KR20240041722A - 시뮬레이션된 생체 신호를 출력하는 디바이스 및 그 동작 방법 - Google Patents

시뮬레이션된 생체 신호를 출력하는 디바이스 및 그 동작 방법 Download PDF

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KR20240041722A
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Abstract

본 개시는 허가되지 않은 외부 사용자에 의해 사용자의 생체 신호와 같은 개인 정보가 유출되는 것을 방지하고, 보안을 강화하기 위하여 시뮬레이션된 생체 신호를 출력하는 디바이스를 제공한다. 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스는 비접촉 방식(non-contact)으로 사용자의 생체 신호(vital sign)를 측정하기 위하여 외부 디바이스에 의해 송신된 UWB 스캐닝 펄스를 검출(detect)하고, UWB 스캐닝 펄스가 검출된 경우 가상 인물(virtual person)의 생체 신호를 시뮬레이션함으로써 가상 생체 신호(virtual vital sign)를 생성하고, UWB 안테나를 이용하여 생체 신호 및 가상 생체 신호를 포함하는 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 출력할 수 있다.

Description

시뮬레이션된 생체 신호를 출력하는 디바이스 및 그 동작 방법 {A DEVICE FOR OUTPUTTING SIMULATED VITAL SIGNS AND A METHOD FOR OPERATING THE SAME}
본 개시는 시뮬레이션된 생체 신호를 출력하는 디바이스 및 그 동작 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 UWB(Ultra Wide Band) 신호를 통해 비접촉 방식(non-contact)으로 생체 신호를 획득하려는 외부 디바이스에 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 출력하는 디바이스 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
디바이스의 센서를 이용하여 사용자의 생체 신호(vital sign)를 측정하는 기술들이 보급되고 있다. 센서를 이용한 생체 신호 측정 기술을 이용하여, 사용자의 현재 건강 상태를 직ㆍ간접적으로 추정할 수 있을 뿐 아니라 사용자의 현재 스트레스 수준, 현재 상황(current context) 또는 상황 변화에 대한 반응(예를 들어, 단어, 문자 메시지, 또는 사진 등)을 간접적으로 추정할 수 있다. 사용자의 감정 상태는 개인의 프라이버시(privacy)에 해당되며, 따라서 사용자가 디바이스에 부여하는 권한을 통해 보호받을 수 있다.
센서를 이용하는 접촉 방식의 생체 신호 측정 기술에서는 디바이스에 권한을 부여하는 것으로 프라이버시의 보호가 충분히 가능하다. 그러나, 최근에는 UWB (Ultra Wide Band) 레이더를 포함하는 스마트 폰 등 최신의 모바일 디바이스를 이용하여 비접촉 방식(non-contact)으로 사용자의 생체 신호(예를 들어, 호흡 수, 심장 박동수 등)를 측정하는 기술이 활용되고 있다. 비접촉 방식의 생체 신호 측정 기술은 디바이스의 사용자가 아닌 다른 사람의 생체 신호를 허가 없이 측정할 수도 있으므로, 사용자가 디바이스에 권한을 부여하는 것으로는 다른 사람의 프라이버시(생체 신호)를 보호할 수 없는 문제점이 있다. 비접촉 방식으로 다른 사람의 생체 신호를 측정하기 위해서는 다른 사람에게 허가를 요청하여야 하지만, 다른 사람의 디바이스에 액세스할 수 없는 문제점도 있다.
다른 사람의 관점에서는, 비접촉 방식을 통해 외부 디바이스에 의한 생체 신호의 측정을 방지하고, 프라이버시를 보호하기 위한 방법이 필요하다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 개시는 시뮬레이션된 생체 신호를 출력하는 디바이스를 제공한다. 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스는 UWB 레이더 및 UWB 안테나를 포함하고, 비접촉 방식(non-contact)으로 사용자의 생체 신호(vital sign)를 측정하기 위하여 외부 디바이스에 의해 송신된 UWB 스캐닝 펄스를 검출(detect)하는 UWB 통신 모듈, 적어도 하나의 명령어들(instructions)를 저장하는 메모리, 및 적어도 하나의 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 UWB 통신 모듈에 의해 UWB 스캐닝 펄스가 검출됨에 따라 가상 인물(virtual person)의 생체 신호를 시뮬레이션함으로써 가상 생체 신호(virtual vital sign)를 생성할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 생체 신호와 가상 생체 신호를 조합하여 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 획득할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 UWB 안테나를 제어하여, 생체 신호 데이터를 포함하는 UWB 신호 컴포넌트(UWB signal component)를 외부 디바이스를 향하여 출력할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 개시는 디바이스가 시뮬레이션된 생체 신호를 출력하는 방법을 제공한다. 본 개시의 일 실시예에 따른 방법은 비접촉 방식(non-contact)으로 사용자의 생체 신호(vital sign)를 측정하기 위하여 외부 디바이스에 의해 송신된 UWB 스캐닝 펄스를 검출하는(detect) 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 UWB 스캐닝 펄스의 검출에 응답하여, 가상 인물(virtual person)의 생체 신호를 시뮬레이션함으로써 가상 생체 신호(virtual vital sign)를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 생체 신호와 생성된 가상 생체 신호를 조합하여 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 UWB 안테나를 이용하여, 생체 신호 데이터를 포함하는 UWB 신호 컴포넌트(UWB signal component)를 외부 디바이스를 향하여(toward) 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 개시의 일 실시예는 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
