KR20240008771A

KR20240008771A - 착용 감지 기능을 제공하는 웨어러블 장치 및 웨어러블 장치의 동작 방법

Info

Publication number: KR20240008771A
Application number: KR1020220173149A
Authority: KR
Inventors: 이기완; 김미정; 김정래; 류정필; 송석훈; 안치영
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2022-07-11
Filing date: 2022-12-12
Publication date: 2024-01-19

Abstract

착용 감지 기능을 제공하는 웨어러블 장치 및 웨어러블 장치의 동작 방법이 개시된다. 웨어러블 장치는 사용자의 신체에 적용되는 토크를 생성하는 구동 모듈, 토크를 사용자의 다리에 전달하기 위한 다리 구동 프레임, 다리 구동 프레임에 연결되고, 다리 구동 프레임을 사용자의 다리에 고정시키기 위한 허벅지 체결부, 다리 구동 프레임의 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 획득하는 센서 모듈, 및 센서 데이터에 기초하여 웨어러블 장치를 제어하는 제어 모듈을 포함한다. 제어 모듈은 웨어러블 장치가 사용자의 다리에 정상 착용된 상태인지 여부를 결정하기 위한 테스트를 수행할 수 있다. 테스트에서, 제어 모듈은 구동 모듈이 테스트 토크를 생성하도록 제어하고, 테스트 토크가 생성된 이후에 획득된 센서 데이터에 기초하여 테스트의 통과 여부를 결정할 수 있다.

Description

착용 감지 기능을 제공하는 웨어러블 장치 및 웨어러블 장치의 동작 방법 {WEARABLE DEVICE FOR PROVIDING WEAR DETECTION FUNCTION AND OPERATION METHOD THEREOF}

본 개시는 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치 및 그 웨어러블 장치의 동작 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 보행 보조 장치(walking assistance device)는 각종 질환이나 사고 등으로 인하여 스스로 걷지 못하는 환자들이 재활 치료를 위한 보행 운동을 할 수 있도록 도와주는 기구 또는 장치를 말한다. 최근 고령화 사회가 심화됨에 따라 다리 관절의 문제로 정상적인 보행이 어렵거나 보행에 대해 불편을 호소하는 사람들이 증가하여 보행 보조 장치에 대한 관심도 높아지고 있다. 보행 보조 장치는 사용자의 신체에 장착되어 사용자가 보행하는데 필요한 근력을 보조(assistance)해 주고, 사용자가 정상적인 보행 패턴으로 보행할 수 있도록 사용자의 보행을 유도한다.

일 실시예에 다른 웨어러블 장치의 동작 방법은, 상기 웨어러블 장치가 사용자의 신체에 정상 착용된 상태인지 여부를 결정하기 위한 테스트를 수행하는 동작, 및 상기 테스트가 통과된 것으로 결정된 것에 응답하여, 상기 웨어러블 장치의 구동 모듈을 구동시키는 동작을 포함할 수 있다. 상기 테스트를 수행하는 동작은, 상기 구동 모듈을 통해 테스트 토크를 생성하는 동작, 상기 테스트 토크가 생성된 이후에 상기 웨어러블 장치의 다리 구동 프레임의 움직임 값을 포함하는 센서 데이터를 획득하는 동작, 및 상기 센서 데이터에 기초하여 상기 테스트의 통과 여부를 결정하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는, 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 본 개시에서 설명된 웨어러블 장치의 동작 방법을 수행하게 하는 인스트럭션들(instructions)을 기록할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치의 개요(overview)를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치와 전자 장치를 포함하는 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 후면 개략도를 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 좌측 측면도를 나타낸다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 제어 시스템의 구성을 도시하는 도면들이다.
도 6은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치와 전자 장치 간의 상호 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9a, 도 9b, 도 9c 및 도 10은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 정상 착용 여부를 감지하기 위한 테스트를 수행하는 다양한 예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11은 일 실시예에 따른 정상 착용 감지 기능을 수행하는 웨어러블 장치의 동작 방법의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치가 운동 보조 모드에서 동작할 때 착용 감지 기능이 수행되는 테스트의 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 착용 감지 기능을 수행하기 위한 테스트의 조합을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 가이드 알림의 다양한 예들을 도시하는 도면이다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 구현될 수 있다. 따라서, 실제 구현되는 형태는 개시된 특정 실시예로만 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 실시예들로 설명한 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 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 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 일 실시예에 따른 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치의 개요를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에서 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 신체에 착용되어 사용자(110)의 보행(walking), 운동(exercise) 및/또는 작업(work)을 보조해 주는 장치일 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 신체 능력(예: 보행 능력, 운동 능력, 운동 동작(exercise posture))을 측정하는데 이용될 수도 있다. 실시예들에서 '웨어러블 장치'의 용어는 '웨어러블 로봇', '보행 보조 장치', 또는 '운동 보조 장치'로 대체될 수 있다. 사용자(110)는 사람 또는 동물일 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다. 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 신체(예: 하체(다리, 발목, 무릎 등), 상체(몸통, 팔, 손목 등), 또는 허리)에 착용되어 사용자(110)의 신체 움직임에 보조력(assistance force) 및/또는 저항력(resistance force)의 외력을 가할 수 있다. 보조력은 사용자(110)의 신체 움직임 방향과 동일한 방향으로 적용되는 힘으로, 사용자(110)의 신체 움직임을 도와주는 힘을 나타낸다. 저항력은 사용자(110)의 신체 움직임 방향에 반대되는 방향으로 적용되는 힘으로, 사용자(110)의 신체 움직임을 방해하는 힘을 나타낸다. '저항력'의 용어는 '운동 부하'로도 지칭될 수 있다.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 보행을 보조하는 보행 보조 모드로 동작할 수 있다. 보행 보조 모드에서, 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 구동 모듈(120)로부터 발생한 보조력을 사용자(110)의 신체에 가하는 것에 의해 사용자(110)의 보행을 도울 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 보행에 필요한 힘을 보조해 줌으로써 사용자(110)의 독립적인 보행을 가능하게 하거나 또는 장시간 보행을 가능하게 하여 사용자(110)의 보행 능력을 확장시켜 줄 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 보행 습관이나 보행 자세가 비정상인 보행자의 보행을 개선시키는데 도움을 줄 수도 있다.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 운동 효과를 강화하기 위한 운동 보조 모드로 동작할 수 있다. 운동 보조 모드에서, 웨어러블 장치(100)는 구동 모듈(120)로부터 발생하는 저항력을 사용자(110)의 신체에 가하는 것에 의해 사용자(110)의 신체 움직임을 방해하거나 사용자(110)의 신체 움직임에 저항을 줄 수 있다. 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 허리(또는 골반)와 다리(예: 허벅지)에 착용되는 힙(hip) 타입의 웨어러블 장치인 경우, 웨어러블 장치(100)는 다리에 착용된 상태로 사용자(110)의 다리 움직임에 운동 부하를 제공하여 사용자(110)의 다리에 대한 운동 효과를 보다 강화시킬 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 운동을 보조하기 위해 보조력을 사용자(110)의 신체에 가할 수도 있다. 예를 들어, 장애인 또는 노인이 웨어러블 장치(100)를 착용하여 운동을 하고자 하는 경우, 웨어러블 장치(100)는 운동 과정에서 신체 움직임을 도와주기 위한 보조력을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 일부 운동 구간에서는 보조력을 제공하고, 다른 운동 구간에서는 저항력을 제공하는 것과 같이, 보조력과 저항력을 운동 구간 또는 시간 구간별로 조합하여 제공할 수도 있다.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 신체 능력을 측정하기 위한 신체 능력 측정 모드로 동작할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 사용자가 보행이나 운동을 수행하는 과정에서 웨어러블 장치(100)에 구비된 센서들(예: 각도 센서(125), 관성 센서(inertial measurement unit; IMU)(135))를 이용하여 사용자의 움직임 정보를 측정하고, 측정된 움직임 정보를 기초로 사용자의 신체 능력을 평가할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)에 의해 측정된 사용자(100)의 움직임 정보를 통해 사용자(110)의 보행 지표 또는 운동 능력 지표(예: 근력, 지구력, 밸런스, 운동 동작)가 추정될 수 있다. 신체 능력 측정 모드는 사용자의 운동 동작을 측정하기 위한 운동 동작 측정 모드를 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시예들에서는 설명의 편의를 위해 도 1에 도시된 것과 같은 힙(hip) 타입의 웨어러블 장치(100)를 예를 들어 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 위에서 설명한 것과 같이, 웨어러블 장치(100)는 허리 및 다리(특히 허벅지) 이외의 다른 신체 부위(예: 상박, 하박, 손, 종아리, 발)에도 착용될 수도 있고, 착용되는 신체 부위에 따라 웨어러블 장치(100)의 형태와 구성이 달라질 수 있다.

일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 신체에 착용되었을 때 사용자(110)의 신체를 지지하기 위한 지지 프레임(예: 허리 지지 프레임(20)), 사용자(110)의 다리에 적용되는 토크를 발생시키는 구동 모듈(120)(예: 도 3의 구동 모듈(35, 45)), 구동 모듈(120)에 의해 생성된 토크를 사용자(110)의 다리에 전달하기 위한 다리 구동 프레임(예: 도 3의 다리 구동 프레임(50, 55)), 사용자(110)의 신체 움직임(예: 다리 움직임, 상체 움직임)에 대한 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 획득하기 위한 하나 이상의 센서를 포함하는 센서 모듈(예: 도 5a의 센서 모듈(520)), 및 웨어러블 장치(100)를 제어하는 제어 모듈(130)(예: 도 5a 및 도 5b의 제어 모듈(510))을 포함할 수 있다.

센서 모듈은 각도 센서(125) 및 관성 센서(135)를 포함할 수 있다. 각도 센서(125)는 사용자(110)의 고관절 각도 값에 대응하는 웨어러블 장치(100)의 다리 구동 프레임의 회전 각도를 측정할 수 있다. 각도 센서(125)에 의해 측정되는 다리 구동 프레임의 회전 각도는 사용자(110)의 고관절 각도 값(또는 다리 각도 값)이라고 추정될 수 있다. 각도 센서(125)는 예를 들어 엔코더(encoder) 및/또는 홀 센서(hall sensor)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 각도 센서(125)는 구동 모듈(120)에 포함된 모터가 다리 구동 프레임과 연결되는 부근에 배치될 수 있다. 관성 센서(135)는 가속도 센서 및/또는 각속도 센서를 포함할 수 있고, 사용자(110)의 움직임에 따른 가속도 및/또는 각속도의 변화를 측정할 수 있다. 관성 센서(135)는 예를 들어 웨어러블 장치(100)의 허리 지지 프레임 또는 베이스 바디(예: 도 3의 베이스 바디(80))의 움직임 값을 측정할 수 있다. 관성 측정 장치(135)에 의해 측정되는 허리 지지 프레임 또는 베이스 바디의 움직임 값은 사용자(110)의 상체 움직임 값이라고 추정될 수 있다.

일 실시예에서, 제어 모듈(130) 및 관성 센서(135)는 웨어러블 장치(100)의 베이스 바디(예: 도 3의 베이스 바디(80)) 내에 배치될 수 있다. 베이스 바디는 사용자(110)가 웨어러블 장치(100)를 착용한 상태에서 사용자(110)의 요부(허리 부위)에 위치할 수 있다. 베이스 바디는 웨어러블 장치(100)의 허리 지지 프레임의 외부에 형성 또는 부착될 수 있다.

사용자(110)가 웨어러블 장치(100)를 이용하기 위해서는, 사용자(110)는 웨어러블 장치(100)를 착용하여 웨어러블 장치(100)를 자신의 신체에 고정시키는 것이 필요하다. 사용자(110)는 웨어러블 장치(100)의 벨트 및/또는 밴드를 포함하는 체결부를 통해 자신의 신체에 맞게 웨어러블 장치(100)를 착용할 수 있다. 예를 들어, 사용자(110)는 웨어러블 장치(100)를 착용할 때, 웨어러블 장치(100)의 허리 체결부를 자신의 허리 사이즈에 맞게 체결하고, 양쪽 허벅지 체결부를 양쪽 허벅지의 사이즈에 맞게 체결한다. 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 신체 사이즈에 맞게 착용되어야 웨어러블 장치(100)에 의해 생성된 외력(또는 토크)이 사용자(110)의 신체에 정확하고 효율적으로 전달될 수 있고, 안전한 작동이 가능해 진다.

