KR20230126752A - 실시간 운동 피드백 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20230126752A
KR20230126752A KR1020220023354A KR20220023354A KR20230126752A KR 20230126752 A KR20230126752 A KR 20230126752A KR 1020220023354 A KR1020220023354 A KR 1020220023354A KR 20220023354 A KR20220023354 A KR 20220023354A KR 20230126752 A KR20230126752 A KR 20230126752A
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유제광
주혜연
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동국대학교 산학협력단
서울대학교산학협력단
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Abstract

실시간 운동 피드백 시스템은 사용자가 운동을 수행하는 고도에 관계없이, 사용자의 최대산소섭취량을 정확하게 측정하고 이를 사용자에게 제공한다. 실시간 운동 피드백 시스템은 웨어러블 디바이스와 서버를 포함한다. 웨어러블 디바이스는 사용자의 몸 일부에 착용되며, 사용자의 신체 및 사용자의 운동상태를 측정한다. 웨어러블 디바이스는 센서모듈, 제어모듈, 및 출력모듈을 포함한다. 센서모듈은 사용자의 심박수, 호흡수 및 모션정보를 포함하는 센싱데이터를 생성한다. 제어모듈은 센싱데이터를 수신하여 운동강도가이드 및 호흡조절가이드를 포함하는 처방데이터를 생성한다. 출력모듈은 처방데이터를 진동, 소리, 및 이미지 중 적어도 어느 하나의 형태로 변환하여 사용자에게 제공한다.

Description

실시간 운동 피드백 시스템 및 방법 {REAL-TIME EXERCISE FEEDBACK SYSTEM AND METHOD}
본 발명은 최대산소섭취량을 통해 사용자의 운동능력을 평가하는 실시간 운동 피드백 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고도정보를 이용하여 평가의 정확성을 개선하고, 사용자의 운동강도에 따라 권장되는 호흡수를 제공하는 실시간 운동 피드백 시스템 및 방법에 관한 것이다.
사용자가 정기적으로 운동을 수행하고, 운동능력 향상을 위해 수행한 운동을 평가함에 있어서, 운동능력을 평가할 객관적인 지표를 선택하는 것이 중요하다. 최대산소섭취량은 운동능력, 특히 심폐지구력을 평가하는 기준이 된다. 최대산소섭취량은 가스분석장치를 이용하여 직접적으로 측정되거나, 최대산소섭취량 추정식을 이용하여 추정될 수 있다. 종래의 추정식을 이용하면, 사용자의 성별, 연령, 신장, 체지방률, 특정 운동수행시의 심박수 등의 영향을 포함하여 최대산소섭취량을 추정할 수 있다. 특히, 최대산소섭취량은 개인이 최대한으로 산소를 섭취할 수 있는 능력을 의미하며, 특정 운동수행시의 심박수와 부적 상관관계를 갖는다.
그러나, 사용자가 높은 고도에서 운동을 수행하는 경우, 낮은 산소분압 때문에 비슷한 강도의 운동을 수행하더라도 낮은 고도에서 운동을 수행할 때 보다 심박수가 더 높아진다. 즉, 기존의 최대산소섭취량 추정식은 사용자가 운동을 수행하는 고도에 대한 정보를 고려하지 않기 때문에, 사용자가 높은 고도에서 운동을 수행할수록, 사용자의 최대산소섭취량이 낮게 추정되는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고도에 의해 최대산소섭취량이 작게 추정되는 효과를 상쇄하여 객관적으로 사용자의 최대산소섭취량을 평가할 수 있는 실시간 운동 피드백 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 운동 피드백 시스템은 웨어러블 디바이스 및 서버를 포함할 수 있다.
웨어러블 디바이스는 일 사용자의 신체 일부에 착용 가능하고, 일 사용자의 신체 및 일 사용자의 운동상태를 측정하고, 측정된 데이터에 기초하여 일 사용자에게 처방데이터를 제공할 수 있다.
상기 웨어러블 디바이스는 센서모듈, 제어모듈, 및 출력모듈을 포함할 수 있다. 센서모듈은 일 사용자의 신체 및 일 사용자의 운동상태를 측정하여 일 사용자의 심박수, 호흡수 및 모션정보를 포함하는 센싱데이터를 생성할 수 있다. 제어모듈은 상기 센서모듈로부터 상기 센싱데이터를 수신하여 운동강도가이드 및 호흡조절가이드를 포함하는 처방데이터를 생성할 수 있다. 출력모듈은 상기 처방데이터를 진동, 소리, 및 이미지 중 적어도 어느 하나의 형태로 변환하여 일 사용자에게 제공할 수 있다. 상기 센서모듈은 일 사용자의 상기 심박수 및 상기 호흡수를 측정하는 PPG(Photo Plethysmo Graphy) 센서 및 일 사용자의 움직임을 측정하는 관성센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 운동 피드백 시스템의 제어모듈은 전처리부, 산출부, 및 처방부를 포함할 수 있다. 전처리부는 상기 센싱데이터를 기초로 일 사용자의 최대산소섭취량 값 및 분당 걸음 수 값을 포함하는 전처리데이터를 생성할 수 있다. 산출부는 상기 전처리데이터를 기초로 일 사용자의 타겟심박수범위 값 및 타겟호흡수범위 값을 포함하는 타겟데이터를 생성할 수 있다. 처방부는 상기 센싱데이터 및 상기 타겟데이터를 서로 비교하여 운동강도가이드 및 호흡조절가이드를 포함하는 처방데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 운동 피드백 시스템의 센서모듈은 기압센서를 더 포함할 수 있다. 상기 센싱데이터는 상기 기압센서로부터 센싱되는 고도값을 더 포함할 수 있다. 상기 전처리부는 상기 최대산소섭취량 값을 다음 식,
