기의 파형정보를 추출하는 분석모듈; 상기 제2센서부를 통해 측정된 사용자의 위치 및 행동정보를 분석하여 생활패턴기반의 작동모드를 판단하는 모니터링모듈; 안정기의 파형정보의 진폭 및 주파수에 대한 특징벡터를 추출하여 음파정보를 생성하는 음파생성부와, 작동모드에 따라 심리적 안정기의 심장박동수와 동일한 BPM을 갖는 음원에 상기 음파정보가 반영되도록 가공하는 음원처리부와, 설정된 작동모드에 따라 음원의 종류 및 출력시간을 제어하는 음원관리부를 구비하는 음원제어모듈; 가공된 음원을 사용자가 들을 수 있도록 출력하는 출력모듈; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 동작모드는 운동모드를 포함하되, 상기 음원제어모듈은, 운동시 음원의 BPM을 설정치까지 상승시키고 운동 후 목표시간 동안 음원의 BPM을 안정기 심박동수의 BPM까지 하강시키는 운동관리부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 동작모드는 수면모드를 포함하되, 상기 음원제어모듈은, 출력모듈의 동작시간 동안 상기 제1센서부를 통해 수집되는 심전도 신호의 실시간 변화를 분석한 후 안정된 수면진행 범위로 판단시 변화속도를 반영하여 음원 출력시간의 재설정과 출력시간에 대응하는 볼륨의 페이드아웃 변화가 이루어지도록 제어하는 수면모드지원부를 더 포함할 수 있다.
또한, 수집된 심전도 신호 및 행동정보를 누적하여 생활패턴정보를 생성하는 패턴생성부와, 심박동수 변화를 통해 스트레스 변화 상황을 실시간으로 인지하는 인지부와, 생성된 생활패턴정보를 실시간 스트레스 변화 및 행동정보와 연계하여 분석 후 상기 분석모듈이 안정기로 판단할 수 있는 기준정보를 생성하는 재설정부와, 사용자의 실시간 스트레스 변화 및 행동정보에 추천모드 및 음원을 제시하는 동작추천부를 구비하는 지원모듈; 을 더 포함할 수 있다.
또한, 사용자의 연령 및 성별과 직업과 생활 및 신체조건을 포함하는 신상정보를 입력받는 신상정보입력부와, 사용자로부터 현재 스트레스 및 감정과 수면의 질과 운동량을 포함하는 평가정보를 긍정과 부정을 척도화한 점수로 입력받는 평가입력부와, 상기 신상정보 및 평가정보를 누적하여 조건별 그룹을 형성하는 정보관리부와, 그룹 내 평가정보가 긍정적인 사용자의 BPM 및 음파특성의 분포를 반영하여 그룹 내 평가정보가 부정적인 사용자에게 음원을 추천하는 음원추천부를 구비하는 추천모듈; 을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 별도의 조작 없이 상시 착용하는 웨어러블 디바이스를 통해 사용자에 대한 행동정보 수집과 스트레스 모니터링이 이루어지도록 하며, 일상에서 스트레스 증가상황뿐 아니라 심리, 자율신경의 안정, 집중력이 요구되는 다양한 상황에 맞춰 사용자에게 최적화된 음원을 재생함으로 스트레스 완화, 집중력 향상, 운동효율 향상, 수면의 질 향상을 통한 정신적 육체적 피로를 해소효과를 볼 수 있다.
특히 약물이나 뇌파에 영향을 주는 방식이 아닌 안정기 심박 파형이 반영된 음원을 사용함으로 어떠한 부작용이나 거부감 없이 남녀노소 누구나 안전하게 사용할 수 있으며 일상에서 요구되는 수면, 학습, 운동, 스트레스 완화를 위한 모드에 맞춰 음원의 선택의 폭이 넓고 모니터링 및 피드백 과정을 통해 더 정확한 맞춤형 케어가 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 개념도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도 이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 웨어러블 디바이스 연동 방식의 스트레스 완화 시스템의 구성을 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 개념도로서, 본 발명은 청각을 기반으로 하는 스트레스 중재방식으로 스트레스 원에 노출되었을 때 시간과 장소의 제약을 최소화하고 효율적으로 적용할 수 있는 스트레스 완화 중재방법이라 할 수 있다.