사용자(110)가 웨어러블 장치(100)를 사용하고자 할 때, 일반적으로 사용자(110)는 웨어러블 장치(100)를 착용한 상태에서 웨어러블 장치(100)를 구동시키기 위한 제어 명령을 입력한다. 예를 들어, 사용자(110)는 웨어러블 장치(100)에 구비된 별도의 버튼을 누르거나 또는 웨어러블 장치(100)와 연동되는 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(210))의 어플리케이션에 구동 명령을 입력하는 것에 의해 웨어러블 장치(100)를 구동시킬 수 있다. 사용자(110)가 웨어러블 장치(100)를 이용하다가 웨어러블 장치(100)를 그만 이용하고 싶을 때에는, 사용자(110)는 웨어러블 장치(100)의 구동을 정지시키기 위한 제어 명령을 입력하고, 웨어러블 장치(100)의 전원을 오프(off)시킬 수 있다. 이러한 웨어러블 장치에 대한 제어 과정들에서 비정상적인 프로세스가 감지되는 경우, 기존 웨어러블 장치는 사용자가 원하지 않았던 작동을 할 가능성이 있다. 예를 들어, 사용자가 기존 웨어러블 장치를 완전히 착용하지 않은 상태에서 기존 웨어러블 장치를 구동시키거나 또는 사용자가 기존 웨어러블 장치를 이용하고 있는 중에 사용자가 실수도 기존 웨어러블 장치의 동작을 정지시키지 않고 체결부를 해제하는 경우, 기존 웨어러블 장치는 이러한 미착용 상황을 인식하지 못하고 계속하여 구동될 수 있다. 이 경우, 기존 웨어러블 장치의 토크가 전달되는 프레임이 사용자의 신체와 분리되어 움직이게 되어, 사용자는 움직이는 상기 프레임에 의해 다칠 위험이 있다.

본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 신체에 웨어러블 장치(100)가 올바르게 착용되었는지 여부를 감지하는 착용 감지 기능을 제공할 수 있다. 제어 모듈(130)은 착용 감지 기능을 수행할 상황이 되면, 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 신체(예: 다리)에 정상 착용된 상태인지 여부를 결정하기 위한 테스트를 수행할 수 있다. 제어 모듈(130)은 상기 테스트에서 구동 모듈(120)이 특정한 테스트 토크를 생성하도록 제어할 수 있다. 테스트 토크에 의해 웨어러블 장치(100)의 다리 구동 프레임 및/또는 허리 지지 프레임에 흔들기 모션(shake motion)이 발생할 수 있다. 일 실시예에서, 테스트 토크에 의해 사용자(110)의 오른쪽 다리를 지지하기 위한 제1 다리 구동 프레임, 사용자(110)의 왼쪽 다리를 지지하기 위한 제2 다리 구동 프레임 또는 사용자(110)의 허리를 지지하기 위한 허리 지지 프레임 중 적어도 하나에 흔들기 모션이 발생할 수 있다. 제어 모듈(130)은 테스트 토크가 다리 구동 프레임에 전달된 이후부터 획득된 센서의 센서 데이터를 분석하여 웨어러블 장치(100)의 착용 상태를 결정할 수 있다. 센서 데이터에는 흔들기 모션에 대응하는 웨어러블 장치(100)의 각 구성요소(예: 제1 다리 구동 프레임, 제2 다리 구동 프레임, 허리 지지 프레임)의 움직임 정보가 포함될 수 있다.

만약, 사용자(110)가 웨어러블 장치(100)를 올바르게 착용한 경우라면, 다리 구동 프레임에 대한 흔들기 모션이 발생할 때 획득된 센서 데이터에는 다리 구동 프레임의 움직임 변화(사용자(110)의 움직임 변화에 대응함)가 없거나 또는 적게 나타날 것이다. 사용자(110)가 웨어러블 장치(100)를 착용하지 않았거나 올바르게 착용하지 않은 경우라면, 다리 구동 프레임에 대한 흔들기 모션이 발생할 때 획득된 센서 데이터에는 다리 구동 프레임의 움직임 변화가 크게 나타날 것이다. 제어 모듈(130)은 이러한 센서 데이터에 나타난 움직임 변화의 정도를 기초로 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 신체에 정상 착용된 상태인지 여부를 결정할 수 있다. 정상 착용된 상태로 결정된 경우에는 테스트가 통과된 것으로 결정되고, 정상 착용된 상태가 아닌 것으로 결정된 경우에는 테스트가 통과되지 않은 것으로 결정될 수 있다.

다양한 실시예들에서, 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 신체에 정상 착용된 상태인 것으로 결정되는 것은, 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 신체에 올바르게 착용된 상태라는 것을 나타낼 수 있다. 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 신체에 정상 착용되지 않은 상태인 것으로 결정되는 것은, 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)에 아예 착용되지 않은 상태 또는 사용자(110)의 신체에 올바르게 착용되지 않은 상태인 것을 모두 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 제어 모듈(130)은 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 신체에 정상 착용되었다고 판단된 경우에 웨어러블 장치(100)를 구동시킬 수 있고, 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 신체에 정상 착용되지 않았다고 판단된 경우에는 웨어러블 장치(100)를 구동시키지 않거나, 또는 웨어러블 장치(100)의 구동을 정지시킬 수 있다. 일 실시예에서, 제어 모듈(130)은 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 신체에 정상 착용되지 않았다고 판단된 경우에는 사용자(110)에게 가이드 알림을 제공하여 사용자(110)가 웨어러블 장치(100)를 올바르게 착용하도록 유도할 수 있다. 일 실시예에서, 가이드 알림은 웨어러블 장치(100)로부터 출력되는 음성 안내 또는 웨어러블 장치(100)와 연동되는 전자 장치에 출력되는 알림 메시지 등의 형태로 사용자(110)에게 제공될 수 있다. 이와 같은 제어 모듈(130)의 제어를 통해, 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 신체에 올바르게 착용되지 않은 상태에서는 웨어러블 장치(100)가 움직이지 않게 하여, 앞서 말한 것과 같은 사용자(110)가 다칠 위험이 발생할 가능성을 낮출 수 있다.

밴드나 벨트를 포함하는 체결부와 같은 구성요소에는 회로와 같은 하드웨어적인 구성요소를 연결하는데 어려움이나 한계가 있다. 웨어러블 장치(100)는 테스트 토크를 통해 능동적으로 다리 구동 프레임을 움직여 볼 수 있고, 센서 데이터에 나타난 다리 구동 프레임의 움직임 정도를 기초로 사용자(110)가 웨어러블 장치(110)를 제대로 착용했는지 여부를 결정하는 것에 의해 체결부에 하드웨어적 구성요소를 연결하지 않고도 정상 착용 여부에 대한 테스트를 효과적으로 수행할 수 있다 .

도 2는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치와 전자 장치를 포함하는 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 관리 시스템(200)은 웨어러블 장치(100), 전자 장치(210), 다른 웨어러블 장치(220), 및 서버(230)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 관리 시스템(200)에는 이 장치들 중 적어도 하나(예: 다른 웨어러블 장치(220) 또는 서버(230))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 장치(예: 웨어러블 장치(100)에 대한 전용 컨트롤러 장치)가 추가될 수 있다.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 보행 보조 모드에서 사용자의 신체에 착용되어 사용자의 움직임을 보조할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)는 사용자의 다리에 착용되어 사용자의 다리 움직임을 보조하기 위한 보조력을 발생시킴으로써 사용자의 보행을 도와줄 수 있다.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 운동 보조 모드에서 사용자의 운동 효과를 강화하기 위하여 사용자의 신체 움직임을 방해하기 위한 저항력 또는 사용자의 신체 움직임을 도와주기 위한 보조력을 생성하여 사용자의 신체에 가할 수 있다. 운동 보조 모드에서 사용자는 전자 장치(210)를 통해 웨어러블 장치(100)를 이용하여 운동하고자 하는 운동 프로그램(예: 스쿼트, 스플릿 런지(split lunge), 덤벨 스쿼트, 런지 앤 니 업(lunge and knee up), 스트레칭 등) 및/또는 웨어러블 장치(100)에 적용되는 운동 강도를 선택할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 사용자가 선택한 운동 프로그램에 따라 웨어러블 장치(100)의 구동 모듈을 제어하고, 센서 모듈을 통해 사용자의 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 획득할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 사용자가 선택한 운동 강도에 따라 사용자에게 적용되는 저항력 또는 보조력의 세기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)는 사용자가 선택한 운동 강도에 대응하는 저항력이 발생하도록 구동 모듈을 제어할 수 있다.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)와 연동하여 사용자의 신체 능력을 측정하는데 이용될 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)의 제어 하에 사용자의 신체 능력을 측정하기 위한 모드인 신체 능력 측정 모드로 동작할 수 있고, 신체 능력 측정 모드에서 사용자의 움직임에 의해 획득된 센서 데이터를 전자 장치(210)에 전송할 수 있다. 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)로부터 수신한 센서 데이터를 분석하여 사용자의 신체 능력을 평가할 수 있다.

전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)와 통신할 수 있고, 웨어러블 장치(100)를 원격으로 제어하거나 또는 웨어러블 장치(100)의 상태(예: 부팅 상태, 충전 사태, 센싱 상태, 에러 상태)에 대한 상태 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)로부터 웨어러블 장치(100)의 센서 모듈에 의해 획득된 센서 데이터를 수신할 수 있고, 수신한 센서 데이터를 기초로 사용자의 신체 능력이나 운동 결과를 추정할 수 있다. 전자 장치(210)는 사용자의 신체 능력이나 운동 결과를 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 사용자에게 제공할 수 있다.

일 실시예에서, 사용자는 웨어러블 장치(100)의 제어를 위해 전자 장치(210)에서 프로그램(예: 어플리케이션)을 실행시킬 수 있고, 사용자는 해당 프로그램을 통해 웨어러블 장치(100)의 동작이나 설정 값(예: 구동 모듈(예: 도 3의 구동 모듈(35, 45))로부터 출력되는 토크 세기, 음향 출력 모듈(예: 도 5a 및 도 5b의 음향 출력 모듈(550))로부터 출력되는 오디오의 크기, 라이팅 유닛(예: 도 3의 라이팅 유닛(85))의 밝기)을 조정할 수 있다. 전자 장치(210)에서 실행되는 프로그램은 사용자와의 인터랙션을 위한 그래픽 사용자 인터페이스(graphical user interface; GUI)를 제공할 수 있다. 전자 장치(210)는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(210)는 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 액세스 포인트(access point), 휴대용 멀티미디어 장치, 또는 가전 장치(예: 텔레비전, 오디오 장치, 프로젝터 장치)를 포함할 수 있으나, 전술한 장치들에 한정되지 않는다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(210)는 근거리 무선 통신 또는 셀룰러 통신을 이용하여 서버(230)와 연결될 수 있다. 서버(230)는 전자 장치(210)로부터 웨어러블 장치(100)를 이용하는 사용자의 사용자 프로파일 정보를 수신하고, 수신한 사용자 프로파일 정보를 저장 및 관리할 수 있다. 사용자 프로파일 정보는 예를 들어 이름, 나이, 성별, 키, 몸무게, 또는 BMI(body mass index) 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다. 서버(230)는 사용자에 의해 수행된 운동에 대한 운동 이력 정보를 전자 장치(210)로부터 수신하고, 수신한 운동 이력 정보를 저장 및 관리할 수 있다. 서버(230)는 사용자에게 제공될 수 있는 다양한 운동 프로그램이나 신체 능력 측정 프로그램을 전자 장치(210)에 제공할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치(100) 및/또는 전자 장치(210)는 다른 웨어러블 장치(220)와 연결될 수 있다. 다른 웨어러블 장치(220)는 예를 들어 무선 이어폰(222), 스마트워치(224) 또는 스마트글래스(226)일 수 있으나, 전술한 장치들에 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 스마트워치(224)는 사용자의 심박수 정보를 포함하는 생체 신호를 측정할 수 있고, 측정된 생체 신호를 전자 장치(210) 및/또는 웨어러블 장치(100)에 전송할 수 있다. 전자 장치(210)는 스마트워치(224)로부터 수신한 생체 신호에 기초하여 사용자의 심박수 정보(예: 현재 심박수, 최대 심박수, 평균 심박수)를 추정할 수 있고, 추정한 심박수 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.