최대산소섭취량[ml/kg/min] = a - b * (연령) - c * (신장) - d * (체지방률) - e * (운동심박수) + f * (고도값) + g를 이용하여 계산할 수 있다. a는 성별상수이며, b는 연령계수이고, c는 신장계수이며, d는 체지방률계수이고, e는 운동심박수계수이며, f는 고도값계수이고, g는 추정상수일 수 있다. 상기 운동심박수는 소정의 경사도를 갖는 지면에서 일 사용자가 소정의 속력으로 소정의 시간동안 걷기운동을 수행하였을 때 측정되는 일 사용자의 심박수일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 운동 피드백 시스템에서, 상기 성별 상수는 일 사용자가 남자인 경우 1이고, 일 사용자가 여자인 경우 0일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 운동 피드백 시스템에서, 상기 소정의 경사도는 12퍼센트일 수 있다. 상기 소정의 속력은 4km/h일 수 있다. 상기 소정의 시간은 6분일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 운동 피드백 시스템은 상기 웨어러블 디바이스와 통신 가능한 서버를 더 포함할 수 있다. 일 사용자의 상기 최대산소섭취량 값은 상기 서버에 저장될 수 있다. 상기 서버는 일 사용자의 최대산소섭취량 값을 일 사용자를 제외한 다른 사용자들의 최대산소섭취량 값들과 비교할 수 있다. 상기 서버는 비교결과를 순위 또는 백분위의 형태로 산출하여 상기 출력모듈에 전달할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 운동 피드백 시스템의 산출부는 상기 분당 걸음 수 값을 소정의 값으로 나눈 값을 타겟호흡수로 산출할 수 있다. 상기 산출부는 상기 타겟호흡수범위 값을 상기 타겟호흡수의 90퍼센트 이상 110퍼센트 이하로 설정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 운동 피드백 시스템에서, 상기 소정의 값은 4일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 운동 피드백 시스템에서, 상기 산출부는 최대심박수 값을 다음 식,
최대심박수 = A * (최대산소섭취량) + B 를 이용하여 계산할 수 있다. A는 최대산소섭취량계수이고, B는 최대심박수 추정상수일 수 있다. 상기 산출부는 상기 타겟심박수범위 값을 상기 최대심박수 값의 60퍼센트 이상 80퍼센트 이하인 범위로 산출할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 운동 피드백 시스템의 상기 처방부는 상기 처방부는 상기 심박수와 상기 타겟심박수범위를 비교하여 상기 운동강도 가이드를 생성할 수 있다. 상기 처방부는 상기 호흡수와 상기 타겟호흡수범위를 비교하여 상기 호흡조절가이드를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 운동 피드백 시스템의 상기 출력모듈은 진동발생기, 사운드발생기, 및 디스플레이 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 운동 피드백 시스템의 상기 처방데이터는 권장되는 흡기시간 및 권장되는 호기시간을 포함하는 권장호흡시간을 더 포함할 수 있다. 상기 심박수가 상기 최대심박수 값의 50% 미만인 경우 상기 제어모듈은 상기 흡기시간을 제1 시간, 상기 호기시간을 제2 시간으로 결정할 수 있다. 상기 심박수가 상기 최대심박수 값의 50% 이상 80% 미만인 경우 상기 제어모듈은 상기 흡기시간을 제3 시간, 상기 호기시간을 제4 시간으로 결정할 수 있다. 상기 심박수가 상기 최대심박수 값의 80% 이상인 경우 상기 제어모듈은 상기 흡기시간을 제5 시간, 상기 호기시간을 제6 시간으로 결정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 운동 피드백 시스템의 상기 제1 시간 및 제2 시간은 2초이고, 상기 제3 시간 및 제4 시간은 1초이며, 상기 제5 시간 및 제6 시간은 0.7초 일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 운동 피드백 방법은 센싱데이터 수집단계, 전처리데이터 생성단계, 타겟데이터 생성단계, 처방데이터 생성단계, 및 출력단계를 포함할 수 있다.
센싱데이터 수집단계에서, 웨어러블 디바이스가 일 사용자의 신체 및 일 사용자의 운동상태를 측정하여 일 사용자의 심박수, 호흡수, 모션정보, 및 고도값를 포함하는 센싱데이터를 생성할 수 있다.
전처리데이터 생성단계에서, 상기 웨어러블 디바이스가 상기 센싱데이터를 기초로 일 사용자의 최대산소섭취량 값 및 분당 걸음 수 값을 포함하는 전처리데이터를 생성할 수 있다.
타겟데이터 생성단계, 상기 웨어러블 디바이스가 상기 전처리데이터를 기초로 일 사용자의 타겟심박수범위 값 및 타겟호흡수범위 값을 포함하는 타겟데이터를 생성할 수 있다.
처방데이터 생성단계에서, 상기 웨어러블 디바이스가 상기 센싱데이터 및 상기 타겟데이터를 서로 비교하여 운동강도가이드 및 호흡조절가이드를 포함하는 처방데이터를 생성할 수 있다.
출력단계에서, 상기 웨어러블 디바이스가 상기 처방데이터를 진동, 소리, 및 이미지 중 적어도 어느 하나의 형태로 변환하여 일 사용자에게 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 운동 피드백 방법의 상기 전처리데이터 생성 단계에서, 상기 웨어러블 디바이스는 상기 최대산소섭취량 값을 다음 식,
최대산소섭취량[ml/kg/min] = a - b * (연령) - c * (신장) - d * (체지방률) - e * (운동심박수) + f * (고도값) + g를 이용하여 계산할 수 있다. a는 성별상수이며, b는 연령계수이고, c는 신장계수이며, d는 체지방률계수이고, e는 운동심박수계수이며, f는 고도값계수이고, g는 추정상수일 수 있다. 상기 운동심박수는 소정의 경사도를 갖는 지면에서 일 사용자가 소정의 속력으로 소정의 시간동안 걷기운동을 수행하였을 때 일 사용자의 심박수일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 운동 피드백 방법은 최대산소섭취량 비교표시단계를 더 포함할 수 있다. 최대산소섭취량 비교표시단계에서 서버는 일 사용자의 최대산소섭취량 값을 일 사용자를 제외한 다른 사용자들의 최대산소섭취량 값들과 비교할 수 있다. 상기 서버는 비교결과를 순위 또는 백분위의 형태로 산출하여 상기 웨어러블 디바이스에 전달할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 운동 피드백 방법에서, 상기 소정의 경사도는 12퍼센트이고, 상기 소정의 속력은 4km/h이며, 상기 소정의 시간은 6분일 수 있다.