특히 청각기반의 기기는 최근 스마트폰의 보급과 음원 재생을 지원하는 각종 앱(App) 이용의 증가 등으로 접근성이 매우 높으며, 비용 면에서도 매우 경제적이고 부작용이 거의 없는 보완 대체요법이다.
음악 청취는 뇌 전도에 직접 영향을 미쳐 사람을 안정시키며 심신의 긴장을 이완하도록 유도하여 알파파 상태를 유도하는 특징이 있으며 시상의 중개자로 하여 피질과 변연계 내부의 작용으로 사람에게 정서적인 반응을 일으키는 작용을 한다.
또한, 선행 연구를 보면 음악 청취는 뇌와 자율신경계에 직접 영향을 주어 생리적 변화와 반응을 일으키게 하여 긴장 완화, 스트레스 완화와 불안 감소 등의 긍정적인 효과가 있을 뿐만 아니라, 집중력 향상에도 효과가 있다는 연구결과가 보고되고 있다.
본 발명은 Healing Rhythm 시스템을 중재방안으로 적용한 기술로, Healing Rhythm 시스템이란 스트레스 상황에서 개인의 고유한 안정 시 심박동수와 동일한 bpm (beat per minute)을 적용하여 자율신경 안정을 유도하였던 Healing beat 프로그램에서 심전도 파형 및 동일한 음파를 추출하여 보완·적용한 중재방법으로 스트레스 상황의 대상자를 단계적으로 진정 유도하는 중재 방법이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도로서, 앞서 언급한 기능을 위해 본 발명은 주요구성으로 웨어러블 디바이스(110)와, 분석모듈(120)과, 모니터링모듈(130)과, 음원제어모듈(140)과 출력모듈(150)을 비롯하여 부가적인 기능지원을 위한 지원모듈(160) 및 추천모듈(170)을 구비하게 된다.
상기 웨어러블 디바이스(110)는 사용자가 신체에 착용하여, 심장박동수 및 심전도 신호로 대표되는 생체정보와 사용자의 위치나 디바이스를 기준으로 판단되는 사용자의 행동 즉 자세를 측정하기 위한 구성으로, 손목시계, 팔찌, 발찌, 목걸이를 비롯하여 지팡이나 기타형태로 휴대 가능하며 필요시 신체에 접촉 가능한 기기 등 다양한 형태로 신체착용이 이뤄지도록 구성될 수 있다.
상기 웨어러블 디바이스(110)는 세부구성으로는 신체 접촉부에 설치된 전극을 통해 심장박동수 및 심전도 신호를 측정하는 제1센서부(111)와, 사용자의 위치 및 행동정보를 측정하는 제2센서부(112)를 구비한다.
상기 제1센서부(111)는 심장의 박동에 따라 심근에서 발생하는 활동 전류를 체표면의 적당한 2개소로 유도해서 전류계로 기록하며 심근 활동전류의 기록을 얻도록 구성되며, 본 발명에서는 측정되는 심전도 신호에서 심전도 파형이 매우 중요한 요소로 작용한다.
도 1에는 전형적인 심전도 파형을 나타낸 그래프가 포함되어 있으며, 곡선 중 P는 심방의 수축을 나타내고, QRST는 심실의 수축에 유래한다.
이때 PQ의 간격은 흥분이 동결절(洞結節)에서 일어나 자극 전도계의 방실결절(房室結節)에 전도되는 시간을 보인다.
또한, QRS군은 시간상으로는 심첨박동(心尖搏動), 제1심음(心音)의 시작과 대개 일치해서 R이 가장 큰 전압변화를 보이며, S와 T 사이 부분은 심실 전체가 평균해서 수축되고 있을 때이고, T의 융기는 심첨부의 수축이 끝나가더라도 심장 기저부의 수축이 남아 있기 때문에 일어나게 된다. T의 끝은 시간상으로 제2심음의 시작과 일치된다.
상기 제2센서부(112)는 기본적으로 GPS 모듈과, IMU 센서나 3축 가속도센서로 이루어져 사용자의 위치를 비롯하여 자세 변환, 위치 이동에 대한 변화속도, 변위량을 측정한다. 기본적으로 사용자가 어떤 위치에서 어떤 방향으로 움직이는지를 파악할 수 있으며, 어떤 방향으로 어떤 속도로 움직이는지 즉 걷거나 뛰는 동작을 비롯하여 앉거나 서는 동작과 같은 주요 행동과 관련된 정보를 행동정보로 파악할 수도 있다.