일 실시예에서, 전자 장치(210)에 의해 결정된 사용자의 운동 결과 정보, 신체 능력 정보, 및/또는 운동 동작 평가 정보는 다른 웨어러블 장치(220)로 전달되어 다른 웨어러블 장치(220)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 웨어러블 장치(100)의 상태 정보도 다른 웨어러블 장치(220)로 전달되어 다른 웨어러블 장치(220)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100), 전자 장치(210) 및 다른 웨어러블 장치(220) 간에는 무선 통신(예: 블루투스 통신, 와이파이 통신)을 통해 서로 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)로부터 수신한 제어 신호에 따라 웨어러블 장치(100)의 상태에 대응되는 피드백(예: 시각적 피드백, 청각적 피드백, 촉각적 피드백)을 제공(또는 출력)할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)는 라이팅 유닛(예: 도 3의 라이팅 유닛(85))을 통해 시각적 피드백을 제공할 수 있고, 음향 출력 모듈(예: 도 5a 및 도 5b의 음향 출력 모듈(550))을 통해 청각적 피드백을 제공할 수 있다.

도 3는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 후면 개략도를 나타낸다. 도 4는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 좌측 측면도를 나타낸다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)는 베이스 바디(80), 허리 지지 프레임(20), 구동 모듈(35, 45), 다리 구동 프레임(50, 55), 허벅지 체결부(1, 2), 및 허리 체결부(60)를 포함할 수 있다. 베이스 바디(80)는 라이팅(lighting) 유닛(85)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)에는 이들 구성요소들 중 적어도 하나(예: 라이팅 유닛(85))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다.

베이스 바디(80)는 사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용한 상태에서 사용자의 요부에 위치할 수 있다. 베이스 바디(80)는 사용자의 요부에 장착되어 사용자의 허리에 쿠션감을 제공할 수 있고, 사용자의 허리를 지지할 수 있다. 베이스 바디(80)는 사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용한 상태에서 웨어러블 장치(100)가 중력에 의하여 하방으로 이탈되지 않도록 사용자의 둔부(엉덩이 부위) 위에 걸쳐질 수 있다. 베이스 바디(80)는 사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용한 상태에서 웨어러블 장치(100)의 중량의 일부를 사용자의 허리로 분산시킬 수 있다. 베이스 바디(80)는 허리 지지 프레임(20)과 연결될 수 있다. 베이스 바디(80)의 양 단부에는 허리 지지 프레임(20)과 연결될 수 있는 허리 지지 프레임 연결 요소(미도시)가 구비될 수 있다.

일 실시예에서, 베이스 바디(80)의 외면에 라이팅 유닛(85)이 배치될 수 있다. 라이팅 유닛(85)은 광원(예: LED(light emitting diode))을 포함할 수 있다. 라이팅 유닛(85)은 프로세서(미도시)(예: 도 5a 및 도 5b의 프로세서(512))의 제어에 따라 빛을 방출할 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서는 웨어러블 장치(100)의 상태에 대응되는 시각적 피드백이 라이팅 유닛(85)을 통해 제공(또는 출력)될 수 있도록 라이팅 유닛(85)을 제어할 수 있다.

허리 지지 프레임(20)은 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 착용되었을 때 사용자의 신체(예: 허리)를 지지할 수 있다. 허리 지지 프레임(20)은 베이스 바디(80)의 양 단부로부터 연장될 수 있다. 허리 지지 프레임(20)의 내측에는 사용자의 요부가 수용될 수 있다. 허리 지지 프레임(20)은 적어도 하나 이상의 강체(rigid body) 빔(beam)을 포함할 수 있다. 각각의 빔은 사용자의 요부를 둘러쌀 수 있도록 기 설정된 곡률을 가지는 곡선 형상일 수 있다. 허리 지지 프레임(20)의 단부에는 허리 체결부(60)가 연결될 수 있다. 허리 지지 프레임(20)에는 구동 모듈(35, 45)이 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 베이스 바디(80)의 내부에는 프로세서, 메모리, 관성 측정 장치(예: 도 1의 관성 측정 장치(135), 도 5b의 관성 측정 장치(522)), 통신 모듈(예: 도 5a 및 도 5b의 통신 모듈(516)), 음향 출력 모듈(예: 도 5a 및 도 5b의 음향 출력 모듈(550)) 및 배터리(미도시)가 배치될 수 있다. 베이스 바디(80)는 내부에 배치된 구성요소들을 보호할 수 있다. 프로세서는 웨어러블 장치(100)의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 프로세서는 구동 모듈(35, 45)의 액츄에이터를 제어할 수 있다. 프로세서 및 메모리는 제어 회로에 포함될 수 있다. 제어 회로는 웨어러블 장치(100)의 각 구성요소들에 배터리의 전력을 공급하기 위한 전력 공급 회로를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 하나 이상의 센서로부터 센서 데이터를 획득하는 센서 모듈(미도시)(예: 도 5a의 센서 모듈(520))을 포함할 수 있다. 센서 모듈은 사용자의 움직임 정보 및/또는 웨어러블 장치(100)의 구성요소의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 획득할 수 있다. 센서 모듈은 예를 들어 사용자의 상체 움직임 값 또는 허리 지지 프레임(20)의 움직임 값을 측정하기 위한 관성 측정 장치(예: 도 1의 관성 측정 장치(135), 도 5b의 관성 측정 장치(522)) 및 사용자의 고관절 각도 값 또는 다리 구동 프레임(50, 55)의 움직임 값을 측정하기 위한 각도 센서(예: 도 1의 각도 센서(125), 도 5b의 제1 각도 센서(524) 및 제 2 각도 센서(524-1))를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 센서 모듈은 위치 센서, 온도 센서, 생체 신호 센서 또는 근접 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

허리 체결부(60)는 허리 지지 프레임(20)에 연결될 수 있고, 허리 지지 프레임(20)을 사용자의 허리에 고정시킬 수 있다. 허리 체결부(60)는 예를 들어 한 쌍의 벨트를 포함할 수 있다.

구동 모듈(35, 45)은 프로세서에 의해 생성된 제어 신호에 기초하여 사용자의 신체에 적용되는 외력(또는 토크)을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 구동 모듈(35, 45)은 사용자의 다리에 적용되는 보조력 또는 저항력을 발생시킬 수 있다. 일 실시예에서, 구동 모듈(35, 45)은 사용자의 오른쪽 고관절 위치에 대응되는 곳에 위치하는 제1 구동 모듈(45) 및 사용자의 왼쪽 고관절 위치에 대응되는 곳에 위치하는 제2 구동 모듈(35)을 포함할 수 있다. 제1 구동 모듈(45)은 제1 액츄에이터 및 제1 조인트 부재를 포함할 수 있고, 제2 구동 모듈(35)은 제2 액츄에이터 및 제2 조인트 부재를 포함할 수 있다. 제1 액츄에이터는 제1 조인트 부재로 전달되는 동력을 제공하고, 제2 액츄에이터는 제2 조인트 부재로 전달되는 동력을 제공할 수 있다. 제1 액츄에이터 및 제2 액츄에이터는 각각 배터리로부터 전력을 제공받아 동력(또는 토크)을 생성하는 모터(예: 도 5b의 모터(534, 534-1))를 포함할 수 있다. 모터는 전력이 공급되어 구동될 때 사용자의 신체 움직임을 보조하기 위한 힘(보조력)이나 신체 움직임을 방해하는 힘(저항력)을 발생시킬 수 있다. 일 실시예에서, 제어 모듈은 모터에 공급되는 전압 및/또는 전류를 조절하여 모터에 의해 발생되는 힘의 세기 및 힘의 방향을 조절할 수 있다.

일 실시예에서, 제1 조인트 부재 및 제2 조인트 부재는 각각 제1 액츄에이터 및 제2 액츄에이터로부터 동력을 전달받고, 전달받은 동력을 기초로 사용자의 신체에 외력을 가할 수 있다. 제1 조인트 부재 및 제2 조인트 부재는 각각 사용자의 관절부에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 제1 조인트 부재의 일측은 제1 액츄에이터에 연결되고, 타측은 제1 다리 구동 프레임(55)에 연결될 수 있다. 제1 조인트 부재는 제1 액츄에이터로부터 전달받은 동력에 의해 회전될 수 있다. 제1 조인트 부재의 일측에는 제1 조인트 부재 또는 제1 다리 구동 프레임(55)의 회전 각도(사용자의 관절 각도에 대응함)를 측정하기 위한 각도 센서로서 동작할 수 있는 엔코더 또는 홀 센서가 배치될 수 있다. 제2 조인트 부재의 일측은 제2 액츄에이터에 연결되고, 타측은 제2 다리 구동 프레임(50)에 연결될 수 있다. 제2 조인트 부재(333)는 제2 액츄에이터로부터 전달받은 동력에 의해 회전될 수 있다. 제2 조인트 부재의 일측에도 제2 조인트 부재 또는 제2 다리 구동 프레임(50)의 회전 각도를 측정하기 위한 각도 센서로서 동작할 수 있는 엔코더 또는 홀 센서가 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 제1 액츄에이터는 제1 조인트 부재의 측 방향에 배치될 수 있고, 제2 액츄에이터는 제2 조인트 부재의 측 방향에 배치될 수 있다. 제1 액츄에이터의 회전축 및 제1 조인트 부재의 회전축은 서로 이격되도록 배치될 수 있고, 제2 액츄에이터의 회전축 및 제2 조인트 부재의 회전축도 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 액츄에이터 및 조인트 부재는 회전축을 공유할 수도 있다. 일 실시예에서, 각각의 액츄에이터는 조인트 부재와 이격되어 배치될 수도 있다. 이 경우 구동 모듈(35, 45)은 액츄에이터로부터 조인트 부재로 동력을 전달하는 동력 전달 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다. 동력 전달 모듈은 기어(gear)와 같은 회전체일 수도 있고, 와이어(wire), 케이블, 스트링(string), 스프링, 벨트, 또는 체인과 같은 길이 방향의 부재일 수도 있다. 다만, 실시예의 범위가 전술된 액츄에이터와 조인트 부재 간의 위치 관계 및 동력 전달 구조에 의해 제한되는 것은 아니다.

일 실시예에서, 다리 구동 프레임(50, 55)은 웨어러블 장치(100)가 사용자의 다리에 착용되었을 때 구동 모듈(35, 45)에서 생성된 토크를 사용자의 신체(예: 다리)에 전달할 수 있다. 전달된 토크는 사용자의 다리 움직임에 가해지는 외력으로서 작용할 수 있다. 다리 구동 프레임(50, 55)의 일 단부는 조인트 부재와 연결되어 회동될 수 있고, 다리 구동 프레임(50, 55)의 타 단부는 허벅지 체결부(1, 2)에 연결됨에 따라, 다리 구동 프레임(50, 55)은 사용자의 허벅지를 지지하면서 구동 모듈(35, 45)에서 생성된 토크를 사용자의 허벅지에 전달할 수 있다. 예를 들어, 다리 구동 프레임(50, 55)은 사용자의 허벅지를 밀거나 당길 수 있다. 다리 구동 프레임(50, 55)은 사용자의 허벅지의 길이 방향을 따라서 연장될 수 있다. 다리 구동 프레임(50, 55)은 절곡되어 사용자의 허벅지 둘레의 적어도 일부를 감쌀 수 있다. 다리 구동 프레임(50, 55)은 사용자의 오른쪽 다리에 토크를 전달하기 위한 제1 다리 구동 프레임(55) 및 사용자의 왼쪽 다리에 토크를 전달하기 위한 제2 다리 구동 프레임(50)을 포함할 수 있다.