본 발명에 의하면, 고도에 의해 최대산소섭취량이 작게 추정되는 효과를 상쇄하여 객관적으로 사용자의 최대산소섭취량을 평가할 수 있다. 또한, 사용자의 움직임을 기반으로 권장되는 호흡수를 제시하여, 사용자가 최대효율의 운동을 수행하도록 도울 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 일 웨어러블 디바이스와 서버를 포함하는 실시간 운동 피드백 시스템의 블록도를 예시적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 제어모듈의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 운동 피드백 방법의 순서도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도면들에 있어서, 구성요소들의 비율 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것일 수 있다.
"포함하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 일 웨어러블 디바이스(WD)와 서버(SV)를 포함하는 실시간 운동 피드백 시스템(1000)의 블록도를 예시적으로 도시한 것이다. 도 2는 도 1에 도시된 제어모듈(200)의 블록도이다.
실시간 운동 피드백 시스템(1000)은 고도 변수를 고려하여 건강관리의 척도인 최대산소섭취량을 계산할 수 있다. 또한, 계산된 최대산소섭취량을 일 사용자를 제외한 다른 사용자들의 최대산소섭취량과 비교하여, 그 비교결과를 상기 일 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 실시간 운동 피드백 시스템(1000)은 일 사용자의 움직임을 측정하고, 권장되는 호흡수에 대한 정보를 진동, 소리, 및 이미지 중 적어도 어느 하나의 형태로 상기 일 사용자에게 제공할 수 있다.
최대산소섭취량이란 개인의 운동강도를 높여 달성할 수 있는 최대한의 산소섭취능력을 의미한다. 최대산소섭취량은 혈액의 산소운반능력 및 조직의 산소이용능력의 종합으로, 심혈관계의 성인병 예방을 위한 체력조성의 지표로 이용된다. 따라서, 개인의 건강관리를 위해 최대산소섭취량을 주기적으로 측정하고 관리하는 것이 중요하다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 실시간 운동 피드백 시스템(1000)은 일 사용자의 신체 일부에 착용 가능한 복수의 웨어러블 디바이스들(WD) 및 복수의 웨어러블 디바이스들(WD)과 통신가능한 서버(SV)를 포함할 수 있다. 웨어러블 디바이스(WD)는 일 사용자의 신체 및 일 사용자의 운동상태를 측정하여 센싱데이터(IP, 도 2)를 생성하고, 측정된 데이터에 기초하여 일 사용자에게 처방데이터(OP, 도 2)를 제공할 수 있다.
웨어러블 디바이스(WD)는 센서모듈(100), 제어모듈(200), 및 출력모듈(300)을 포함할 수 있다.
센서모듈(100)은 일 사용자의 신체 및 운동상태를 측정하여 일 사용자의 심박수, 호흡수, 모션정보 및 일 사용자가 운동을 수행하는 장소의 고도값을 포함하는 센싱데이터를 생성할 수 있다. 센서모듈(100)은 PPG(Photo Plethysmo Graphy, 110)센서, 관성센서(120), 및 기압센서(130)를 포함할 수 있다.
PPG(Photo Plethysmo Graphy, 110)센서는 PPG(Photo Plethysmo Graphy, 110)센서 주변의 혈류량 변화를 측정하여, 일 사용자의 심박수 및 호흡수를 측정할 수 있다. 구체적으로, PPG(Photo Plethysmo Graphy, 110)센서는 광을 방출하는 광원(LED, 미도시) 및 조사되는 광을 전기에너지로 변환하는 광다이오드(Photodiode, 미도시)를 포함할 수 있다.
광원(LED)은 특정 파장의 빛을 방출할 수 있다. 예시적으로, 광원(LED)은 녹색광을 방출할 수 있다. 그러나, 본 발명이 광원(LED)이 방출하는 광의 파장 대역 범위에 특별히 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 다른 실시 예에서, 광원(LED)은 적색 광 또는 근적외선 광을 방출할 수도 있다. 광원(LED)으로부터 방출된 광의 일부는 피부, 혈관, 및 혈액 등에 흡수되고, 나머지 일부는 반사될 수 있다.
광다이오드는 광원(Green LED)으로부터 방출된 광 중 피부로부터 반사된 광의 양을 측정할 수 있다.
일반적으로, 동맥의 혈류량이 많을수록, 상기 피부, 혈관, 및 혈액 등에서 흡수되는 광의 양은 많아지는 반면, 상기 반사되는 광의 양(광다이오드에서 측정되는 광의 양)은 적어진다. 동맥의 혈류량은 심장박동에 의해 주기적으로 변화하므로, 광다이오드에서 측정되는 값 또한 주기적으로 변할 수 있다. 따라서, 본 실시 예에 따르면, 심장박동에 의해 주기적으로 변화하는 동맥의 혈류량을 측정하여 일 사용자의 심박수를 계산할 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따르면, PPG(Photo Plethysmo Graphy, 110)센서는 심박수와 호흡수 간의 관계 및 상기 계산된 심박수를 이용하여 일 사용자의 호흡수를 계산할 수 있다. 일반적으로, 심장 박동은 사용자가 숨을 들이쉬는 동안 빨라지고, 사용자가 숨을 내쉬는 동안 느려질 수 있다. 이와 같은 현상은 호흡 동성 부정맥이라고 정의되며, 본 실시 예에서는, 상기 호흡 동성 부정맥 현장을 이용하여, 사용자의 심박수에 대응되는 호흡수를 계산할 수 있다.
관성센서(120)는 일 사용자의 움직임을 측정할 수 있다. 본 실시 예에 따르면, 분당 걸음 수를 기초로, 일 사용자에게 권장되는 분당 호흡수가 계산될 수 있다. 분당 호흡수가 계산되는 자세한 과정은 도 2에서 후술된다.
기압센서(130)는 일 사용자가 운동을 수행하고 있는 장소의 고도값을 측정할 수 있다. 본 실시 예에 따르면, 일 사용자의 최대산소섭취량 산출 시, 기압센서(130)에 의하여 측정된 고도값이 반영될 수 있다. 기압센서(130)에서 측정되는 고도값을 반영하여 최대산소섭취량을 보정하여야, 일 사용자의 최대산소섭취량을 정확히 계산할 수 있다.
