KR20240016663A - 로봇 장갑과 가상현실 기기를 포함하는 가상 악기 연주 장치 - Google Patents

로봇 장갑과 가상현실 기기를 포함하는 가상 악기 연주 장치 Download PDF

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KR20240016663A
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Abstract

본 발명은 로봇 장갑과 가상현실(VR) 기기를 이용하여 원하는 곡을 가상의 악기로 연주하는 장치로서, 상기 로봇 장갑은 사용자의 손이 삽입되어, 사용자의 손가락을 원하는 악기 및 곡에 따라 움직이도록 하는 착용부, 상기 로봇 장갑의 전반적인 동작을 제어하는 제어부, 상기 착용부를 구동하는 구동부, 상기 악기 및 곡을 선택하는 표시부 및 상기 가상현실(VR) 기기와 신호를 송수신하는 통신부를 포함하고, 상기 가상현실(VR) 기기는 상기 로봇 장갑의 구동과 연동하여 선택된 상기 악기 및 상기 곡에 해당하는 가상의 영상 및 음향을 제공하는 것을 특징으로 하는 가상 악기 연주 장치에 관한 것이다.

Description

로봇 장갑과 가상현실 기기를 포함하는 가상 악기 연주 장치{Virtual instrument playing device including robot glove and virtual reality device}
본 발명은 사용자의 손에 착용하여 손가락을 움직이는 로봇 장갑과 가상현실 기기를 사용하여, 사용자가 원하는 악기 또는 곡을 가상으로 연주할 수 있는 가상 악기 연주 장치에 관한 것이다.
많은 사람들은 악기를 연주하고 싶어하는 생각을 가지고 있다. 그러나, 일반적으로 악기를 능숙하게 연주하기 위해서는 많은 시간과 노력을 통하여 반복 연습하는 과정이 필요하다.
그러나, 시간의 부족, 악기 가격, 악기의 크기 및 소리 등의 이유로 실제로 악기를 연습하는 것에는 많은 제약이 있다.
위와 같은 문제를 해결하기 위한 다양한 장치가 개발되고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는 악기 연주용 웨어러블 시스템이 개시되어 있다.
특허문헌 1의 웨어러블 시스템은 사용자의 손에 착용하는 장갑 형태의 장치에 관한 것으로, 손에 착용 후 연주자의 손가락을 저장된 연주 정보에 따라 자극하고, 이에 따른 손가락의 움직임을 감지하는 것이다.
이어서, 감지된 손가락의 움직임을 센싱하여 음향신호를 생성하게 된다.
그러나, 특허문헌 1의 웨어러블 시스템은 연주자의 손가락을 자극하고, 이 자극에 따라 연주자가 손가락을 움직이는 것을 센싱하는 시스템으로, 자극과 손가락의 움직임 사이에 시간의 지체가 발생할 수 있고, 능숙하게 연주하기 위해서는 반복 연습이 필요한 문제가 있다.