허벅지 체결부(1, 2)는 다리 구동 프레임(50, 55)에 연결되고, 웨어러블 장치(100)를 사용자의 다리(특히, 허벅지)에 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 허벅지 체결부(1, 2)는 웨어러블 장치(100)를 사용자의 오른쪽 허벅지에 고정시키기 위한 제1 허벅지 체결부(2) 및 웨어러블 장치(100)를 사용자의 왼쪽 허벅지에 고정시키기 위한 제2 허벅지 체결부(1)를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 제1 허벅지 체결부(2)는 제1 커버, 제1 체결 프레임 및 제1 스트랩을 포함할 수 있고, 제2 허벅지 체결부(1)는 제2 커버, 제2 체결 프레임 및 제2 스트랩을 포함할 수 있다. 제1 커버 및 제2 커버는 구동 모듈(35, 45)에서 발생된 토크를 사용자의 허벅지에 가할 수 있다. 제1 커버 및 제2 커버는 사용자의 허벅지의 일측에 배치되어, 사용자의 허벅지를 밀거나 당길 수 있다. 제1 커버 및 제2 커버는 예를 들어 사용자의 허벅지의 전면에 배치될 수 있다. 제1 커버 및 제2 커버는 사용자의 허벅지의 둘레 방향을 따라 배치될 수 있다. 제1 커버 및 제2 커버는 다리 구동 프레임(50, 55)의 타 단부를 중심으로 양측으로 연장될 수 있고, 사용자의 허벅지에 대응하는 만곡면을 포함할 수 있다. 제1 커버 및 제2 커버의 일단은 체결 프레임에 연결되고, 타단은 스트랩에 연결될 수 있다.

제1 체결 프레임 및 제2 체결 프레임은 예를 들어 사용자의 허벅지의 적어도 일부의 둘레를 감싸도록 배치되어, 사용자의 허벅지가 웨어러블 장치(100)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 제1 체결 프레임은 제1 커버와 제1 스트랩 사이를 이어주는 체결 구조를 가지고, 제2 체결 프레임은 제2 커버와 제2 스트랩 사이를 이어주는 체결 구조를 가질 수 있다.

제1 스트랩은 사용자의 오른쪽 허벅지의 둘레에서 제1 커버 및 제1 체결 프레임이 감싸지 않는 나머지 부분을 둘러쌀 수 있고, 제2 스트랩은 사용자의 왼쪽 허벅지의 둘레에서 제2 커버 및 제2 체결 프레임이 감싸지 않는 나머지 부분을 둘러쌀 수 있다. 제1 스트랩 및 제2 스트랩은 예를 들어 탄성이 있는 소재(예: 밴드)를 포함할 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 제어 시스템의 구성을 도시하는 도면들이다.

도 5a를 참조하면, 웨어러블 장치(예: 웨어러블 장치(100))는 제어 시스템(500)에 의해 제어될 수 있다. 제어 시스템(500)은 제어 모듈(510), 통신 모듈(516), 센서 모듈(520), 구동 모듈(530), 입력 모듈(540) 및 음향 출력 모듈(550)을 포함할 수 있다. 구동 모듈(530)은 동력(예: 토크)을 발생시킬 수 있는 모터(534) 및 모터(534)를 구동시키기 위한 모터 드라이버 회로(532)를 포함할 수 있다. 도 5a의 실시예에서는 하나의 모터 드라이버 회로(532) 및 하나의 모터(534)를 포함하는 구동 모듈(530)이 도시되어 있으나, 이는 예시일 뿐이다. 도 5b를 참조하면, 도 5b에 도시된 실시예와 같이 제어 시스템(500-1)에서 모터 드라이버 회로(532, 532-1) 및 모터(534, 534-1)는 복수 개(예: 2개 이상)일 수 있다. 모터 드라이버 회로(532) 및 모터(534)를 포함하는 구동 모듈(530)은 도 3의 제1 구동 모듈(45)에 대응할 수 있고, 모터 드라이버 회로(532-1) 및 모터(534-1)를 포함하는 구동 모듈(530-1)은 도 3의 제2 구동 모듈(35)에 대응할 수 있다. 아래에서 설명되는 모터 드라이버 회로(532) 및 모터(534) 각각에 대한 설명은 도 5b에 도시된 모터 드라이버 회로(532-1) 및 모터(534-1)에도 적용될 수 있다.

도 5a로 돌아오면, 센서 모듈(520)은 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈(520)는 사용자의 움직임 정보 또는 웨어러블 장치의 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 포함할 수 있다. 센서 모듈(520)은 획득된 센서 데이터를 제어 모듈(510)에 전달할 수 있다. 센서 모듈(520)는 도 5b에 도시된 것과 같은 관성 센서(522) 및 각도 센서(예: 제1 각도 센서(524), 제2 각도 센서(524-1))를 포함할 수 있다. 관성 센서(522)는 사용자의 상체 움직임 값을 측정할 수 있다. 예를 들어, 관성 센서(522)는 사용자의 움직임에 따른 X축, Y축 및 Z축의 가속도 및 X축, Y축 및 Z축의 각속도를 센싱할 수 있다. 또한, 관성 센서(522)는 웨어러블 장치의 허리 지지 프레임의 움직임 값(예: 가속도 값 및 각속도 값)을 획득할 수 있다. 각도 센서는 사용자의 다리 움직임에 따른 고관절 각도 값을 측정할 수 있다. 각도 센서에 의해 측정될 수 있는 센서 데이터는 예를 들어 오른쪽 다리의 고관절 각도 값, 왼쪽 다리의 고관절 각도 값 및 다리의 운동 방향에 대한 정보를 포함할 수 있다. 도 5b의 제1 각도 센서(524)는 사용자의 오른쪽 다리의 고관절 각도 값을 획득할 수 있고, 제2 각도 센서(524-1)는 사용자의 왼쪽 다리의 고관절 각도 값을 획득할 수 있다. 제1 각도 센서(524) 및 제2 각도 센서(524-1) 각각은 예를 들어 엔코더 및/또는 홀 센서를 포함할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 각도 센서(520, 520-1)는 웨어러블 장치의 다리 구동 프레임의 움직임 값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 제1 각도 센서(524)는 제1 다리 구동 프레임(55)의 움직임 값을 획득하고, 제2 각도 센서(524-1)는 제2 다리 구동 프레임(50)의 움직임 값을 획득할 수 있다.

일 실시예에서, 센서 모듈(520)은 웨어러블 장치의 위치 값을 획득하기 위한 위치 센서, 객체의 근접을 감지하기 위한 근접 센서, 사용자의 생체 신호를 검출하기 위한 생체 신호 센서 및 주변 온도를 측정하기 위한 온도 센서 등을 더 포함할 수 있다.

입력 모듈(540)은 웨어러블 장치의 구성요소(예: 프로세서(512))에 사용될 명령어 또는 데이터를 웨어러블 장치의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(540)은 예를 들어 키(예: 버튼) 또는 터치 스크린을 포함할 수 있다.

음향 출력 모듈(550)은 음향 신호를 웨어러블 장치의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(550)은 가이드 음향 신호(예: 구동 시작음, 동작 오류 알림음), 음악 콘텐츠 또는 가이드 음성을 재생하는 스피커를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 제어 시스템(500)은 웨어러블 장치의 각 구성요소에 전력을 공급하기 위한 배터리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 배터리의 전력을 웨어러블 장치의 각 구성요소의 동작 전압에 맞게 변환하여 각 구성요소에 공급할 수 있다.

구동 모듈(530)은 제어 모듈(510)의 제어 하에 사용자의 다리에 적용되는 외력을 발생시킬 수 있다. 구동 모듈(530)은 사용자의 고관절 위치에 대응되는 곳에 위치하고, 제어 모듈(510)에 의해 생성된 제어 신호에 기초하여 사용자의 다리에 적용되는 토크를 발생시킬 수 있다. 제어 모듈(510)은 제어 신호를 모터 드라이버 회로(532)로 전송할 수 있고, 모터 드라이버 회로(532)는 제어 신호에 대응하는 전류 신호(또는 전압 신호)를 생성하여 모터(534)에 공급함으로써 모터(534)의 동작을 제어할 수 있다. 제어 신호에 따라 모터(534)에 전류 신호가 공급되지 않을 수도 있다. 모터(534)는 모터(534)에 전류 신호가 공급되어 구동될 때 사용자의 다리 움직임을 보조하는 힘이나 다리 움직임을 방해하는 토크를 발생시킬 수 있다.

제어 모듈(510)은 웨어러블 장치의 전체적인 동작을 제어하며, 각각의 구성요소(예: 구동 모듈(530))를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어 모듈(510)은 프로세서(512) 및 메모리(514)를 포함할 수 있다.

프로세서(512)는 예를 들어 소프트웨어를 실행하여 프로세서(512)에 연결된 웨어러블 장치의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(512)는 다른 구성요소(예: 통신 모듈(516))로부터 수신된 명령(instructions) 또는 데이터를 메모리(514)에 저장하고, 메모리(514)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하며, 처리 후의 결과 데이터를 메모리(514)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(512)는 메인 프로세서(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 보조 프로세서는 메인 프로세서와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

메모리(514)는 제어 모듈(510)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(512))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어, 센서 데이터, 및 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(514)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리(예: RAM, DRAM, SRAM)를 포함할 수 있다.

통신 모듈(516)은 제어 모듈(510)과 웨어러블 장치의 다른 구성요소 또는 외부의 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(210) 또는 제2 웨어러블 장치(220)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(516)은 예를 들어 외부의 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(210))에 센서 모듈(520)에 의해 획득된 센서 데이터를 전송하고, 전자 장치로부터 제어 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(516)은 프로세서(512)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(516)은 무선 통신 모듈(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 및/또는 유선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 예를 들어 블루투스, WiFi(wireless fidelity), ANT, 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크, 또는 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크를 통하여 웨어러블 장치의 다른 구성요소 및/또는 외부의 전자 장치와 통신할 수 있다.

일 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)는 사용자의 신체에 적용되는 토크를 생성하는 구동 모듈(530), 생성된 토크를 사용자의 다리에 전달하기 위한 다리 구동 프레임(50, 55), 다리 구동 프레임(50, 55)에 연결되고 다리 구동 프레임(50, 55)을 사용자의 다리에 고정시키기 위한 허벅지 체결부(1, 2), 다리 구동 프레임(50, 55)의 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 획득하는 센서 모듈(520) 및 센서 데이터에 기초하여 웨어러블 장치(100)를 제어하는 제어 모듈(510)을 포함할 수 있다. 다리 구동 프레임은 예를 들어 사용자의 오른쪽 다리에 구동 모듈의 토크를 전달하기 위한 제1 다리 구동 프레임(55) 및 사용자의 왼쪽 다리에 구동 모듈의 토크를 전달하기 위한 제2 다리 구동 프레임(50)을 포함할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 사용자의 허리를 지지하기 위한 허리 지지 프레임(20)을 더 포함할 수 있다. 센서 모듈(520)은 예를 들어 웨어러블 장치(100)의 허리 지지 프레임(20)의 움직임 값을 획득하기 위한 관성 센서(522) 및 다리 구동 프레임(50, 55)의 움직임 값을 획득하기 위한 각도 센서(예: 제1 각도 센서(524) 및 제2 각도 센서(524-1))를 포함할 수 있다.

제어 모듈(510)은 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체(예: 다리)에 정상 착용된 상태인지 여부를 결정하기 위한 테스트를 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 모듈(510)은 웨어러블 장치(100)에 대한 구동 명령을 포함하는 사용자 입력을 수신하는 것에 응답혀, 상기 테스트를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(510)은 사용자가 입력 모듈(540)을 통해 구동 명령을 입력하는 경우 또는 전자 장치(예: 전자 장치(210))로부터 구동 명령을 포함하는 제어 신호를 수신하는 경우에 상기 테스트를 수행할 수 있다.

일 실시예에서, 제어 모듈(510)은 웨어러블 장치(100)의 보행 보조 모드 또는 운동 보조 모드로의 동작을 시작하기 전에 상기 테스트를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(510)은 사용자가 전자 장치의 어플리케이션을 통해 웨어러블 장치의 보행 보조 모드 또는 운동 보조 모드로의 동작을 선택하여 선택된 동작 모드를 시작하려고 하는 경우에 상기 테스트를 수행할 수 있다.