구체적으로, 고도가 높아질수록 일 사용자가 운동을 수행하는 환경의 산소분압은 감소하며, 동맥혈의 산소분압 또한 감소한다. 따라서, 같은 강도의 운동을 수행하더라도, 높은 고도에서는 신체 조직에 필요한 산소를 공급하기 위해 심장이 더 빠르게 박동하여야 한다. 운동시 심박수는 최대산소섭취량과 부적 상관관계에 있으므로, 일 사용자가 더 높은 고도에서 운동을 수행할수록 일 사용자의 운동 심박수는 높아지고, 최대산소섭취량은 더 낮게 계산될 수 있다.
따라서, 서로 다른 고도에서 운동을 수행하는 복수 사용자들의 최대산소섭취량을 정확하게 비교하기 위해서는, 본 실시 예와 같이 기압센서(130)에서 측정된 고도값을 반영하여 최대산소섭취량을 계산하여야 한다.
도 2를 참조하면, 제어모듈(200)은 센서모듈(100)로부터 센싱데이터(IP)를 수신하여 운동강도가이드 및 호흡조절가이드를 포함하는 처방데이터(OP)를 생성할 수 있다. 제어모듈(200)은 전처리부(210), 산출부(220), 및 처방부(230)를 포함할 수 있다.
전처리부(210)는 센싱데이터(IP)를 기초로 사용자의 최대산소섭취량 값 및 분당 걸음 수 값을 포함하는 전처리데이터(DT1)를 생성할 수 있다. 본 실시 예에 따르면, 최대산소섭취량과 일 사용자의 연령, 신장, 체지방률, 및 운동심박수는 부적 상관관계에 있다. 전처리부(210)는 하기 [수식 1]을 이용하여 최대산소섭취량을 계산할 수 있다.
[수식 1]
최대산소섭취량[ml/kg/min] = a - b * (연령) - c * (신장) - d * (체지방률) - e * (운동심박수) + f * (고도값) + g
상기 운동심박수는 소정의 경사도를 갖는 지면에서 일 사용자가 소정의 속력으로 소정의 시간동안 걷기운동을 수행하였을 때 측정되는 일 사용자의 심박수로 정의될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 일 사용자가 운동을 수행하는 고도가 높을수록 최대산소섭취량이 낮게 계산될 수 있다. 따라서, 고도값에 의해 최대산소섭취량이 저하되는 효과를 상쇄하기 위해, 기압센서(130)에서 측정된 고도값을 이용(f * (고도값))하여 최대산소섭취량을 보정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 운동심박수의 측정 시 측정 기준이 되는 지면의 경사도, 운동 속도 및 운동 시간 각각의 수치는 임의에 따라 다르게 설정될 수 있다.
예시적으로, 상기 소정의 경사도는 12퍼센트, 소정의 속력은 4km/h, 소정의 시간은 6분일 수 있다. 이 경우, 상기 운동심박수는 일 사용자가 12퍼센트의 경사도를 갖는 지면에서 4km/h의 속력으로 6분간 걷기 운동을 수행하였을 때 측정되는 심박수를 의미할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 운동심박수는 일 사용자가 10퍼센트의 경사도를 갖는 지면에서, 2.7km/h의 속력으로 3분간 걷기 운동을 수행하였을 때 측정되는 심박수를 의미할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 운동심박수는 일 사용자가 14퍼센트의 경사도를 갖는 지면에서, 5.4km/h의 속력으로 9분간 걷기 운동을 수행하였을 때 측정되는 심박수를 의미할 수 있다.
일 사용자가 12퍼센트의 경사도를 갖는 지면에서, 4km/h의 속력으로 6분간 걷기 운동을 수행하였을 때 측정되는 심박수를 운동심박수로 하여 최대산소섭취량을 추정할 때, 추정의 정확도가 가장 높다. 따라서, 해당 조건(12퍼센트 경사도, 4km/h, 6분)에서의 심박수를 운동심박수로 최대산소섭취량을 계산하는 것이 바람직하다.
상기 [수식 1]에서, a는 성별상수, b는 연령계수, c는 신장계수, d는 체지방률계수, e는 운동심박수계수, f는 고도값계수, g는 최대산소섭취량 추정상수를 의미한다. 성별상수는 성별에 따른 최대산소섭취량의 감소량을 반영하는 상수이다. 본 실시 예에서, 일 사용자가 남자인 경우 성별상수는 1이고, 일 사용자가 여자인 경우 성별상수는 0일 수 있다. 연령계수는 연령변화에 따른 최대산소섭취량의 변화량을 반영하는 값이다. 신장계수는 신장변화에 따른 따른 최대산소섭취량의 변화량을 반영하는 값이다. 체지방률계수는 체지방률에 따른 따른 최대산소섭취량의 변화량을 반영하는 값이다. 운동심박수계수는 운동심박수 변화에 따른 최대산소섭취량의 변화량을 반영하는 값이다. 고도값계수는 일 사용자가 운동을 수행하는 고도의 변화에 따른 최대산소섭취량의 변화량을 보정하기 위한 값이다. 최대산소섭취량 추정상수는 최대산소섭취량과 최대산소섭취량을 계산하기 위해 사용되는 변수들 간의 관계를 추정하는 상수로써, 미리 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서 연령계수는 0.177, 신장계수는 0.165, 체지방률계수는 0.466, 운동심박수계수는 0.084, 추정상수는 94.036일 수 있다.
산출부(220)는 전처리데이터(DT1)를 기초로 사용자의 타겟심박수범위 값 및 타겟호흡수범위 값을 포함하는 타겟데이터(DT2)를 생성할 수 있다.
타겟심박수범위는 일 사용자가 심폐지구력을 강화하고, 안전하게 운동을 수행할 수 있는 운동강도를 심박수 값의 범위로 나타낸 것이다. 일 사용자는 심폐지구력 강화 및 안전한 운동 수행을 위해, 타겟심박수범위 내에서 운동강도를 조절하는 것이 바람직하다. 타겟호흡수범위는 일 사용자가 운동을 수행함에 있어, 권장되는 호흡수 값의 범위를 의미한다. 일 사용자는 운동수행의 효율 개선 및 심폐지구력 강화를 위해, 타겟호흡수범위 내에서 자신의 호흡을 조절하는 것이 바람직하다.