또한, 단순히 손가락을 움직이고 음향을 재생하는 것으로는 실제 악기를 연주하는 것과 같은 현실감을 느끼기 힘든 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제2017-0081995호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 사용자의 손에 착용하여 손가락을 미리 입력된 악기 및 곡에 따라 자동으로 움직일 수 있는 로봇 장갑 및 실제 악기를 연주하는 것과 같은 현실감을 느낄 수 있는 가상현실(VR) 기기를 포함하는 가상 악기 연주 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가상 악기 연주 장치는 로봇 장갑과 가상현실(VR) 기기를 이용하여 원하는 곡을 가상의 악기로 연주하는 장치로서, 상기 로봇 장갑은 사용자의 손이 삽입되어, 사용자의 손가락을 원하는 악기 및 곡에 따라 움직이도록 하는 착용부, 상기 로봇 장갑의 전반적인 동작을 제어하는 제어부, 상기 착용부를 구동하는 구동부, 상기 악기 및 곡을 선택하는 표시부 및 상기 가상현실(VR) 기기와 신호를 송수신하는 통신부를 포함하고, 상기 가상현실(VR) 기기는 상기 로봇 장갑의 구동과 연동하여 선택된 상기 악기 및 상기 곡에 해당하는 가상의 영상 및 음향을 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 가상 악기 연주 장치에서, 상기 로봇 장갑은 상기 로봇 장갑을 구동하는 전원을 제공하는 전원부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 가상 악기 연주 장치에서, 상기 로봇 장갑은 상기 악기 및 상기 곡에 대한 데이터가 저장된 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 가상 악기 연주 장치에서, 상기 표시부는 터치 패널인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 가상 악기 연주 장치에서, 상기 착용부는 사용자의 손가락 각각에 대응하는 복수의 손가락부를 포함하고, 상기 구동부는 상기 착용부의 손목 부분에 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 가상 악기 연주 장치에서, 상기 구동부와 상기 복수의 손가락부 각각의 끝단부는 상기 손가락부를 움직일 수 있도록 와이어로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 가상 악기 연주 장치에서, 상기 와이어는 상기 착용부의 손등 부분과 손바닥 부분에 각각 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 가상 악기 연주 장치에서, 상기 가상현실(VR) 기기는 상기 음향을 출력하는 스피커를 내장하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 가상 악기 연주 장치에서, 상기 가상현실(VR) 기기는 상기 음향을 출력하는 이어폰을 연결할 수 있는 단자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 가상 악기 연주 장치는 로봇 장갑을 구비하여 사용자의 손가락을 저장된 데이터에 맞춰 자동으로 움직일 수 있으므로, 별다른 연습 없이 원하는 악기 및 곡을 연주하는 것과 같은 체험을 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 가상 악기 연주 장치는 가상현실(VR) 기기를 구비하여 음향 뿐 아니라 시각적으로도 실제로 연주하는 것과 같은 체험을 할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 악기 연주 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 악기 연주 장치의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 장갑의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 악기 연주 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 가상 악기 연주 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 악기 연주 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 악기 연주 장치의 구성을 나타내는 구성도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 장갑의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 가상 악기 연주 장치(1000)에 관하여 살펴보면, 본 발명에 따른 가상 악기 연주 장치(1000)는 로봇 장갑(100)과 가상현실(VR) 기기(200)를 포함한다.
먼저, 로봇 장갑(100)은 착용부(110), 제어부(120), 구동부(130), 표시부(140), 전원부(150), 저장부(160) 및 통신부(170)를 포함한다.
여기서 착용부(110)는 사용자의 손이 삽입되는 곳으로, 손가락부(113) 및 손가락부(113)를 구부리거나 펴는 등의 움직임을 가능하게 하는 와이어(111, 112)를 포함한다.
이러한 와이어(111, 112)는 착용부(110)의 손목 부분에 위치하는 구동부(130)와 손가락부(113)의 끝단부 사이에 연결되고, 손등 부분 및 손바닥 부분에 각각 구비된다.
즉, 하나의 손가락부(113)에는 손등 부분으로 연결된 와이어(111) 및 손바닥 부분으로 연결된 와이어(112)가 연결되어 있어, 이들에 의하여 손가락부(113)를 구부리거나 펴는 등의 움직임을 가능하게 한다.
이와 같은 방법을 통하여 착용부(110)에 삽입된 사용자의 손가락을 원하는 악기 및 곡에 따라 움직임으로써 별다른 연습 없이도 능숙한 연주를 하는 것과 같은 체험을 할 수 있게 한다.
물론, 본 발명에서는 와이어(111, 112)를 적용하여 손가락부(113)를 구동하는 것으로 설명하고 있으나, 이에 제한되지 않고 와이어(111, 112) 이외에도 공지의 다양한 기기를 적용하여 손가락부(113)를 구동할 수 있다.