일 실시예에서, 제어 모듈(510)은 웨어러블 장치의 보행 보조 모드 또는 운동 보조 모드가 종료하고 대기 모드로 진입하는 것에 응답하여, 상기 테스트를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(510)은 사용자의 동작이 일정 시간 동안 정지하는 경우, 동작 중인 보행 보조 모드 또는 운동 보조 모드를 종료하고 대기 모드로 동작할 수 있다. 이 때, 제어 모듈(510)은 상기 테스트를 수행하여 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 올바르게 착용된 상태인지 여부를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 모듈(510)은 웨어러블 장치(100)의 동작 모드가 보행 보조 모드와 운동 보조 모드 사이에서 서로 변경되는 경우 또는 사용자에 의해 수행되는 운동 종류가 변경되는 경우(예: 사용자가 더 높은 강도의 운동을 시작하려고 하는 경우)에 상기 테스트를 수행할 수 있다.

상기 테스트에서, 제어 모듈(510)은 구동 모듈(예: 구동 모듈(530), 구동 모듈(530-1))이 테스트 토크를 생성하도록 제어할 수 있다. 테스트 토크는 웨어러블 장치(100)의 다리 구동 프레임(50, 55) 및/또는 허리 지지 프레임(20)에 흔들기 모션(shake motion)을 발생시키기 위한 토크 값 패턴을 가질 수 있다. 테스트 토크는 예를 들어 특정한 토크 값 범위 내에서 주기적으로 토크 값이 변화하는 패턴을 가질 수 있다. 테스트 토크는 진동하는 형태의 토크 값 패턴을 가질 수 있다. 상기 테스트에 적용되는 테스트 토크는 다양하게 변형될 수 있으며 설정이 가능하다. 일 실시예에서, 제어 모듈(510)은 사용자의 선택에 의한 사용자 설정 값에 기초하여 테스트 토크가 적용되는 다리 구동 프레임(50, 55) 및/또는 허리 지지 프레임(20)의 이동 방향(예: 전방 방향, 후방 방향, 전방 및 후방으로 왕복), 테스트 토크의 세기(예: 토크 값의 최대 세기), 또는 테스트 토크의 적용 패턴(예: 진동 주기, 반복 횟수, 시간에 따른 토크 세기의 변화) 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.

일 실시예에서, 구동 모듈(530, 530-1)은 제어 모듈(510)의 제어에 의해 제1 다리 구동 프레임(55) 또는 제2 다리 구동 프레임(50) 중 적어도 하나에 흔들기 모션을 유도하기 위한 테스트 토크를 생성할 수 있다. 예를 들어, 구동 모듈(530, 530-1)은 제어 모듈(510)의 제어에 의해 제1 다리 구동 프레임(55) 또는 제2 다리 구동 프레임(50) 중 적어도 하나를 웨어러블 장치(100)의 전방 방향 또는 후방 방향으로 움직이도록 하는 테스트 토크를 생성할 수 있다. 다른 예로, 구동 모듈(530, 530-1)은 제어 모듈(510)의 제어에 의해 제1 다리 구동 프레임(55) 또는 제2 다리 구동 프레임(50) 중 적어도 하나를 웨어러블 장치(100)의 전방 방향과 후방 방향 사이에서 왕복하여 움직이도록 하는 테스트 토크를 생성할 수 있다. 웨어러블 장치(100)의 전방 방향은 사용자의 전면 방향 또는 다리의 플렉션(flexion) 동작에 대응하는 방향이고, 웨어러블 장치(100)의 후방 방향은 사용자의 배면 방향 또는 다리의 익스텐션(extension) 동작에 대응하는 방향일 수 있다.

일 실시예에서, 구동 모듈(530, 530-1)은 제어 모듈(510)의 제어에 의해 제1 다리 구동 프레임(55) 및 제2 다리 구동 프레임(50)을 동일한 방향(예: 전방 방향 또는 후방 방향)으로 움직이도록 하는 테스트 토크를 생성할 수 있고, 해당 테스트 토크에 의하여 허리 지지 프레임(20)의 흔들기 모션이 발생할 수 있다.

제어 모듈(510)은 테스트 토크가 생성된 이후에 센서 모듈(520)로부터 획득된 센서 데이터에 기초하여 상기 테스트의 통과 여부를 결정할 수 있다. 제어 모듈(510)은 센서 데이터에 기초하여 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 정상 착용된 상태인지 여부를 결정할 수 있다.

일 실시예에서, 제어 모듈(510)은 테스트 토크를 통해 웨어러블 장치(100)의 다리 구동 프레임(예: 제1 다리 구동 프레임(55), 제2 다리 구동 프레임(50)) 및/또는 허리 지지 프레임(20))을 전방 방향 및/또는 후방 방향으로 움직여 보았을 때, 각도 센서(예: 홀 센서, 엔코더)를 통해 획득한 다리 구동 프레임의 움직임 값의 변화를 기초로 테스트의 통과 여부(또는 웨어러블 장치(100)의 정상 착용 여부)를 결정할 수 있다.

일 실시예에서, 제어 모듈(510)은 테스트 토크가 생성된 이후에 획득된 다리 구동 프레임의 움직임 값과 임계 값에 기초하여 테스트의 통과 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(510)은 테스트 토크가 생성된 이후에 획득된 다리 구동 프레임의 움직임 값의 최댓값이 임계 값(예: 10도)보다 작은 것에 응답하여, 테스트가 통과된 것으로 결정될 수 있다. 테스트의 통과는 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 정상 착용되었다는 것에 대응할 수 있다. 제어 모듈(510)은 테스트 토크가 생성된 이후에 획득된 다리 구동 프레임의 움직임 값의 최댓값이 임계 값(예: 10도) 이상인 것에 응답하여, 테스트가 통과되지 않은 것으로 결정할 수 있다. 테스트를 통과하지 못한 것은 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 정상적으로 착용되지 않았다는 것에 대응할 수 있다.

일 실시예에서, 제어 모듈(510)은 테스트 토크가 생성된 이후에 관성 센서(522)에 의해 획득된 허리 지지 프레임(20)의 움직임 값에 기초하여 테스트의 통과 여부를 결정할 수 있다. 제어 모듈(510)은 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 정상 착용된 상태인지 여부를 결정하기 위한 테스트를 수행하기 전에, 먼저 허리 지지 프레임(20)의 움직임 값에 기초하여 사용자의 움직임을 감지할 수 있고, 사용자의 움직임이 감지되면 상기 테스트를 수행할 수 있다.

일 실시예에서, 제어 모듈(510)은 허리 지지 프레임(20)의 흔들기 모션을 발생시키기 위한 테스트 토크가 생성된 이후에 획득된 허리 지지 프레임(20)의 움직임 값에 기초하여 허리 지지 프레임(20)이 사용자의 신체에 정상 착용된 상태인지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(510)은 허리 지지 프레임(20)의 흔들기 모션에 대응하여 관성 센서(522)로부터 획득된 허리 지지 프레임(20)의 움직임 값의 최댓값이 임계 값보다 작으면 허리 지지 프레임(20)이 사용자의 신체에 올바르게 착용한 것으로 결정하고, 허리 지지 프레임(20)의 움직임 값의 최댓값이 임계 값 이상이면 허리 지지 프레임(20)이 사용자의 신체에 올바르게 착용되지 않은 것으로 결정할 수 있다.

일 실시예에서, 제어 모듈(510)은 웨어러블 장치의 다리 구동 프레임 및/또는 허리 지지 프레임의 움직임과 각도 센서(예: 제1 각도 센서(524), 제2 각도 센서(524-1))에 의해 획득된 움직임 값에 기초하여 웨어러블 장치의 정상 착용 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(510)은 테스트 토크를 통해 다리 구동 프레임을 움직여 보았으나 다리 구동 프레임의 움직임 값의 변화가 없거나 작으면, 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 올바르게 착용된 것으로 판단할 수 있다. 상기 움직임 값의 변화가 기준 값(예: 제1 임계 값) 이상이 되면, 제어 모듈(510)은 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 착용되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 상기 움직임 값의 변화가 기준 범위(예: 제2 임계 값과 제1 임계 값 사이, 제2 임계 값은 제1 임계 값보다 작음) 내에 있으면, 제어 모듈(510)은 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 올바르게 착용되지 않은 것(착용 불량)으로 판단할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 테스트가 통과되지 않은 것으로 결정(또는 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 정상 착용되지 않은 것으로 결정)된 것에 응답하여, 제어 모듈(510)은 사용자에게 웨어러블 장치(100)의 정상 착용을 유도하기 위한 가이드 알림을 제공할 수 있다. 예를 들어, 음향 출력 모듈(550)을 통해 사용자에게 비정상 착용을 알리거나 정상 착용을 유도하기 위한 가이드 음성이나 알림음이 사용자에게 제공될 수 있다. 가이드 알림은 웨어러블 장치(100)와 연동되는 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(210)) 또는 다른 웨어러블 장치(예: 도 2의 다른 웨어러블 장치(220))를 통해서도 사용자에게 제공될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 테스트가 통과되지 않은 것으로 결정(또는 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 정상 착용되지 않은 것으로 결정)된 것에 응답하여, 제어 모듈(510)은 센서 모듈(520)을 통해 획득되는 센서 데이터에 기초하여 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 착용된 것으로 결정될 때까지 사용자의 다리에 착용된 상태인지 여부를 결정하기 위한 테스트를 반복적으로 수행할 수 있다. 제어 모듈(510)은 테스트를 통해 웨어러블 장치가 사용자의 신체에 올바르게 착용된 것이 결정되었을 때 웨어러블 장치의 구동을 시작할 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치와 전자 장치 간의 상호 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)를 사용하는 사용자의 사용자 단말 또는 웨어러블 장치(100)를 위한 전용 컨트롤러 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치(100)와 전자 장치(210)는 근거리 무선 통신(예: 블루투스 통신, 와이파이 통신)을 통해 서로 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)의 상태를 확인하거나 웨어러블 장치(100)를 제어 또는 운용하기 위한 어플리케이션을 실행할 수 있다. 어플리케이션의 실행에 의해 전자 장치(210)의 디스플레이(212)에 웨어러블 장치(100)의 동작을 제어하거나 또는 웨어러블 장치(100)의 동작 모드를 결정하기 위한 사용자 인터페이스(user interface; UI)의 화면이 표시될 수 있다. UI는 예를 들어 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)일 수 있다.

일 실시예에서, 사용자는 전자 장치(210)의 디스플레이(212) 상의 GUI 화면을 통해 웨어러블 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 명령(예: 보행 보조 모드, 운동 보조 모드 또는 신체 능력 측정 모드로의 실행 명령)을 입력하거나 웨어러블 장치(100)의 설정을 변경할 수 있다. 전자 장치(210)는 사용자가 입력한 동작 제어 명령 또는 설정 변경 명령에 대응하는 제어 명령(또는 제어 신호)을 생성하고, 생성된 제어 명령을 웨어러블 장치(100)로 전송할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 수신된 제어 명령에 따라 동작할 수 있고, 제어 명령에 따른 제어 결과 및/또는 웨어러블 장치(100)의 센서 모듈에 의해 측정된 센서 데이터를 전자 장치(210)로 전송할 수 있다. 전자 장치(210)는 제어 결과 및/또는 센서 데이터를 분석하여 도출한 결과 정보(예: 보행 능력 정보, 운동 능력 정보, 운동 동작 평가 정보)를 GUI 화면을 통해 사용자에게 제공할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 도시하는 도면이다.

도 7을 참고하면, 전자 장치(210)는 프로세서(710), 메모리(720), 통신 모듈(730), 디스플레이 모듈(740), 음향 출력 모듈(750) 및 입력 모듈(760)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(210)에는 이들 구성요소들 중 적어도 하나(예: 음향 출력 모듈(750))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소(예: 센서 모듈, 햅틱 모듈, 배터리)가 추가될 수 있다.

프로세서(710)는 전자 장치(210)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(710)는 다른 구성요소(예: 통신 모듈(730))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 메모리(720)에 저장하고, 메모리(720)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 메모리(720)에 저장할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 프로세서(710)는 메인 프로세서(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다.