산출부(220)는 센서모듈(100)에서 측정된 분당 걸음 수 값을 소정의 값으로 나눈 값을 타겟호흡수로 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서 소정의 값은 4일 수 있다. 운동수행의 효율 및 심폐지구력 강화를 위해, 2보 간격으로 숨을 들이마시고 내쉬는 것이 바람직하다. 즉, 4보에 한 번씩 호흡(들숨 및 날숨)하는 것이 바람직하다. 따라서 바람직한 분당 호흡수(타겟호흡수)는 센서모듈(100)에서 측정된 분당 걸음 수 값을 4로 나눈 값으로 산출될 수 있다. 상기 소정의 값은 일 사용자가 선택하여 설정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 소정의 값은 2일 수 있다. 오르막에서 달리기 운동을 수행하거나, 운동 수행 중 체력이 많이 소진된 경우 1보 간격으로 숨을 들이마시고 내쉬는 것이 바람직하다. 즉, 2보에 한 번씩 호흡(들숨 및 날숨)하는 것이 바람직하다. 따라서 바람직한 분당 호흡수(타겟호흡수)는 센서모듈(100)에서 측정된 분당 걸음 수 값을 2로 나눈 값으로 산출될 수 있다.
산출부(220)는 타겟호흡수범위 값을 산출된 타겟호흡수의 90 퍼센트 이상 110퍼센트 이하로 산출할 수 있다. 예를 들어, 센서모듈(100)에서 측정된 분당 걸음 수 값이 180이고 소정의 값이 4인 경우, 산출부(220)는 타겟호흡수를 45로, 타겟호흡수범위 값을 40.5 이상 49.5 이하로 산출할 수 있다. 일 사용자는 상기 타겟호흡수 및 타겟호흡수 범위에 대한 정보를 후술될 출력모듈(300)에서 진동, 소리, 및 이미지 중 적어도 어느 하나의 형태로 제공받을 수 있다.
산출부(220)는 하기 [수식 2]를 이용하여 최대심박수 값을 계산할 수 있다.
[수식 2]
최대심박수 = A * (최대산소섭취량) + B
상기 [수식 2]에서 A는 최대산소섭취량 계수, B는 최대심박수 추정상수를 의미한다. 최대심박수는 최대산소섭취량과 비례관계에 있다.
본 발명의 다른 실시예에서 산출부(220)는 하기 [수식 3]를 이용하여 최대심박수 값을 계산할 수 있다.
[수식 3]
최대심박수 = 220 - 나이
본 발명의 일 실시 예에서, 산출부(220)는 타겟심박수범위 값을 최대심박수 값의 60퍼센트 이상 80퍼센트 이하인 범위로 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 일 사용자가 운동의 목적에 따라 타겟심박수범위 값을 다르게 설정함으로써 운동 효율을 개선할 수 있다. 예를 들어, 전문 트레이닝을 목적으로 할 때, 타겟심박수범위 값을 최대심박수 값의 80퍼센트 이상 90퍼센트 이하인 범위로 설정할 수 있다. 심폐지구력 향상을 목적으로 할 때, 타겟심박수범위 값을 최대심박수 값의 70퍼센트 이상 80퍼센트 이하인 범위로 설정할 수 있다. 체중감량을 목적으로 할 때, 일 사용자가 타겟심박수범위 값을 최대심박수 값의 60퍼센트 이상 70퍼센트 이하인 범위로 설정할 수 있다.
처방부(230)는 센싱데이터(IP) 및 타겟데이터(DT2)를 서로 비교하여 운동강도가이드 및 호흡조절가이드를 포함하는 처방데이터(OP)를 생성할 수 있다. 처방부(230)는 센서모듈(100)에서 측정된 심박수와 산출부(220)에서 산출된 타겟심박수범위를 비교하여 운동강도 가이드를 생성할 수 있다. 처방부(230)는 상기 호흡수와 상기 타겟호흡수범위를 비교하여 상기 호흡조절가이드를 생성할 수 있다.
예를 들어, 일 사용자의 최대심박수가 183인 경우, 타겟심박수범위 값은 109 이상 146 미만일 수 있다. 이 때, 센서모듈(100)의 PPG센서(110)에서 측정된 일 사용자의 심박수가 150이라면, 처방부(230)는 운동강도를 낮추라는 내용을 포함하는 운동강도가이드를 생성할 수 있다. 또한 처방부(230)는 운동강도가이드를 출력모듈(300)에 전달할 수 있다. 출력모듈(300)은 진동, 소리, 및 이미지 중 적어도 어느 하나의 형태로 사용자에게 운동강도 조정이 필요함을 전달할 수 있다.
같은 방식으로, 일 사용자의 타겟호흡수가 45인 경우, 타겟호흡수범위 값이 40.5 이상 49.5 이하일 수 있다. 이 때, 센서모듈(100)의 PPG센서(110)에서 측정된 일 사용자의 호흡수가 38이라면, 처방부(230)는 호흡횟수를 늘리라는 내용을 포함하는 호흡조절가이드를 생성할 수 있다. 또한 처방부(230)는 호흡조절가이드를 출력모듈(300)에 전달할 수 있다. 출력모듈(300)은 진동, 소리, 및 이미지 중 적어도 어느 하나의 형태로 사용자에게 호흡수 조정이 필요함을 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 처방데이터(OP)는 권장호흡시간을 더 포함할 수 있다. 권장호흡시간은 권장되는 흡기시간 및 호기시간을 포함할 수 있다. 제어모듈(200)는 센싱데이터(IP) 중 심박수를 기초로 운동강도를 판단하고, 운동강도에 대응되는 흡기시간 및 호기시간을 판단할 수 있다.
예를 들어, 사용자의 심박수가 계산된 최대심박수 값의 50% 미만인 경우, 제어모듈(200)은 사용자가 워밍업 수준의 운동을 하고 있다고 판단하고, 흡기시간을 제1 시간, 호기시간을 제2 시간으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 시간 및 제2 시간은 2초일 수 있다.