한편, 착용부(110)는 사용자의 손에 착용하는 부분으로 본 발명의 도면에는 구체적으로 나타내고 있지 않으나, 착용부(110)는 사용자의 손과 접하는 내부 및 제어부(120), 구동부(130), 표시부(140), 전원부(150), 저장부(160), 통신부(170) 등이 위치하는 외부를 가질 수 있으며, 와이어(111, 112)는 착용부(110)의 내부와 외부 사이의 공간에 위치할 수 있다.
또한, 착용부(110) 특히 손가락부(113)는 사용자의 손가락을 실제로 악기를 연주하는 것과 같이 움직이기 위하여 유연한 소재 또는 신축성 있는 소재로 형성될 수 있다.
이러한 유연한 소재 또는 신축성 있는 소재로는 특별히 제한되지 않고, 공지의 다양한 섬유 제품 또는 고분자 재료 중에서 적절히 선택될 수 있다.
다음으로, 제어부(120)는 사용자에 의해 선택된 악기 및 곡에 따라 착용부(110)의 움직임을 제어하는 등의 로봇 장갑(100)을 전반적으로 제어하는 역할을 한다.
구동부(130)는 제어부(120)의 제어에 따라 와이어(111, 112)를 움직임으로써, 손가락부(113)를 구부리거나 펴는 등의 동작을 가능하게 한다.
이어서, 표시부(140)는 사용자가 연주하고자 하는 악기 및 곡 등의 데이터를 시각적으로 제공하는 기능을 한다. 또한, LCD, LED, OLED 등의 화상 표시 장치 기반의 터치패널로 형성되어 손가락 등으로 터치하여 제공된 데이터 중 원하는 데이터를 선택할 수도 있다.
터치패널 또는 터치스크린 패널(touch Screen Panel)이란, 스크린에 사용자가 손가락이나 펜 등으로 화면을 누르거나 접촉하면, 그 위치를 인지하여 시스템에 전달하는 입력장치로서, 현재 스마트폰 및 각종 기기에 폭넓게 사용되고 있다.
이러한 터치패널은 터치를 감지하는 방법에 따라 저항막 방식, 정전 용량 방식, 전자기 유도 방식 등으로 구분할 수 있다.
본 발명에서 터치패널은 특별히 한정되지 않고, 공지의 다양한 터치패널을 사용할 수 있다.
한편, 전원부(150)는 제어부(120), 구동부(130) 등 로봇 장갑(100) 전반에 전원을 공급하는 역할을 하는 것으로, 공지의 건전지, 2차 전지 또는 외부 전원 연결을 위한 단자 등 다양한 장치를 사용할 수 있다.
저장부(160)는 본 발명의 가상 악기 연주 장치(1000)를 통하여 연주하기 위한 악기 및 곡에 대한 각종 데이터를 저장하는 기능을 한다.
또한, 통신부(170)는 로봇 장갑(100)과 가상현실(VR) 기기(200) 사이에 신호를 송수신하는 역할을 하는 것으로, 공지의 다양한 근거리 무선통신 중 선택하여 사용할 수 있다.
근거리 무선통신이란, 전파를 정보의 전송 매체로 이용해서 가까운 거리에 있는 각종 정보처리 기기들간에 정보를 교환하게 하는 통신을 말한다.
이러한 근거리 무선통신으로는 대표적으로 무선 LAN, 블루투스(Bluetooth), 적외선 통신(IrDA: Infrared Data Association) 등이 있다.
블루투스란, 휴대폰, 노트북, 이어폰, 헤드셋, 스마트폰, 스피커 등의 휴대기기를 마스터 기기와 슬레이브 기기간에 페어링으로 연결하는 근거리 무선 기술 표준이며, 저전력으로 10m 이내의 거리에서 무선으로 연결하여 사용한다. 예를들면, 블루투스 헤드셋은 2.4GHz RF 주파수를 통해 케이블 없이(connect withoutcable) MP3 플레이어의 음악을 들을 수 있다.
이와 같은 블루투스의 장점으로는 낮은 소비전력, 저가의 장치 사용 가능 및 낮은 대기 시간 등의 장점이 있다.