메모리(720)는 전자 장치(210)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(710) 또는 통신 모듈(730))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 프로그램(예: 어플리케이션) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(720)는 프로세서(710)에 의해 실행 가능한 적어도 하나의 명령어를 포함할 수 있다. 메모리(720)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.

통신 모듈(730)은 전자 장치(210)와 다른 전자 장치(예: 웨어러블 장치(100), 다른 웨어러블 장치(220), 서버(230)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(730)은 통신 기능을 수행하기 위한 통신 회로를 포함할 수 있다. 통신 모듈(730)은 프로세서(710)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(290)은 무선 통신을 수행하는 무선 통신 모듈 (예: 블루투스 통신 모듈, 셀룰러 통신 모듈, 와이파이 통신 모듈, 또는 GNSS 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈 (예: LAN 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 통신 모듈(730)은 예를 들어 웨어러블 장치(100)에 제어 명령을 전송하고, 웨어러블 장치(100)로부터 웨어러블 장치(100)를 착용한 사용자의 신체 움직임 정보가 포함된 센서 데이터, 웨어러블 장치(100)의 상태 데이터, 또는 제어 명령에 대응하는 제어 결과 데이터 중 적어도 하나를 수신할 수 있다.

디스플레이 모듈(740)은 전자 장치(210)의 외부(예: 사용자)에 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(740)은 예를 들어 LCD 또는 OLED 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 장치를 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(740)은 디스플레이 구동을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 모듈(740)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 더 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(740)은 웨어러블 장치(100)를 제어하거나 다양한 정보(예: 운동 평가 정보, 웨어러블 장치(100)의 설정 정보)를 제공하기 위한 사용자 인터페이스 화면을 출력할 수 있다.

음향 출력 모듈(750)은 음향 신호를 전자 장치(210)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(750)은 웨어러블 장치(100)의 상태에 기초한 가이드 음향 신호(예: 구동 시작음, 동작 오류 알림음), 음악 콘텐츠 또는 가이드 음성을 재생하는 스피커를 포함할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 정상 착용되지 않은 것으로 결정된 경우, 음향 출력 모듈(750)은 사용자에게 웨어러블 장치(100)의 정상 착용을 알리거나 정상 착용을 유도하기 위한 가이드 음성을 출력할 수 있다.

입력 모듈(760)은 전자 장치(210)의 구성요소(예: 프로세서(710))에 사용될 명령어 또는 데이터를 전자 장치(210)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(760)은 입력 컴포넌트 회로를 포함할 수 있고, 사용자 입력을 수신할 수 있다. 입력 모듈(760)은 예를 들어 키(예: 버튼) 및/또는 스크린 상의 터치를 인식하기 위한 터치 인식 회로를 포함할 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 일 실시예에서, 도 8의 동작들 중 적어도 하나의 동작은 다른 동작과 동시 또는 병렬적으로 수행될 수 있고, 동작들 간의 순서는 변경될 수 있다. 또한, 동작들 중 적어도 하나의 동작은 생략될 수 있고, 다른 동작이 추가적으로 수행될 수도 있다. 또한, 도 8의 제어 동작들은 웨어러블 장치(100)의 제어 모듈(예: 제어 모듈(130), 제어 모듈(510))에 의해 수행될 수 있다.

도 8을 참조하면, 동작(810)에서 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 정상 착용된 상태인지 여부를 결정하기 위한 테스트를 수행할 수 있다.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 사용자가 웨어러블 장치의 전원 버튼 또는 구동 시작 버튼(또는 구동 재시작 버튼)을 누르는 경우에 상기 테스트를 수행할 수 있다.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 사용자가 보행이나 운동을 시작하고자 하는 경우에 상기 테스트를 수행할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)는 사용자가 전자 장치(210)의 어플리케이션에서 운동 시작을 선택하는 경우나 수행하고자 하는 운동이 변경되는 경우에 상기 테스트를 수행할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 사용자가 수행하고자 하는 운동의 종류에 따라 상기 테스트를 지지 프레임들에 대해 선택적으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 스쿼트(squat)나 런지(lunge)를 수행하고자 하는 경우라면, 웨어러블 장치(100)는 스쿼트나 런지에 대한 운동 모드를 수행하기 전에 허리 지지 프레임에 대해 상기 테스트를 자동으로 수행할 수 있다.

웨어러블 장치(100)가 상기 테스트를 수행하는 시점은 상기 열거된 경우들에 한정되지 않는다. 상기 테스트는 웨어러블 장치(100)의 사용자의 사용 목적에 따른 구동의 시작이 필요한 시점 뿐만 아니라, 구동 중, 또는 구동을 마친 이후에도 수행될 수 있다. 예를 들어, 신체 동작 반복 횟수 및 신체 움직임 범위가 높은 운동(예: 스플릿잭(split jack), 마운틴 클라이밍(mountain climbing))의 경우, 웨어러블 장치(100)는 해당 운동이 끝난 직후에 자동으로 상기 테스트를 수행할 수 있다.

웨어러블 장치(100)는 상기 테스트를 수행하기 위해 웨어러블 장치(100)의 구동 모듈(예: 구동 모듈(120), 구동 모듈(530), 구동 모듈(530-1))을 통해 테스트 토크를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 제1 다리 구동 프레임(55), 제2 다리 구동 프레임(50) 또는 허리 지지 프레임(20) 중 적어도 하나에 흔들기 모션을 유도하기 위한 테스트 토크를 생성할 수 있다.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 사용자의 오른쪽 다리에 구동 모듈의 토크를 전달하기 위한 웨어러블 장치(100)의 제1 다리 구동 프레임(55) 또는 사용자의 왼쪽 다리에 구동 모듈의 토크를 전달하기 위한 웨어러블 장치(100)의 제2 다리 구동 프레임(50) 중 적어도 하나를 웨어러블 장치(100)의 전방 방향 또는 후방 방향으로 움직이도록 하는 테스트 토크를 생성할 수 있다.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 제1 다리 구동 프레임(55) 또는 제2 다리 구동 프레임(50) 중 적어도 하나를 상기 웨어러블 장치의 전방 방향과 후방 방향 사이에서 왕복하여 움직이도록 테스트 토크를 생성할 수 있다.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 제1 다리 구동 프레임(55) 및 제2 다리 구동 프레임(50)을 동일한 방향(예: 전방 방향 또는 후방 방향)으로 움직이도록 하는 테스트 토크를 생성할 수 있다.

웨어러블 장치(100)는 테스트 토크가 생성된 이후에 웨어러블 장치(100)의 다리 구동 프레임의 움직임 값을 포함하는 센서 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 각도 센서(예: 각도 센서(125), 제1 각도 센서(524), 제2 각도 센서(524-1)) 및/또는 관성 센서(예: 관성 센서(135), 관성 센서(522))를 이용하여 테스트 토크가 생성된 이후의 웨어러블 장치의 각 구성요소(예: 다리 구동 프레임, 허리 지지 프레임)의 움직임 값을 획득할 수 있다.

동작(820)에서, 웨어러블 장치(100)는 센서 데이터에 기초하여 상기 테스트의 통과 여부(또는 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 정상 착용된 상태인지 여부)를 판단할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 테스트 토크가 생성된 이후에 획득된 다리 구동 프레임의 움직임 값과 임계 값에 기초하여 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 정상 착용된 상태인지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)는 다리 구동 프레임의 움직임 값의 최댓값이 임계 값보다 작은 경우에는 상기 테스트가 통과된 것(또는 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 정상 착용된 것)으로 결정하고, 다리 구동 프레임의 움직임 값의 최댓값이 임계 값 이상인 경우에는 상기 테스트가 통과되지 않은 것(또는 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 정상 착용되지 않은 것)으로 결정할 수 있다.

상기 테스트가 통과된 것으로 결정된 경우(동작(820)에서 '예'인 경우), 동작(830)에서 웨어러블 장치(830)는 웨어러블 장치(100)의 구동 모듈을 구동시킬 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 정상적으로 착용된 것이 확인이 되어야 구동 모듈을 구동시킴으로써, 비정상 착용 상태에서 발생될 수 있는 안전 문제를 방지할 수 있다.

상기 테스트가 통과되지 않은 것으로 결정된 경우(동작(820)에서 '아니오'인 경우), 동작(840)에서 웨어러블 장치(100)는 사용자에게 웨어러블 장치(100)의 정상 착용을 유도하기 위한 가이드 알림을 제공할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)는 사용자에게 비정상 착용을 알리거나 정상 착용을 유도하기 위한 가이드 음성이나 알림음을 사용자에게 제공할 수 있다. 이후에, 웨어러블 장치(100)는 상기 테스트를 다시 수행할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 테스트 토크가 발생된 이후에 획득된 센서 데이터에 기초하여 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 정상 착용된 것으로 결정될 때까지 상기 테스트를 반복적으로 수행할 수 있다.

도 9a, 도 9b, 도 9c 및 도 10은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 정상 착용 여부를 감지하기 위한 테스트를 수행하는 다양한 예들을 설명하기 위한 도면들이다. 도 9a, 도 9b 및 도 9c에서는 웨어러블 장치(100)의 제1 다리 구동 프레임(55)에 대해 테스트 토크를 통해 흔들기 모션을 발생시키는 실시예를 설명한다.

도 9a를 참고하면, 웨어러블 장치(100)는 테스트 토크가 가해지지 않는 제1 상태(912)에서 사용자의 왼쪽 다리에 제2 허벅지 체결부(1)가 제대로 착용 또는 체결되었는지 여부를 테스트하기 위해 제2 구동 모듈(35)을 통해 테스트 토크를 발생시킬 수 있다. 일 실시예에서, 테스트 토크에 의해 제2 다리 구동 프레임(50)은 웨어러블 장치(100)의 전방 방향으로 움직일 수 있다. 테스트 토크의 발생에 의해, 제2 상태(914)에서와 같이 제2 다리 구동 프레임(50)이 웨어러블 장치(100)의 전방 방향으로 움직일 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 제1 상태(912)와 제2 상태(914)가 반복되도록 테스트 토크를 적용할 수 있고, 해당 테스트 토크의 적용 패턴에 의해 제2 다리 구동 프레임(50)에 흔들기 모션이 발생될 수 있다. 사용자는 제2 다리 구동 프레임(50)이 꿈틀 꿈틀(wiggling) 거리는 피드백을 받을 수 있다.

도 9b를 참고하면, 일 실시예에서 웨어러블 장치(100)는 제2 다리 구동 프레임(50)을 웨어러블 장치(100)의 후방 방향으로 움직이도록 하는 테스트 토크를 발생시킬 수 있다. 테스트 토크에 의해 제3 상태(916)에서와 같이 제2 다리 구동 프레임(50)이 웨어러블 장치(100)의 후방 방향으로 움직일 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 제1 상태(912)와 제3 상태(916)가 반복되도록 테스트 토크를 적용할 수 있고, 해당 테스트 토크의 적용 패턴에 의해 제2 다리 구동 프레임(50)에 흔들기 모션이 발생될 수 있다.

도 9c를 참고하면, 일 실시예에서 웨어러블 장치(100)는 제2 다리 구동 프레임(50)을 웨어러블 장치(100)의 전방 방향과 후방 방향 사이에서 왕복하여 움직이도록 하는 테스트 토크를 생성할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 예를 들어, 제1 상태(912)에서 제2 상태(914)로, 제2 상태(914)에서 제1 상태(912)를 거쳐 제3 상태(916)로, 제3 상태(916)에서 제1 상태(912)를 거쳐 제2 상태(914)로 움직이는 것과 같이 제2 다리 구동 프레임(50)이 앞뒤로 움직이도록 테스트 토크 패턴을 적용할 수 있다.