상기 분석모듈(120)은 측정된 심전도 신호를 통해 심박의 진폭과 주파수를 포함하는 파형정보를 수집 및 분석하며 심리적 안정기의 파형정보를 추출하는 구성이다. 안정기 또는 그에 최대한 근접한 상태의 심전도 신호를 얻기 위해서는 스트레스원을 제거한 상태에서 시간을 두고 다수의 측정을 통해 가장 안정적인 상태로 판단되는 심전도 신호를 얻는 것이 바람직하다. 또한, 후술되는 바와 같이 상시 측정되는 심전도 신호로부터 가장 안정된 상태로 판단된 신호를 사용할 수도 있으며, 심리적 안정기의 심전도 신호에서의 심전도 파형정보의 추출이 이루어진다.
상기 모니터링모듈(130)은 상기 제2센서부(112)를 통해 측정된 사용자의 위치 및 행동정보를 분석하여 생활패턴 기반의 작동모드를 판단하는 구성이다. 다양한 작동모드가 설정될 수 있으며, 본 발명에서는 힐링비트를 적용하기 위한 바람직한 모드로서 수면모드와 운동모드와, 집중모드 및 스트레스완화모드를 제시하며, 각각 수면에 도움을 주는 모드, 운동 및 회복시 도움을 주는 모드, 학습이나 업무시 집중력향상에 도움을 주는 모드, 각종 스트레스 상승상황에서 이의 완화에 도움을 주는 모드를 제공한다.
즉 상기 행동정보는 사용자가 어느 위치에서 어떤 행동을 하는가를 포함하는 정보이며 특히 생활패턴 중 본 발명을 효과적으로 적용할 수 있는 수면, 운동, 학습 등의 상황을 작동시점으로, 각각의 상황에서의 작동모드가 설정될 수 있다.
만약 정형화된 행동패턴으로 파악이 어려운 경우 사용자가 학습, 운동, 수면, 스트레스 완화가 필요한 상황을 직접 입력하도록 하여 해당 작동모드 설정이 이루어질 수 있다.
기본적으로 각 작동모드는 심리적 안정기의 파형정보를 통해 가공된 음원을 출력한다는 점에서는 동일하나 음원의 종류, 재생시간, 재생볼륨변화 등을 달리하여 출력될 수 있다.
이를테면 집중모드인 경우 사용자가 음원을 끝까지 청취할 수 있도록 음원에 대응하는 설정시간 동안 동일한 볼륨을 유지하도록 구성되고, 수면을 위한 작동모드에서는 청취 중 수면에 돌입하는 것을 감안하여 비교적 재생시간이 긴 음원을 설정시간 내 페이드아웃하는 방식으로 볼륨조절이 이루어지도록 구성될 수 있다. 이 경우 음원의 장르 또한 자장가나 차분한 음원을 적용하게 된다.
반면 운동 모드인 경우 운동효과 향상을 위해 빠른 비트, 힘차게 반복되는 리듬을 갖는 음원을 적용할 수 있으며, 스트레스 완화모드의 경우 사용자의 취향을 반영하여 보다 폭 넓은 장르의 음원을 제공할 수 있을 것이다.
상기 음원제어모듈(140)은 음원의 관리로부터 심리적 안정기의 파형정보에 따른 BPM과 동일한 음원을 음파정보를 반영하여 가공하는 구성으로, 세부구성으로 음파생성부(141)와, 음원처리부(142)와, 음원관리부(143)와, 운동모드지원부(144) 및 수면모드지원부(145)를 구비한다.
상기 음파생성부(141)는 안정기의 파형정보의 진폭 및 주파수에 대한 특징벡터를 추출하여 음파정보를 생성하는 구성으로, 사용자의 안정상태에서의 심전도의 정상리듬 P-QRS-T 파형 변화 분석을 통하여 진폭과 진동수에 대한 특징 벡터를 추출 후 동일한 음파로 변환하게 된다.