사용자의 심박수가 계산된 최대심박수 값의 50% 이상 80 미만인 경우, 제어모듈(200)은 사용자가 중간 강도의 운동을 수행하고 있다고 판단하고, 흡기시간을 제3 시간, 호기시간을 제4 시간으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 제3 시간 및 제4 시간은 1초일 수 있다.
사용자의 심박수가 계산된 최대심박수 값의 80% 이상인 경우, 제어모듈(200)은 사용자가 높은 강도의 운동을 수행하고 있다고 판단하고, 흡기시간을 제5 시간, 호기시간을 제6 시간으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 제5 시간 및 제6 시간은 0.7초 일 수 있다.
단, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 시간, 제2 시간, 제3 시간, 제4 시간, 제5 시간, 및 제6 시간은 설계자가 필요에 따라 임의로 변경할 수 있다.
출력모듈(300)은 처방데이터(OP)를 진동, 소리, 및 이미지 중 적어도 어느 하나의 형태로 변환하여 사용자에게 제공할 수 있다. 출력모듈(300)은 진동발생기(310), 사운드발생기(320), 및 디스플레이(330) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
진동발생기(310)는 진동을 발생시켜 일 사용자에게 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 센서모듈(100)에서 측정된 일 사용자의 심박수 또는 호흡수가 산출부(220)에서 산출된 타겟심박수범위 값 또는 타겟호흡수범위 값을 벗어나는 경우, 진동발생기(310)는 짧은 간격으로 2회 연속 진동할 수 있다. 일 사용자는 진동발생기(310)에서 발생한 진동을 감지하고, 디스플레이(330)에서 처방데이터(OP)에 대응되는 텍스트 또는 이미지를 확인할 수 있다.
사운드발생기(320)는 소리를 발생시켜 일 사용자에게 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 센서모듈(100)에서 측정된 일 사용자의 심박수 또는 호흡수가 산출부(220)에서 산출된 타겟심박수범위 값 또는 타겟호흡수범위 값을 벗어나는 경우, 사운드발생기(320)는 짧은 간격으로 비프음을 발생시킬 수 있다. 일 사용자는 사운드발생기(320)에서 발생한 비프음을 감지하고, 디스플레이(330)에서 처방데이터(OP)에 대응되는 텍스트 또는 이미지를 확인할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 사운드발생기(320)는 처방데이터(OP)에 대응되는 안내 음성를 생성할 수 있다. 예컨대, 타겟심박수범위 값을 초과하여 운동이 수행되고 있는 경우, 사운드발생기(320)는 "운동을 강도가 높습니다. 안전을 위해 운동강도를 낮춰 주십시오"와 같은 안내 음성을 생성할 수 있다. 일 사용자는 상기 안내 음성을 인지하고, 운동강도를 조절할 수 있다.
디스플레이(330)는 처방데이터(OP)에 대응되는 텍스트 또는 이미지를 생성하여 사용자에게 제공할 수 있다. 이미지는 그래프, 도표, 및 애니메이션 중 적어도 어느 하나 일 수 있다.
서버(SV)는 전처리부(210)에서 계산된 일 사용자의 최대산소섭취량 값을 저장할 수 있다. 서버(SV)는 사용자의 최대산소섭취량 값과 다른 사용자들의 최대산소섭취량 값들과 비교하고, 비교결과를 순위 또는 백분위의 형태로 산출하여 상기 출력모듈(300)에 전달할 수 있다. 비교결과는 출력모듈(300)의 디스플레이(330) 또는 사운드발생기(320)를 통해 사용자에게 텍스트, 도표, 그래프, 소리 등의 형태로 제공될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 운동 피드백 방법의 순서도이다. 실시간 운동 피드백 방법은 센싱데이터 수집단계(S1), 전처리데이터 생성단계(S2), 타겟데이터 생성단계(S3), 처방데이터 생성단계(S4), 및 출력단계(S5)를 포함할 수 있다.
센싱데이터 수집단계(S1)에서, 웨어러블 디바이스(WD)는 사용자의 신체 및 사용자의 운동상태를 측정하여 일 사용자의 심박수, 호흡수, 모션정보, 및 일 사용자가 운동을 수행하고 있는 장소의 고도값을 포함하는 센싱데이터(IP, 도 2)를 생성할 수 있다.
전처리데이터 생성단계(S2)에서, 웨어러블 디바이스(WD)는 센싱데이터(IP)를 기초로, 사용자의 최대산소섭취량 값 및 분당 걸음 수 값을 포함하는 전처리데이터(DT1)를 생성할 수 있다. 웨어러블 디바이스(WD)는 하기 [수식 1]을 이용하여 최대산소섭취량을 계산할 수 있다.
[수식 1]
최대산소섭취량[ml/kg/min] = a - b * (연령) - c * (신장) - d * (체지방률) - e * (운동심박수) + f * (고도값) + g
상기 운동심박수는 소정의 경사도를 갖는 지면에서 일 사용자가 소정의 속력으로 소정의 시간동안 걷기운동을 수행하였을 때 측정되는 일 사용자의 심박수로 정의될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 일 사용자가 운동을 수행하는 고도가 높을수록 최대산소섭취량이 낮게 계산될 수 있다. 따라서, 고도값에 의해 최대산소섭취량이 저하되는 효과를 상쇄하기 위해, 기압센서(130)에서 측정된 고도값을 이용(f * (고도값))하여 최대산소섭취량을 보정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 운동심박수의 측정 시 측정 기준이 되는 지면의 경사도, 운동 속도 및 운동 시간 각각의 수치는 임의에 따라 다르게 설정될 수 있다.
예시적으로, 상기 소정의 경사도는 12퍼센트, 소정의 속력은 4km/h, 소정의 시간은 6분일 수 있다. 이 경우, 상기 운동심박수는 일 사용자가 12퍼센트의 경사도를 갖는 지면에서 4km/h의 속력으로 6분간 걷기 운동을 수행하였을 때 측정되는 심박수를 의미할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 운동심박수는 일 사용자가 10퍼센트의 경사도를 갖는 지면에서, 2.7km/h의 속력으로 3분간 걷기 운동을 수행하였을 때 측정되는 심박수를 의미할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 운동심박수는 일 사용자가 14퍼센트의 경사도를 갖는 지면에서, 5.4km/h의 속력으로 9분간 걷기 운동을 수행하였을 때 측정되는 심박수를 의미할 수 있다.