상기 도 9a, 도 9b 및 도 9c에서의 설명은, 웨어러블 장치(100)가 사용자의 오른쪽 다리에 제1 허벅지 체결부(2)가 제대로 착용 또는 체결되었는지 여부를 테스트하기 위해 테스트 토크를 통해 제1 다리 구동 프레임(55)에 흔들기 모션을 발생시키는 것에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 10을 참조하면, 웨어러블 장치(100)는 테스트 토크를 통해 허리 지지 프레임(1020)(예: 허리 지지 프레임(20))에도 흔들기 모션을 발생시킬 수 있다. 허리 지지 프레임(1020)은 웨어러블 장치(100)가 착용되었을 때 사용자의 허리를 지지할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 허리 지지 프레임(1020)이 사용자의 허리에 제대로 착용되었는지 여부를 판단하기 위해, 제1 다리 구동 프레임(55)과 제2 다리 구동 프레임(50)에 대해 동일한 방향(예: 전방 방향, 후방 방향)으로 흔들기 모션을 발생시킬 수 있다. 제1 다리 구동 프레임(55)과 제2 다리 구동 프레임(50)가 동시에 동일한 방향으로 흔들리는 경우, 허리 지지 프레임(1020)에 흔들기 모션이 발생될 수 있다.

일 실시예에서, 사용자는 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 정상 착용된 상태인지 여부를 결정하기 위한 테스트를 위해 발생되는 테스트 토크의 방향(예: 전방 방향, 후방 방향, 전방 및 후방으로 왕복), 테스트 토크의 세기(예: 토크 값의 최대 세기), 또는 테스트 토크의 적용 패턴(예: 진동 주기, 반복 횟수, 시간에 따른 토크 세기의 변화, 테스트 토크의 적용 시간) 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 설명된 다리 구동 프레임(50, 55) 및/또는 허리 지지 프레임(1020)의 흔들기 모션은 사용자에게 특정한 상황을 알리기 위한 피드백 수단으로서 이용될 수도 있다. 예를 들어, 사용자가 웨어러블 장치(100)에 특정한 기능(예: 운동 보조 모드)의 실행을 명령한 경우, 사용자가 운동 강도를 올리는 경우, 사용자에게 선택된 운동에 대한 시작을 알리는 경우 또는 사용자가 운동을 정지하였다가 시작하려고 하는 경우에 웨어러블 장치(100)는 상기 흔들기 모션을 발생시킬 수 있다. 흔들기 모션이 발생할 수 있는 경우는 전술한 경우들에 한정되지 않으며, 사용자에게 알림을 제공하는 경우라면 어느 경우에도 흔들기 모션이 발생할 수 있다.

도 11은 일 실시예에 따른 정상 착용 감지 기능을 수행하는 웨어러블 장치의 동작 방법의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다. 일 실시예에서, 도 11의 동작들 중 적어도 하나의 동작은 다른 동작과 동시 또는 병렬적으로 수행될 수 있고, 동작들 간의 순서는 변경될 수 있다. 또한, 동작들 중 적어도 하나의 동작은 생략될 수 있고, 다른 동작이 추가적으로 수행될 수도 있다.

도 11을 참조하면, 동작(1110)에서 웨어러블 장치(100)는 테스트 토크를 통해 다리 구동 프레임의 제1 흔들기 모션을 발생시킬 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 제1 다리 구동 프레임(55) 또는 제2 다리 구동 프레임(50) 또는 허리 지지 프레임(20) 중 적어도 하나를 전방 방향으로 흔드는 제1 흔들기 모션을 발생시킬 수 있다. 또는, 웨어러블 장치(100)는 제1 다리 구동 프레임(55) 및 제2 다리 구동 프레임(50)을 동시에 후방 방향으로 움직이는 것에 의해, 허리 지지 프레임(20)의 전방 방향으로의 움직임을 유도할 수 있다.

동작(1120)에서, 웨어러블 장치(100)는 다리 구동 프레임의 움직임 값이 임계 값 이상으로 움직였는지 여부를 판단할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 지지 프레임에 대해 제1 흔들기 모션이 발생하였을 때 획득된 지지 프레임의 움직임 값이 임계 값 이상으로 움직였는지 여부를 판단할 수 있다.

다리 구동 프레임의 움직임 값이 임계 값 이상으로 움직인 경우(동작(1120)에서 '예'인 경우), 동작(1170)에서 웨어러블 장치(100)는 흔들기 모션의 발생을 중지시킬 수 있다. 동작(1180)에서, 웨어러블 장치(100)는 사용자에게 웨어러블 장치(100)의 올바른 착용을 유도하기 위한 가이드 알림을 제공할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)의 음향 출력 모듈(550) 및/또는 전자 장치(210)의 음향 출력 모듈(750)을 통해 가이드 음성이 제공되거나, 전자 장치(210)의 디스플레이 모듈(740)을 통해 팝업 메시지의 형태로 가이드 알림이 제공될 수도 있다.

다리 구동 프레임의 움직임 값이 임계 값 이상으로 움직이지 않은 경우(동작(1120)에서 '아니오'인 경우), 동작(1130)에서 웨어러블 장치(100)는 테스트 토크를 통해 다리 구동 프레임의 제2 흔들기 모션을 발생시킬 수 있다. 제2 흔들기 모션은 제1 흔들기 모션과 다른 형태(예: 다른 방향)의 흔들기 모션일 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 제1 다리 구동 프레임(55) 또는 제2 다리 구동 프레임(50) 또는 허리 지지 프레임(20) 중 적어도 하나를 후방 방향으로 흔드는 제2 흔들기 모션을 발생시킬 수 있다. 또는, 웨어러블 장치(100)는 제1 다리 구동 프레임(55) 및 제2 다리 구동 프레임(50)을 동시에 전방 방향으로 움직이는 것에 의해 허리 지지 프레임(20)의 후방 방향으로의 움직임을 유도할 수 있다.

다리 구동 프레임의 움직임 값이 임계 값 이상으로 움직인 경우(동작(1140)에서 '예'인 경우), 웨어러블 장치(100)는 동작(1170)에서 흔들기 모션의 발생을 중지시키고, 동작(1180)에서 사용자에게 웨어러블 장치(100)의 올바른 착용을 유도하기 위한 가이드 알림을 제공할 수 있다.

다리 구동 프레임의 움직임 값이 임계 값 이상으로 움직이지 않은 경우(동작(1140)에서 '아니오'인 경우), 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 정상적으로 착용되어 있는 것으로 결정할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 동작(1150)에서 흔들기 모션의 발생을 중지하고, 동작(1160)에서 웨어러블 장치(100)의 구동을 시작할 수 있다.

일 실시예에서, 착용 감지 기능이 수행되는 테스트에서 동작(1110)에서의 제1 흔들기 모션과 동작(1130)에서의 제2 흔들기 모션이 반복되어 수행될 수도 있다.

도 12는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치가 운동 보조 모드에서 동작할 때 착용 감지 기능이 수행되는 테스트의 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 일 실시예에서, 도 12의 동작들 중 적어도 하나의 동작은 다른 동작과 동시 또는 병렬적으로 수행될 수 있고, 동작들 간의 순서는 변경될 수 있다. 또한, 동작들 중 적어도 하나의 동작은 생략될 수 있고, 다른 동작이 추가적으로 수행될 수도 있다.

도 12를 참조하면, 사용자가 웨어러블 장치(100)의 운동 보조 모드의 실행을 선택한 경우, 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 착용된 상태인지 여부를 결정하기 위하여 다음의 동작들을 수행할 수 있다. 동작(1210)에서, 웨어러블 장치(100)는 관성 센서(예: 관성 센서(135), 관성 센서(522))를 통해 웨어러블 장치(100)의 허리 지지 프레임(20)의 움직임 값을 획득할 수 있다.

동작(1220)에서, 웨어러블 장치(100)는 허리 지지 프레임(20)의 움직임 값에 기초하여 허리 지지 프레임(20)의 움직임의 감지 여부를 결정할 수 있다. 허리 지지 프레임(20)의 움직임이 감지되지 않은 경우(동작(1220)에서 '아니오'인 경우)(예: 허리 지지 프레임(20)의 움직임 값이 0인 경우), 웨어러블 장치(100)는 동작(1230)에서 사용자에게 웨어러블 장치(100)의 착용을 유도하기 위한 가이드 알림(예: '웨어러블 장치를 착용 후 사용하세요'의 가이드 음성)을 제공할 수 있다.

허리 지지 프레임(20)의 감지된 경우(동작(1220)에서 '예'인 경우), 웨어러블 장치(100)는 동작(1240)에서 웨어러블 장치(100)의 정상 착용 여부를 검사하기 위한 테스트를 수행할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 상기 테스트를 위해 테스트 토크에 기반한 흔들기 모션을 발생시킬 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 흔들기 모션이 발생하는 동안 센서 모듈을 통해 웨어러블 장치(100)의 구성요소(예: 다리 구동 프레임(50, 55), 허리 지지 프레임(20))의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 획득할 수 있다.

동작(1250)에서, 웨어러블 장치(100)는 센서 데이터에 포함된 웨어러블 장치(100)의 구성요소의 움직임 값의 최댓값이 임계값 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 테스트 토크가 발생하기 전과 테스트 토크가 발생하여 웨어러블 장치(100)의 지지 프레임이 최대로 움직였을 때의 움직임 값의 변화에서 움직임 값의 최댓값이 임계 값 이상인지 여부를 결정할 수 있다.

웨어러블 장치(100)의 구성요소의 움직임 값의 최댓값이 임계 값 이상인 경우(동작(1250)에서 '예'인 경우), 웨어러블 장치(100)는 동작(1230)에서 사용자에게 웨어러블 장치(100)의 정상 착용을 유도하기 위한 가이드 알림(예: '웨어러블 장치를 올바르게 착용해 주세요' 또는 '오른쪽 다리의 체결부를 꽉 조여 주세요' 등의 가이드 음성)을 제공할 수 있다.

웨어러블 장치(100)의 구성요소의 움직임 값의 최댓값이 임계 값보다 작은 경우(동작(1250)에서 '아니오'인 경우), 웨어러블 장치(100)는 동작(1260)에서 상기 테스트를 중지하고 웨어러블 장치(100)의 센서 모듈의 센서 데이터를 초기화(또는 캘리브레이션)할 수 있다. 센서 데이터의 초기화 과정은, 사용자가 준비 자세 또는 기본 자세를 취할 때, 센서 모듈로부터 출력되는 센서 데이터를 기준 값으로 맞춰 주는 과정이다. 사용자마다 준비 자세 또는 기본 자세에서의 신체 상태(예: 다리 각도, 몸통 기울기)가 다를 수 있기 때문에, 신체 능력의 정확한 측정을 위해 센서 모듈(520)로부터 출력되는 센서 데이터를 초기화하는 것이다. 일 실시예에서, 센서 데이터의 초기화가 실패한 경우, 웨어러블 장치(100)는 초기화의 실패를 알리기 위해 흔들기 모션을 발생시키거나 가이드 알림(예: '바로 서 있어 주세요'의 가이드 음성)을 제공할 수 있다. 이후에, 웨어러블 장치(100)는 동작(1270)에서 운동 보조 모드로의 구동을 시작할 수 있다.

도 13은 일 실시예에 따른 착용 감지 기능을 수행하기 위한 테스트의 조합을 설명하기 위한 도면이다.

도 13을 참조하면, 착용 감지 기능을 수행하기 위한 테스트에서 흔들기 모션의 조합은 다양할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)는 제2 다리 구동 프레임(50)을 전방 방향으로 흔드는 흔들기 모션(1312), 제1 다리 구동 프레임(55)을 전방 방향으로 흔드는 흔들기 모션(1314), 및 제1 다리 구동 프레임(55)과 제2 다리 구동 프레임(50)을 동시에 전방 방향으로 흔들어 허리 지지 프레임(1020)을 후방 방향으로 흔드는 흔들기 모션(1316)을 조합하여 제1 테스트(1310)를 수행할 수 있다. 제1 테스트(1310)의 수행 과정에서 흔들기 모션들(1312, 1314, 1316) 각각의 수행 순서, 반복 횟수 및 조합은 다양하게 변형될 수 있다.