상기 음원처리부(142)는 작동모드에 따라 심리적 안정기의 심장박동수와 동일한 BPM을 갖는 음원에 상기 음파정보가 반영되도록 가공하는 구성이다. 이를 위해 설정된 범위의 BPM을 갖는 다수의 음원을 입력받아 저장하거나 특정 음원의 빠르기를 설정된 BPM 을 갖도록 인위적으로 조절하는 방식을 사용할 수 있으며, 이러한 음원을 상기 음파생성부(141)를 통해 생성된 음파를 반영하여 가공하되, 음원의 음파특성을 사용자의 안정기 심박파형의 특징벡터로부터 추출된 음파와 동일하도록 가공한다.
상기 음원관리부(143)는 설정된 작동모드에 따라 음원의 종류 및 출력시간을 제어하는 구성으로, 설정된 작동 모드별 출력할 수 있는 음원의 종류를 분류하여 목록을 제시하고 앞서 언급한 바와 같이 각 모드에 따른 재생시간 볼륨제어를 달리하게 된다.
특히 본 발명에서는 운동모드에서 운동효과 상승을 위해 단계별로 BPM을 상승시키고 운동이 끝난 후 다시 BPM을 하강시키는 방법으로 적용할 수 있다.
상기 운동모드지원부(144)는 이를 위해 운동시 음원의 BPM을 설정치까지 상승시키고 운동 후 목표시간 동안 음원의 BPM을 안정기 심박동수의 BPM까지 하강시킬 수 있는 기능을 제공한다. 이때 최고 상승 BPM 및 상승을 위한 단계 및 하강을 위한 단계와 단계별 음원 재생시간은 운동프로그램에 맞춰 개인별로 세팅할 수 있다.
상기 수면모드지원부(145)는 앞서 언급한 수면모드 중 사용자가 수면상태로 돌입됨에 따른 음원 재생시간 및 볼륨을 제어하며 더 깊은 수면을 유도하며 수면의 질을 향상하기 위한 구성으로, 출력모듈의 동작시간 동안 상기 제1센서부를 통해 수집되는 심전도 신호의 실시간 변화를 분석한 후 안정된 수면진행 범위로 판단시 변화속도를 반영하여 음원 출력시간의 재설정과 출력시간에 대응하는 볼륨의 페이드아웃 변화가 이루어지도록 제어한다.
즉 수면모드에서 음원의 출력시간 동안 사용자의 심전도 신호의 실시간 변화를 분석하며, 정상적으로 수면에 돌입하는 경우 심전도 변화가 수면시와 동일하게 완화되는 결과를 나타낸다.
사람에 따라 수면시 심전도 변화가 조금씩 다를 수 있으나 기본적으로 깊은 잠에 들 때까지 조금씩 지속적으로 낮아지다가 기상시간까지 다시 조금씩 회복되는 패턴을 보이거나 기상 때까지 지속적으로 하강하는 것이 일반적이며, 경우에 따라서는 일반적인 패턴에서 벗어나 늦은 시간에 잠자리에 들거나 수면을 돕기 위해 멜라토닌이 초기 과도하게 분비되는 경우 일정시간 상승하는 경우도 있다.
바람직하게는 개인의 안정적인 수면 중 심박수를 미리 측정하여 적용하거나 안정기 심전도와 비교하여 판단하여 수면이 진행되는 것으로 판단하게 된다. 만약 꿈이나 렘수면장애는 안정적이지 않은 심전도가 나타날 경우 실제 수면 중이라도 음원 재생시간이 계속확보될 필요가 있다.
이후 심전도 신호 분석결과 안정된 수면진행 범위로 판단시 변화속도를 반영하여 음원 출력시간의 재설정 및 재설정된 출력시간에 대응하는 볼륨의 페이드아웃 변화가 이루어지도록 제어한다.
즉 수면에 들어갔을 때 볼륨이 적절히 제어되지 않은 상태의 음원 재생은 오히려 수면의 질 향상에 방해될 수 있으므로 안정적인 수면상태 돌입이 확인되면 서서히 볼륨을 줄이며 음원 재생을 멈추도록 하며 안정적인 수면이 지속될 수 있도록 한다.