일 사용자가 12퍼센트의 경사도를 갖는 지면에서, 4km/h의 속력으로 6분간 걷기 운동을 수행하였을 때 측정되는 심박수를 운동심박수로 하여 최대산소섭취량을 추정할 때, 추정의 정확도가 가장 높다. 따라서, 해당 조건(12퍼센트 경사도, 4km/h, 6분)에서의 심박수를 운동심박수로 최대산소섭취량을 계산하는 것이 바람직하다.
상기 [수식 1]에서, a는 성별상수, b는 연령계수, c는 신장계수, d는 체지방률계수, e는 운동심박수계수, f는 고도값계수, g는 최대산소섭취량 추정상수를 의미한다. 성별상수는 성별에 따른 최대산소섭취량의 감소량을 반영하는 상수이다. 본 실시 예에서, 일 사용자가 남자인 경우 성별상수는 1이고, 일 사용자가 여자인 경우 성별상수는 0일 수 있다. 연령계수는 연령변화에 따른 최대산소섭취량의 변화량을 반영하는 값이다. 신장계수는 신장변화에 따른 따른 최대산소섭취량의 변화량을 반영하는 값이다. 체지방률계수는 체지방률에 따른 따른 최대산소섭취량의 변화량을 반영하는 값이다. 운동심박수계수는 운동심박수 변화에 따른 최대산소섭취량의 변화량을 반영하는 값이다. 고도값계수는 일 사용자가 운동을 수행하는 고도의 변화에 따른 최대산소섭취량의 변화량을 보정하기 위한 값이다. 최대산소섭취량 추정상수는 최대산소섭취량과 최대산소섭취량을 계산하기 위해 사용되는 변수들 간의 관계를 추정하는 상수로써, 미리 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서 연령계수는 0.177, 신장계수는 0.165, 체지방률계수는 0.466, 운동심박수계수는 0.084, 추정상수는 94.036일 수 있다.
타겟데이터 생성단계(S3)에서, 웨어러블 디바이스(WD)가 전처리데이터 전처리데이터(DT1)를 기초로 사용자의 타겟심박수범위 값 및 타겟호흡수범위 값을 포함하는 타겟데이터(DT2)를 생성할 수 있다.
처방데이터 생성단계(S4)에서, 웨어러블 디바이스(WD)가 센싱데이터(IP) 및 타겟데이터(DT2)를 서로 비교하여 운동강도가이드 및 호흡조절가이드를 포함하는 처방데이터(OP)를 생성할 수 있다.
출력단계(S5)에서, 웨어러블 디바이스(WD)가 처방데이터를 진동, 소리, 및 이미지 중 적어도 어느 하나의 형태로 변환하여 사용자에게 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 실시간 운동 피드백 방법은 최대산소섭취량 비교표시단계(미도시)를 더 포함할 수 있다. 최대산소섭취량 비교표시단계에서, 서버(SV)는 서버(SV)가 사용자의 최대산소섭취량 값과 다른 사용자들의 최대산소섭취량 값들과 비교하여, 비교결과를 순위 또는 백분위의 형태로 산출하여 웨어러블 디바이스(WD)에 전달할 수 있다. 웨어러블 디바이스(WD)는 비교결과를 출력모듈(300)의 디스플레이(330) 또는 사운드발생기(320)를 통해 사용자에게 텍스트, 도표, 그래프, 소리 등의 형태로 제공할 수 있다.
실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 센서모듈 200: 제어모듈
210: 전처리부 220: 산출부
230: 처방부 300: 출력모듈
310: 진동발생기 320: 사운드발생기
330: 디스플레이 400: 서버
WD: 웨어러블 디바이스 1000: 실시간 운동 피드백 시스템

Claims (17)

  1. 일 사용자의 신체 일부에 착용 가능하고, 일 사용자의 신체 및 일 사용자의 운동상태를 측정하고, 측정된 데이터에 기초하여 일 사용자에게 처방데이터를 제공하는 웨어러블 디바이스를 포함하고,
    상기 웨어러블 디바이스는,
    일 사용자의 신체 및 일 사용자의 운동상태를 측정하여 일 사용자의 심박수, 호흡수 및 모션정보를 포함하는 센싱데이터를 생성하는 센서모듈;
    상기 센서모듈로부터 상기 센싱데이터를 수신하여 운동강도가이드 및 호흡조절가이드를 포함하는 처방데이터를 생성하는 제어모듈; 및
    상기 처방데이터를 진동, 소리, 및 이미지 중 적어도 어느 하나의 형태로 변환하여 일 사용자에게 제공하는 출력모듈을 포함하고,
    상기 센서모듈은,
    일 사용자의 상기 심박수 및 상기 호흡수를 측정하는 PPG(Photo Plethysmo Graphy) 센서 및 일 사용자의 움직임을 측정하는 관성센서를 포함하는 실시간 운동 피드백 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 센싱데이터를 기초로 일 사용자의 최대산소섭취량 값 및 분당 걸음 수 값을 포함하는 전처리데이터를 생성하는 전처리부;
    상기 전처리데이터를 기초로 일 사용자의 타겟심박수범위 값 및 타겟호흡수범위 값을 포함하는 타겟데이터를 생성하는 산출부; 및
    상기 센싱데이터 및 상기 타겟데이터를 서로 비교하여 운동강도가이드 및 호흡조절가이드를 포함하는 처방데이터를 생성하는 처방부를 포함하는 실시간 운동 피드백 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 센서모듈은 기압센서를 더 포함하고,
    상기 센싱데이터는 상기 기압센서로부터 센싱되는 고도값을 더 포함하며,
    상기 전처리부는 상기 최대산소섭취량 값을 다음 식,
    최대산소섭취량[ml/kg/min] = a - b * (연령) - c * (신장) - d * (체지방률) - e * (운동심박수) + f * (고도값) + g를 이용하여 계산하고,
    a는 성별상수이며, b는 연령계수이고, c는 신장계수이며, d는 체지방률계수이고, e는 운동심박수계수이며, f는 고도값계수이고, g는 추정상수이고, 상기 운동심박수는 소정의 경사도를 갖는 지면에서 일 사용자가 소정의 속력으로 소정의 시간동안 걷기운동을 수행하였을 때 측정되는 일 사용자의 심박수인 실시간 운동 피드백 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 성별 상수는,
    일 사용자가 남자인 경우 1이고,