일 실시예에서, 착용 감지 기능을 수행하기 위한 테스트는 특정 시간 주기(예: 매일)나 특정 테스트 수행 횟수마다 변형되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 오늘은 제1 테스트(1310)가 수행되고, 내일은 제1 테스트(1310)과 다른 흔들기 모션들의 조합을 가지는 제2 테스트(1320)가 수행되며, 모레는 제2 테스트(1320)과 다른 흔들기 모션들의 조합을 가지는 제3 테스트(1330)가 수행될 수 있다. 각각의 테스트들(1310, 1320, 1330)에서 흔들기 모션의 반복 횟수 및/또는 흔들기 모션의 세기는 서로 다르게 설정될 수 있다.

위와 같이 흔들기 모션의 조합을 다양화하는 것에 의해, 착용 감지 기능을 수행하기 위한 테스트를 수행하는 과정에서 흔들기 모션의 반복된 패턴에 의해 사용자가 지루함을 느끼는 것을 줄일 수 있다.

도 14는 일 실시예에 따른 가이드 알림들의 다양한 예들을 도시하는 도면이다.

도 14를 참조하면, 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 착용 감지 판단에 따른 다양한 가이드 알림들을 사용자에게 제공할 수 있다. 도시된 가이드 알림들은 전자 장치(210)를 통해 사용자에게 제공되는 팝업 메시지들을 나타낸다. 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 제대로 착용된 상태인지 여부를 검사하기 위한 테스트가 수행되는 경우, 사용자에게 상기 테스트의 진행을 알리기 위한 팝업 메시지(1410)가 제공될 수 있다.

상기 테스트가 수행되고, 웨어러블 장치(100)는 센서 데이터에 기초하여 테스트 결과를 결정할 수 있다. 테스트 결과로서 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 제대로 착용되지 않은 상태인 것으로 결정된 경우, 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 올바른 착용을 유도하기 위한 가이드 알림의 제공을 전자 장치(210)에 요청할 수 있고, 전자 장치(210)는 사용자에게 웨어러블 장치(100)의 올바른 착용을 유도하기 위한 가이드 알림을 제공할 수 있다. 예를 들어, 테스트 과정에서 허리 지지 프레임(20)의 움직임 값이 크게 나와 허리 체결부가 제대로 체결되지 않은 것으로 판단된 경우, 전자 장치(210)는 사용자에게 허리 체결부의 올바른 착용을 요청하기 위한 팝업 메시지(1430)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 테스트 과정에서 검출된 다리 구동 프레임(50, 55)의 움직임 값의 최댓값이 임계값 이상으로 검출되어 사용자가 허벅지 체결부(1, 2)를 착용하지 않은 것으로 판단된 경우, 전자 장치(210)는 사용자에게 허벅지 체결부(1, 2)의 체결을 요청하기 위한 팝업 메시지(1420)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 테스트 과정에서 제2 다리 구동 프레임(50)의 움직임 값의 최댓값이 제1 다리 구동 프레임(55)에 대한 움직임 값의 최댓값보다 높게 검출되어 왼쪽 다리의 제2 허벅지 체결부(1)가 오른쪽 다리의 제1 허벅지 체결부(2)보다 느슨하게 체결된 것으로 판단된 경우, 전자 장치(210)는 사용자에게 제2 허벅지 체결부(1)의 체결 조임을 요청하기 위한 팝업 메시지(1440)를 제공할 수 있다.

상기 예시로 설명한 팝업 메시지들(1410, 1420, 1430, 1440)의 내용은 가이드 음성의 형태로 사용자에게 제공될 수도 있다.

본 개시의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 개시에 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 개시에서, "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 개시의 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, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 또는 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예들은 기기(machine)에 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 메모리(514))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기의 프로세서는 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.

일 실시예에 따르면, 본 개시에 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 스토어^TM)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.

Claims

사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치(100)에 있어서,
상기 사용자의 신체에 적용되는 토크를 생성하는 구동 모듈(530; 530-1);
상기 생성된 토크를 상기 사용자의 다리에 전달하기 위한 다리 구동 프레임(50, 55);
상기 다리 구동 프레임(50; 55)에 연결되고, 상기 다리 구동 프레임(50; 55)을 상기 사용자의 다리에 고정시키기 위한 허벅지 체결부(1; 2);
상기 다리 구동 프레임(50; 55)의 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 획득하는 센서 모듈(520); 및
상기 센서 데이터에 기초하여 상기 웨어러블 장치(100)를 제어하는 제어 모듈(510)을 포함하고,
상기 제어 모듈(510)은,
상기 웨어러블 장치(100)가 상기 사용자의 다리에 정상 착용된 상태인지 여부를 결정하기 위한 테스트를 수행하고, 상기 테스트에서,
상기 구동 모듈(530; 530-1)이 테스트 토크를 생성하도록 제어하고, 상기 테스트 토크가 생성된 이후에 획득된 상기 센서 데이터에 기초하여 상기 테스트의 통과 여부를 결정하는,
웨어러블 장치(100).
제1항에 있어서,
상기 센서 모듈(520)은,
상기 다리 구동 프레임의 움직임 값을 획득하기 위한 각도 센서를 포함하고,
상기 제어 모듈은,
상기 테스트 토크가 생성된 이후에 획득된 상기 다리 구동 프레임의 움직임 값과 임계 값에 기초하여 상기 테스트의 통과 여부를 결정하는,
웨어러블 장치(100).
제2항에 있어서,
상기 제어 모듈(510)은,
상기 테스트 토크가 생성된 이후에 획득된 상기 다리 구동 프레임의 움직임 값의 최댓값이 상기 임계 값보다 작은 것에 응답하여, 상기 테스트가 통과된 것으로 결정하는,
웨어러블 장치(100).
제2항에 있어서,
상기 제어 모듈(510)은,
상기 테스트 토크가 생성된 이후에 획득된 상기 다리 구동 프레임의 움직임 값의 최댓값이 상기 임계 값 이상인 것에 응답하여, 상기 테스트가 통과되지 않은 것으로 결정하는,
웨어러블 장치(100).
제4항에 있어서,
상기 제어 모듈(510)은,
상기 테스트가 통과되지 않은 것으로 결정된 것에 응답하여, 상기 사용자에게 상기 허벅지 체결부의 정상 착용을 유도하기 위한 가이드 알림을 제공하는,
웨어러블 장치(100).
제4항에 있어서,
상기 제어 모듈(510)은,
상기 테스트가 통과되지 않은 것으로 결정된 것에 응답하여, 상기 센서 모듈(520)을 통해 획득되는 센서 데이터에 기초하여 상기 웨어러블 장치(100)가 상기 사용자의 다리에 정상 착용된 것으로 결정될 때까지 상기 테스트를 반복적으로 수행하는,
웨어러블 장치(100).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다리 구동 프레임은,
상기 사용자의 오른쪽 다리에 상기 구동 모듈의 토크를 전달하기 위한 제1 다리 구동 프레임(55); 및
상기 사용자의 왼쪽 다리에 상기 구동 모듈의 토크를 전달하기 위한 제2 다리 구동 프레임(50)
을 포함하는, 웨어러블 장치(100).
제7항에 있어서,
상기 구동 모듈(530; 530-1)은,
상기 제어 모듈(510)의 제어에 의해 상기 제1 다리 구동 프레임(55) 또는 상기 제2 다리 구동 프레임(50) 중 적어도 하나를 상기 웨어러블 장치(100)의 전방 방향 또는 후방 방향으로 움직이도록 하는 상기 테스트 토크를 생성하는,
웨어러블 장치(100).
제7항에 있어서,
상기 구동 모듈(530; 530-1)은,
상기 제어 모듈(510)의 제어에 의해 상기 제1 다리 구동 프레임(55) 또는 상기 제2 다리 구동 프레임(50) 중 적어도 하나를 상기 웨어러블 장치(100)의 전방 방향과 후방 방향 사이에서 왕복하여 움직이도록 하는 상기 테스트 토크를 생성하는,
웨어러블 장치(100).
제7항에 있어서,
상기 사용자의 허리를 지지하기 위한 허리 지지 프레임(20)
을 더 포함하고,
상기 구동 모듈(530; 530-1)은,
상기 제어 모듈(510)의 제어에 의해 상기 제1 다리 구동 프레임(55) 및 상기 제2 다리 구동 프레임(50)을 동일한 방향으로 움직이도록 하는 상기 테스트 토크를 생성하는,
웨어러블 장치(100).
제10항에 있어서,
상기 제어 모듈(510)은,
상기 테스트 토크가 생성된 이후에 획득된 상기 허리 지지 프레임(20)의 움직임 값에 기초하여 상기 테스트의 통과 여부를 결정하는,
웨어러블 장치(100).
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 모듈(510)은,
상기 사용자의 선택에 의한 사용자 설정 값에 기초하여 상기 테스트 토크가 적용되는 다리 구동 프레임의 이동 방향, 상기 테스트 토크의 세기, 또는 상기 테스트 토크의 적용 패턴 중 적어도 하나를 결정하는,
웨어러블 장치(100).
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 웨어러블 장치(100) 에 대한 구동 명령을 포함하는 사용자 입력을 수신하는 것에 응답하여, 상기 테스트를 수행하는,
웨어러블 장치(100).
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 모듈(510)은,
상기 웨어러블 장치(100)의 보행 보조 모드 또는 운동 보조 모드로의 동작을 시작하기 전에, 상기 테스트를 수행하는,
웨어러블 장치(100).
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 모듈(510)은,
상기 웨어러블 장치(100)의 보행 보조 모드 또는 운동 보조 모드가 종료하고 대기 모드로 진입하는 것에 응답하여, 상기 테스트를 수행하는,
웨어러블 장치(100).
웨어러블 장치(100)의 동작 방법에 있어서,
상기 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 정상 착용된 상태인지 여부를 결정하기 위한 테스트를 수행하는 동작; 및
상기 테스트가 통과된 것으로 결정된 것에 응답하여, 상기 웨어러블 장치(100)의 구동 모듈을 구동시키는 동작
을 포함하고,
상기 테스트를 수행하는 동작은,
상기 구동 모듈(530; 530-1)을 통해 테스트 토크를 생성하는 동작;
상기 테스트 토크가 생성된 이후에 상기 웨어러블 장치(100)의 다리 구동 프레임의 움직임 값을 포함하는 센서 데이터를 획득하는 동작; 및
상기 센서 데이터에 기초하여 상기 테스트의 통과 여부를 결정하는 동작
을 포함하는 동작 방법.
제16항에 있어서,
상기 테스트의 통과 여부를 결정하는 동작은,
상기 테스트 토크가 생성된 이후에 획득된 상기 다리 구동 프레임의 움직임 값의 최댓값이 임계 값보다 작은 것에 응답하여 상기 테스트가 통과된 것으로 결정하는 동작; 및
상기 테스트 토크가 생성된 이후에 획득된 상기 다리 구동 프레임의 움직임 값의 최댓값이 상기 임계 값 이상인 것에 응답하여, 상기 테스트가 통과되지 않은 것으로 결정하는 동작
을 포함하는 동작 방법.
제17항에 있어서,
상기 테스트 토크를 생성하는 동작은,
상기 사용자의 오른쪽 다리에 상기 구동 모듈의 토크를 전달하기 위한 상기 웨어러블 장치(100)의 제1 다리 구동 프레임(55) 또는 상기 사용자의 왼쪽 다리에 상기 구동 모듈의 토크를 전달하기 위한 상기 웨어러블 장치(100)의 제2 다리 구동 프레임(50) 중 적어도 하나를 상기 웨어러블 장치의 전방 방향 또는 후방 방향으로 움직이도록 하는 상기 테스트 토크를 생성하는 동작
을 포함하는 동작 방법.
제17항에 있어서,
상기 테스트 토크를 생성하는 동작은,
상기 사용자의 오른쪽 다리에 상기 구동 모듈의 토크를 전달하기 위한 상기 웨어러블 장치(100)의 제1 다리 구동 프레임(55) 또는 상기 사용자의 왼쪽 다리에 상기 구동 모듈의 토크를 전달하기 위한 상기 웨어러블 장치(100)의 제2 다리 구동 프레임(50) 중 적어도 하나를 상기 웨어러블 장치의 전방 방향과 후방 방향 사이에서 왕복하여 움직이도록 하는 상기 테스트 토크를 생성하는 동작
을 포함하는 동작 방법.
프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항의 방법을 수행하게 하는 인스트럭션들(instructions)을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.