이때 심전도 변화 속도를 반영하여 빠른 안정화가 이루어진 경우는 짧은 시간내 볼륨의 페이드아웃 및 음원 재생정지가 이루어지도록 하고 느린 안정화가 이루어진 경우 상대적으로 긴 시간에 걸쳐 볼륨의 페이드아웃 및 음원 재생정지가 이루어질 필요가 있다. 즉 안정화 속도가 느린 것은 잠에 드는 시간이 더 소요되는 것으로 예민한 상태에서 주위 환경변화에 쉽게 잠에서 깰 우려가 크다는 것을 의미한다.
이에 음원 재생 초기로부터 심전도 신호의 안정화가 이루어진 시점까지의 시간과 동일한 시간 내지는 비례한 설정시간을 적용하여 설정시간에 걸쳐 볼륨을 페이드아웃하며 최종 볼륨이 0이 되는 시점에서 음원 재생을 정지시키는 것이 바람직하다.
상기 출력모듈(150)은 가공된 음원을 사용자가 들을 수 있도록 출력하는 구성으로, 기본적으로 스피커, 이어폰, 헤드폰에 대응할 수 있다. 바람직하게는 골전도 이어폰을 사용할 수 있으며 별도의 오디오 시스템과 연계동작도 가능하며, 상기 음원제어모듈(140)을 통해 가공된 음원을 사용자가 들을 수 있도록 적절한 음량으로 출력하게 된다.
상기 지원모듈(160)은 사용자의 행동정보와 연계하여 스트레스를 분석, 제어하기 위한 구성으로, 세부구성으로 패턴생성부(161)와, 인지부(162)와, 재설정부(163)와, 동작추천부(164)를 구비한다.
상기 패턴생성부(161)는 상기 웨어러블 디바이스(110)를 통해 수집된 심전도 신호 및 행동정보를 누적하여 생활패턴정보를 생성하는 구성이다. 본 발명의 적용대상, 즉 웨어러블 디바이스(110)를 착용한 사용자의 대부분은 이동하는 경로를 비롯한 시간별 행동패턴이 있으며, 사용자마다 특유의 활동범위 및 행동습관 또한 존재한다. 상기 패턴생성부(161)는 누적된 수집된 심전도 신호 행동정보를 통해 이러한 패턴을 파악하기 위한 것으로, 수집된 심전도 행동정보를 분석하여 분석을 통해 자주 이동하는 경로 및 행동습관이 반영된 생활패턴정보가 생성된다. 특히 학기중에 있는 학생이나 직장인의 경우 개인생활 외 학교나 직장에서의 생활패턴정보가 생성된다.
상기 인지부(162)는 심박동수 변화를 통해 스트레스 변화 상황을 실시간으로 인지하는 구성이다. 즉 행동적인 상태에 대응한 스트레스 변화 요인을 판단하는 것으로, 학교나 직장을 비롯하여 일상적인 다양한 활동에서 스트레스 상황을 인지할 수 있으며 이에 대응하는 행동정보의 확인이나, 평상시 수집된 행동정보와 다른 특이한 상황을 반영한 행동정보의 확인이 이루어진다.
상기 재설정부(163)는 생성된 생활패턴정보를 실시간 스트레스 변화 및 행동정보와 연계하여 분석 후 상기 분석모듈이 안정기로 판단할 수 있는 기준정보를 생성하는 구성이다. 즉 앞서 언급한 인지부(162)를 통해 인지되는 스트레스 변화, 즉 심박동수 증가 등을 통해 판단된 스트레스 상승 및 상기 제2센서부(112)를 통해 수집되는 특이한 행동상태가 누적됨에 따라 이를 분석하여 상관관계를 도출할 수 있게 되며, 상기 재설정부(163)는 생성된 생활패턴정보를 실시간 스트레스 변화 및 행동정보와 연계하여 상기 분석모듈(120)이 안정기로 판단할 수 있는 기준정보를 생성하게 된다.
앞서 언급한 바와 같이 상기 분석모듈(120)은 스트레스원이 차단된 특정 상황에서 기준정보를 미리 생성할 수도 있으나, 일상생활 중 수집된 정보를 통해 사용자가 심리적으로 안정상태임을 판단하여 이를 통해 기준정보를 생성할 수도 있다.