한편, 도 1에 나타나 있지 않은 전원부(150), 저장부(160) 및 통신부(170)는 제어부(120) 또는 구동부(130)와 결합된 형태로 구비되어 있을 수 있으며, 표시부(140)는 제어부(120)의 상부에 위치하는 것이 일반적이다.
또한, 본 발명의 가상 악기 연주 장치(1000)는 상기 로봇 장갑(100)의 구동과 연동하여 선택된 악기 및 곡에 해당하는 가상의 영상 및 음향을 제공하는 가상현실(VR) 기기(200)를 포함한다.
가상현실(Virtual Reality, VR)이란, 컴퓨터 등을 사용한 인공적인 기술로 만들어낸 실제와 유사하지만 실제가 아닌 어떤 특정한 환경이나 상황 혹은 그 기술 자체를 의미한다.
이때, 만들어진 가상의(상상의) 환경이나 상황 등은 사용자의 오감을 자극하며 실제와 유사한 공간적, 시간적 체험을 하게 함으로써 현실과 상상의 경계를 자유롭게 드나들게 한다.
또한 사용자는 가상현실에 단순히 몰입할 뿐만 아니라 실재하는 디바이스를 이용해 조작이나 명령을 가하는 등 가상현실 속에 구현된 것들과 상호작용이 가능하다. 또 가상현실은 사용자와 상호작용이 가능하고 사용자의 경험을 창출한다는 점에서 일방적으로 구현된 시뮬레이션과는 구분된다.
가상현실과 유사한 것으로 증강현실(Augmented Reality, AR)이 있는데, 가상현실과 차이점은 현실 세계의 기반 위에 가상의 사물을 합성하여 하나의 영상으로 보여준다는 점이다.
즉, 가상현실은 제공되는 영상 등의 컨텐츠가 모두 가상의 이미지라면, 증강현실은 현실의 이미지나 배경에 3차원 가상 이미지를 겹쳐서 하나의 영상으로 보여주는 기술이다.
증강현실을 활용할 수 있는 일예로는, 실제의 피아노와 증강현실 기기를 이용하여 건반위에 연주를 위한 보조 정보를 표시함으로써 피아노 연주를 도와주는 방법을 들 수 있다.
위와 같은 가상현실을 사용자가 접할 수 있는 다양한 형태의 가상현실(VR) 기기(200)들이 개발 및 판매되고 있다. 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같은 헤드셋 형태의 다양한 가상현실(VR) 기기(200)들이 사용되고 있다.
이러한 가상현실(VR) 기기(200)들은 이를 착용한 사용자의 눈을 통하여 가상의 이미지를 보여주는 부분, 사용자의 머리에 고정하는 부분 및 음향을 출력하는 부분 등을 포함하는 것이 일반적이다.
본 발명의 가상현실(VR) 기기(200)로는 위와 같은 헤드셋 형태의 기기 뿐 아니라, 공지의 다양한 가상현실(VR) 기기(200) 중 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
또한, 가상현실(VR) 기기(200)에는 음향을 출력하는 스피커를 내장하거나, 이어폰 등의 외부 기기로 음향을 출력하는 단자를 포함할 수도 있다.
한편, 본 발명의 가상 악기 연주 장치(1000)는 위에서 설명한 바와 같이 가상현실(VR) 기기(200)에 내장되거나 연결된 것 이외에도, 로봇 장갑(100)에 부착된 출력 단자, 유/무선으로 연결된 외부 스피커 또는 스마트폰 등의 다양한 기기를 통하여 음향을 출력하는 것도 가능하다.
한편, 도 1 내지 도 4에 구체적으로 도시하지는 않았으나, 본 발명의 가상 악기 연주 장치(1000)는 사용자의 스마트 폰 또는 스마트 워치와 연동하여 사용할 수도 있다.
즉, 스마트 폰 또는 스마트 워치는 원하는 곡을 선택하고, 가상 악기 연주 장치(1000)를 작동하거나, 음향을 출력하는 등의 기능을 수행할 수 있다.