    일 사용자가 여자인 경우 0인 실시간 운동 피드백 시스템.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 소정의 경사도는 12퍼센트이고, 상기 소정의 속력은 4km/h이며, 상기 소정의 시간은 6분인 실시간 운동 피드백 시스템.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 웨어러블 디바이스와 통신 가능한 서버를 더 포함하고,
    일 사용자의 상기 최대산소섭취량 값은 상기 서버에 저장되며,
    상기 서버는 일 사용자의 최대산소섭취량 값을 일 사용자를 제외한 다른 사용자들의 최대산소섭취량 값들과 비교하고, 비교결과를 순위 또는 백분위의 형태로 산출하여 상기 출력모듈에 전달하는 실시간 운동 피드백 시스템.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 산출부는 상기 분당 걸음 수 값을 소정의 값으로 나눈 값을 타겟호흡수로 산출하고,
    상기 산출부는 상기 타겟호흡수범위 값을 상기 타겟호흡수의 90퍼센트 이상 110퍼센트 이하로 설정하는 실시간 운동 피드백 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 소정의 값은 4인 실시간 운동 피드백 시스템.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 산출부는 최대심박수 값을 다음 식,
    최대심박수 = A * (최대산소섭취량) + B 를 이용하여 계산하고,
    A는 최대산소섭취량계수이고, B는 최대심박수 추정상수이며,
    상기 산출부는 상기 타겟심박수범위 값을 상기 최대심박수 값의 60퍼센트 이상 80퍼센트 이하인 범위로 산출하는 실시간 운동 피드백 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 처방부는 상기 심박수와 상기 타겟심박수범위를 비교하여 상기 운동강도 가이드를 생성하고, 상기 처방부는 상기 호흡수와 상기 타겟호흡수범위를 비교하여 상기 호흡조절가이드를 생성하는 실시간 운동 피드백 시스템.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 출력모듈은 진동발생기, 사운드발생기, 및 디스플레이 중 적어도 어느 하나를 포함하는 실시간 운동 피드백 시스템.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 처방데이터는 권장되는 흡기시간 및 권장되는 호기시간을 포함하는 권장호흡시간을 더 포함하고, 상기 심박수가 상기 최대심박수 값의 50% 미만인 경우 상기 제어모듈은 상기 흡기시간을 제1 시간, 상기 호기시간을 제2 시간으로 결정하며, 상기 심박수가 상기 최대심박수 값의 50% 이상 80% 미만인 경우 상기 제어모듈은 상기 흡기시간을 제3 시간, 상기 호기시간을 제4 시간으로 결정하고, 상기 심박수가 상기 최대심박수 값의 80% 이상인 경우 상기 제어모듈은 상기 흡기시간을 제5 시간, 상기 호기시간을 제6 시간으로 결정하는 실시간 운동 피드백 시스템.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 시간 및 제2 시간은 2초이고, 상기 제3 시간 및 제4 시간은 1초이며, 상기 제5 시간 및 제6 시간은 0.7초인 실시간 운동 피드백 시스템.
  14. 웨어러블 디바이스가 일 사용자의 신체 및 일 사용자의 운동상태를 측정하여 일 사용자의 심박수, 호흡수, 모션정보, 및 고도값를 포함하는 센싱데이터를 생성하는 센싱데이터 수집단계;
    상기 웨어러블 디바이스가 상기 센싱데이터를 기초로 일 사용자의 최대산소섭취량 값 및 분당 걸음 수 값을 포함하는 전처리데이터를 생성하는 전처리데이터 생성단계;
    상기 웨어러블 디바이스가 상기 전처리데이터를 기초로 일 사용자의 타겟심박수범위 값 및 타겟호흡수범위 값을 포함하는 타겟데이터를 생성하는 타겟데이터 생성단계;
    상기 웨어러블 디바이스가 상기 센싱데이터 및 상기 타겟데이터를 서로 비교하여 운동강도가이드 및 호흡조절가이드를 포함하는 처방데이터를 생성하는 처방데이터 생성단계; 및
    상기 웨어러블 디바이스가 상기 처방데이터를 진동, 소리, 및 이미지 중 적어도 어느 하나의 형태로 변환하여 일 사용자에게 제공하는 출력단계를 포함하는 실시간 운동 피드백 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 전처리데이터 생성 단계에서, 상기 웨어러블 디바이스는 상기 최대산소섭취량 값을 다음 식,
    최대산소섭취량[ml/kg/min] = a - b * (연령) - c * (신장) - d * (체지방률) - e * (운동심박수) + f * (고도값) + g를 이용하여 계산하고,
    a는 성별상수이며, b는 연령계수이고, c는 신장계수이며, d는 체지방률계수이고, e는 운동심박수계수이며, f는 고도값계수이고, g는 추정상수이고, 상기 운동심박수는 소정의 경사도를 갖는 지면에서 일 사용자가 소정의 속력으로 소정의 시간동안 걷기운동을 수행하였을 때 일 사용자의 심박수인 실시간 운동 피드백 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    서버는 일 사용자의 최대산소섭취량 값을 일 사용자를 제외한 다른 사용자들의 최대산소섭취량 값들과 비교하고, 비교결과를 순위 또는 백분위의 형태로 산출하여 상기 웨어러블 디바이스에 전달하는 최대산소섭취량 비교표시단계를 더 포함하는 실시간 운동 피드백 방법.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 소정의 경사도는 12퍼센트이고, 상기 소정의 속력은 4km/h이며, 상기 소정의 시간은 6분인 실시간 운동 피드백 방법.
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