상기 동작추천부(164)는 사용자의 실시간 스트레스 변화 및 행동정보에 추천모드 및 음원을 제시하는 구성이다. 특히 실시간 스트레스 변화 및 행동정보 학습이나 업무와 관련된 상황인 경우 집중모드, 그 외 다른 형태의 스트레스 상승 상황일 경우에는 스트레스완화모드에 따른 음원의 추천이 이뤄질 수 있으며, 휴식이 진행되는 상황에서는 수면모드 및 대응 음원의 추천이 이뤄질 수 있다.
상기 추천모듈(170)은 사용자로부터의 스트레스관련 평가결과를 비롯하여 동일 내지는 유사한 신체적 직업적 조건을 갖는 다수의 사용자로부터 수집된 데이터 및 본 발명 적용에 따른 결과를 상호 비교 분석함으로 더욱 정확한 상태 파악 및 맞춤형 테라피가 진행되도록 지원하는 구성으로, 세부구성으로 신상정보입력부(171)와, 평가입력부(172)와, 정보관리부(173)와, 음원추천부(174)를 구비한다.
상기 신상정보입력부(171)는 사용자의 연령 및 성별과 직업과 생활 및 신체조건을 포함하는 신상정보를 입력받는 구성이다.
상기 신상정보는 사용자의 성별 및 연령과 스트레스로 이어질 수 있는 다양한 병력과 관련된 신체조건을 비롯하여 직업이나 학업, 취미생활 등 일상적인 생활 패턴과 관련된 내용이나 직업의 경우 업무종류와 업무시간 및 업무량 등 생활조건을 입력받아 세분화된 관리가 이루어질 수 있다. 특히 직업의 경우 어떤 유형의 업무인지, 업무시간 및 업무량은 근무형태가 전일제 또는 파트타임인지, 주간 또는 야간 근무인지 근무와 휴식의 시간 범위 등을 포함할 수 있다.
상기 평가입력부(172)는 사용자로부터 현재 스트레스 및 감정과 수면의 질과 운동량을 포함하는 평가정보를 긍정과 부정을 척도화한 점수로 입력받는 구성이다. 즉 질문과 3~10점 척도로 응답을 받을 수 있도록 하며 연동하는 웹이나 애플리케이션을 통해 평가정보를 입력받을 수 있다.
주요 질문은, 현재 느끼는 스트레스, 현재의 기분, 수면에 대한 평가, 운동량을 포함하는 정보의 평가를 주관적인 숫자 지표로 입력받게 되며 전체 점수의 중간점을 기준으로 긍정과 부정 중 어떤 평가가 이루어졌는지를 판단하게 된다.
상기 정보관리부(173)는 상기 신상정보 및 평가정보를 누적하여 조건별 그룹을 형성하는 구성으로, 동일 내지는 유사한 연령대, 성별, 직업군을 비롯하여 그 외 유사한 정보를 갖는 사용자를 그룹으로 분류하되, 특히 각 사용자의 안정기 BPM을 함께 분류 및 관리하게 된다.
상기 음원추천부(174)는 상기 정보관리부를 통해 형성된 그룹 내 평가정보가 긍정적인 사용자의 BPM 및 음파특성의 분포를 반영하여 그룹 내 평가정보가 부정적인 사용자에게 음원을 추천하는 구성이다. 즉 긍정적인 평가 그룹은 개선효과가 좋음을 의미하므로 개선이 필요한 부정적인 평가 그룹이 본 발명이 효과적으로 적용된 테라피 효과를 얻을 수 있도록 동일 내지는 유사한 조건의 긍정적 평가 그룹의 사용 음원 데이터를 추천하는 것이다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
110: 웨어러블 디바이스
111: 제1센서부
112: 제2센서부 120: 분석모듈
130: 모니터링모듈 140: 음원제어모듈
141: 음파생성부 142: 음원처리부
143: 음원관리부 144: 운동모드지원부
145: 수면모드지원부 150: 출력모듈
160: 지원모듈 161: 패턴생성부
162: 인지부 163: 재설정부
164: 동작추천부 170: 추천모듈
171: 신상정보입력부 172: 평가입력부
173: 정보관리부 174: 음원추천부
112: 제2센서부 120: 분석모듈
130: 모니터링모듈 140: 음원제어모듈
141: 음파생성부 142: 음원처리부
143: 음원관리부 144: 운동모드지원부
145: 수면모드지원부 150: 출력모듈
160: 지원모듈 161: 패턴생성부
162: 인지부 163: 재설정부
164: 동작추천부 170: 추천모듈
171: 신상정보입력부 172: 평가입력부
173: 정보관리부 174: 음원추천부
Claims (5)
- 사용자의 신체에 착용되며, 신체 접촉부에 설치된 전극을 통해 심장박동수 및 심전도 신호를 측정하는 제1센서부(111)와, 사용자의 위치 및 행동정보를 측정하는 제2센서부(112)를 구비하는 웨어러블 디바이스(110);
측정된 심전도 신호를 통해 심박의 진폭과 주파수를 포함하는 파형정보를 수집 및 분석하며 심리적 안정기의 파형정보를 추출하는 분석모듈(120);