이 경우 스마트 폰 또는 스마트 워치는 로봇 장갑(100) 및 가상현실(VR) 기기(200)와 위에서 살펴본 블루투스 등의 근거리 무선통신을 활용하여 신호를 송수신 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 악기 연주 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
위에서 설명한 본 발명의 가상 악기 연주 장치(1000)가 작동되는 방법에 관하여 도 5를 참조하여 살펴보면, 먼저 a) 사용자가 로봇 장갑(100)의 표시부(140)를 터치하여 원하는 악기 및 곡을 선택하는 단계(S10), b) 선택된 악기 및 곡 데이터를 통신부(170)를 통하여 가상현실(VR) 기기(200)로 전송하는 단계(S20), c) 제어부(120)에서 구동부(130)를 제어하여 선택된 상기 악기 및 곡 데이터를 바탕으로 착용부(110)의 손가락부(113)를 움직이는 단계(S30) 및 d) 기상현실(VR) 기기(200)에 연주 장면 및 음향을 실행하는 단계(S40)를 포함한다.
여기서, c) 단계와 d) 단계는 동시에 실행되는 것이 바람직하다.
또한, c) 단계에서 손가락부(113)를 움직이는 단계는 구동부(130)에서 각 손가락부(113)에 연결된 와이어들(111, 112)을 당기는 방식으로 작동된다.
물론, a) 단계 이전에 사용자가 로봇 장갑(100) 및 가상현실(VR) 기기(200)를 착용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 단계들을 통하여 사용자는 별다른 연습 없이 원하는 악기를 이용하여 원하는 곡을 실제로 연주하는 것과 같은 체험을 할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 상기에서 기술한 실시예 및 실험예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다.
1000 : 가상 악기 연주 장치
100 : 로봇 장갑
110 : 착용부
111, 112 : 와이어
113 : 손가락부
120 : 제어부
130 : 구동부
140 : 표시부
150 : 전원부
160 : 저장부
170 : 통신부
200 : 가상현실 기기

Claims (9)

  1. 로봇 장갑과 가상현실(VR) 기기를 이용하여 원하는 곡을 가상의 악기로 연주하는 장치로서,
    상기 로봇 장갑은 사용자의 손이 삽입되어, 사용자의 손가락을 원하는 악기 및 곡에 따라 움직이도록 하는 착용부;
    상기 로봇 장갑의 전반적인 동작을 제어하는 제어부;
    상기 착용부를 구동하는 구동부;
    상기 악기 및 곡을 선택하는 표시부; 및
    상기 가상현실(VR) 기기와 신호를 송수신하는 통신부를 포함하고,
    상기 가상현실(VR) 기기는 상기 로봇 장갑의 구동과 연동하여 선택된 상기 악기 및 상기 곡에 해당하는 가상의 영상 및 음향을 제공하는 것을 특징으로 하는 가상 악기 연주 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 장갑은 상기 로봇 장갑을 구동하는 전원을 제공하는 전원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 악기 연주 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 로봇 장갑은 상기 악기 및 상기 곡에 대한 데이터가 저장된 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 악기 연주 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 표시부는 터치 패널인 것을 특징으로 하는 가상 악기 연주 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 착용부는 사용자의 손가락 각각에 대응하는 복수의 손가락부를 포함하고, 상기 구동부는 상기 착용부의 손목 부분에 구비되는 것을 특징으로 하는 가상 악기 연주 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 구동부와 상기 복수의 손가락부 각각의 끝단부는 상기 손가락부를 움직일 수 있도록 와이어로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 가상 악기 연주 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 와이어는 상기 착용부의 손등 부분과 손바닥 부분에 각각 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 가상 악기 연주 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가상현실(VR) 기기는 상기 음향을 출력하는 스피커를 내장하고 있는 것을 특징으로 하는 가상 악기 연주 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가상현실(VR) 기기는 상기 음향을 출력하는 이어폰을 연결할 수 있는 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 악기 연주 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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