상기 제2센서부(112)를 통해 측정된 사용자의 위치 및 행동정보를 분석하여 생활패턴기반의 작동모드를 판단하는 모니터링모듈(130);
안정기의 파형정보의 진폭 및 주파수에 대한 특징벡터를 추출하여 음파정보를 생성하는 음파생성부(141)와, 작동모드에 따라 심리적 안정기의 심장박동수와 동일한 BPM을 갖는 음원에 상기 음파정보가 반영되도록 가공하는 음원처리부(142)와, 설정된 작동모드에 따라 음원의 종류 및 출력시간을 제어하는 음원관리부(143)를 구비하는 음원제어모듈(140);
가공된 음원을 사용자가 들을 수 있도록 출력하는 출력모듈(150); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스 연동 방식의 스트레스 완화 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 동작모드는 운동모드를 포함하되,
상기 음원제어모듈(140)은,
운동시 음원의 BPM을 설정치까지 상승시키고 운동 후 목표시간 동안 음원의 BPM을 안정기 심박동수의 BPM까지 하강시키는 운동모드지원부(144)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스 연동 방식의 스트레스 완화 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 동작모드는 수면모드를 포함하되,
상기 음원제어모듈(140)은,
출력모듈의 동작시간 동안 상기 제1센서부(111)를 통해 수집되는 심전도 신호의 실시간 변화를 분석한 후 안정된 수면진행 범위로 판단시 변화속도를 반영하여 음원 출력시간의 재설정과 출력시간에 대응하는 볼륨의 페이드아웃 변화가 이루어지도록 제어하는 수면모드지원부(145)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스 연동 방식의 스트레스 완화 시스템.
- 제1항에 있어서,
수집된 심전도 신호 및 행동정보를 누적하여 생활패턴정보를 생성하는 패턴생성부(161)와, 심박동수 변화를 통해 스트레스 변화 상황을 실시간으로 인지하는 인지부(162)와, 생성된 생활패턴정보를 실시간 스트레스 변화 및 행동정보와 연계하여 분석 후 상기 분석모듈이 안정기로 판단할 수 있는 기준정보를 생성하는 재설정부(163)와, 사용자의 실시간 스트레스 변화 및 행동정보에 추천모드 및 음원을 제시하는 동작추천부(164)를 구비하는 지원모듈(160); 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스 연동 방식의 스트레스 완화 시스템.
- 제1항에 있어서,
사용자의 연령 및 성별과 직업과 생활 및 신체조건을 포함하는 신상정보를 입력받는 신상정보입력부(171)와, 사용자로부터 현재 스트레스 및 감정과 수면의 질과 운동량을 포함하는 평가정보를 긍정과 부정을 척도화한 점수로 입력받는 평가입력부(172)와, 상기 신상정보 및 평가정보를 누적하여 조건별 그룹을 형성하는 정보관리부(173)와, 그룹 내 평가정보가 긍정적인 사용자의 BPM 및 음파특성의 분포를 반영하여 그룹 내 평가정보가 부정적인 사용자에게 음원을 추천하는 음원추천부(174)를 구비하는 추천모듈(170); 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스 연동 방식의 스트레스 완화 시스템.
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| KR1020210179445A KR102678750B1 (ko) | 2021-12-15 | 2021-12-15 | 웨어러블 디바이스 연동 방식의 스트레스 완화 시스템 |
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2021
- 2021-12-15 KR KR1020210179445A patent/KR102678750B1/ko active IP Right Grant
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2022
- 2022-11-09 WO PCT/KR2022/017517 patent/WO2023113245A1/ko unknown
Patent Citations (5)
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