본 개시는, 다음의 자세한 설명과 그에 수반되는 도면들의 결합으로 쉽게 이해될 수 있으며, 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 디바이스가 비접촉 방식(non-contact)으로 사용자의 생체 신호를 측정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스가 외부 디바이스에 의한 UWB(Ultra Wide Band) 스캐닝 펄스를 인식하고, 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 출력하는 동작을 도시한 개념도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스의 구성 요소를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스가 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 획득하는 동작을 도시한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스가 사용자의 생체 신호의 변화에 기초하여 가상 생체 신호를 생성하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스가 사용자의 생체 신호의 변화를 보상하기 위한 시뮬레이션을 수행하여 가상 생체 신호를 생성하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8은 생체 신호 변경 전과 후의 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 도시한 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스에 의해 생성된 가상 생체 신호의 개수에 따라 외부 디바이스가 사용자의 생체 신호를 구별 가능한지 여부를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스가 생체 신호, 가상 생체 신호, 및 컨텍스트 데이터를 딜레이(delay) 처리하여 외부 디바이스로 출력하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스가 생체 신호, 가상 생체 신호, 및 컨텍스트 데이터를 딜레이(delay) 처리하여 외부 디바이스로 출력하는 동작을 도시한 도면이다.
본 명세서의 실시예들에서 사용되는 용어는 본 개시의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 실시예의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 명세서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다.
본 개시 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 본 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 개시에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 시스템"이라는 표현은, 그 시스템이 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
또한, 본 개시에서 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 개시에서, 'UWB(Ultra Wide Band) 통신'은 3.1GHz 내지 10.6GHz 사이의 초 광대역 주파수 대역을 이용하여 데이터 송수신을 수행하는 통신 방식을 의미한다. UWB 통신 네트워크는 최대 500Mbps 속도로 데이터를 송수신할 수 있다.
본 개시에서, '생체 신호(vital sign)'는 사용자의 신체 및 건강 상태를 나타내는 신호로서, '활력 징후'로 지칭될 수도 있다. 생체 신호는 예를 들어, 사람의 체온, 혈압(blood pressure), 호흡 수(respiration rate), 심장 박동수(heart rate), 또는 심박동 간격(heartbeat interval) 등의 측정값을 포함할 수 있다.
본 개시에서, '가상 인물(virtual person 또는 fake person)'은 디바이스의 사용자가 아닌, 시뮬레이션을 통해 가상으로 생성된 가짜(fake) 인물을 의미한다.
본 개시에서, '가상 생체 신호(virtual vital sign)'는 가상 인물의 생체 신호를 나타낸다. 본 개시의 일 실시예에서, 가상 생체 신호는 사용자의 생체 신호에 기초하는 시뮬레이션을 통해 생성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다. 가상 생체 신호는 예를 들어, 가상의 호흡수(virtual respiration rate), 가상의 심장 박동수(virtual heart rate), 및 가상의 심박동 간격(virtual heartbeat interval) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들을 상세하게 설명한다.
도 1은 디바이스(10)가 비접촉 방식(non-contact)으로 사용자(1)의 생체 신호를 측정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 디바이스(10)는 UWB 레이더(20), 송신 안테나(22), 및 수신 안테나(24)를 포함할 수 있다. 디바이스(10)는 UWB 레이더(20)를 이용하여 UWB 대역을 갖는 UWB 임펄스 신호(Ultra Wide Band impulse signal)(30)를 생성하고, 송신 안테나(22)를 통해 사용자(1)의 흉부에 UWB 임펄스 신호(30)를 전송할 수 있다. 전송된 UWB 임펄스 신호(30)는 사용자(1)의 신체에 의해 반사되고, 디바이스(10)는 수신 안테나(24)를 이용하여 반사된 UWB 임펄스 신호(30)를 수신할 수 있다.
사용자(1)가 호흡을 하는 경우, 흉부와 복벽(abdominal wall)의 기계적 변위(△x)가 발생되고, 전송된 UWB 임펄스 신호(30)의 피크(peak)와 수신된 UWB 임펄스 신호(40)의 피크 간의 시간 간격인 비행 시간(ToF, time of flight)에 변화가 일어난다. 디바이스(10)는 수신 안테나(24)를 통해 수신된 UWB 임펄스 신호(40)를 증폭 및 펄터링 처리하고, 시간 영역(time domain)에 대하여 기 설정된 소정의 시간 동안의 호흡 신호 내 기 설정된 소정 크기 이상의 피크(peak)의 개수, 위치, 및 인접한 피크 간 간격 중 적어도 하나 이상을 측정 및 분석하여 호흡수 정보를 획득할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 디바이스(10)는 사용자(1)의 신체로부터 반사된 수신 펄스를 메디안 필터, 칼만 필터, 또는 밴드 패스 필터 등을 이용하여 필터링하고, 수신 안테나(24)와 사용자(1)의 신체 간의 거리(D0) 및 호흡에 의해 변경되는 피크 간격(△φ)에 기초하여 호흡 수(respiratory rate)를 측정할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(10)는 수신 펄스로부터 피크 간격 변화값(△φ)을 추출하고, 밴드 패스 필터와 주파수 축 변환(예를 들어, CZT(Chirp Z-transform)) 등을 적용하여 심장 박동수를 각 거리에 대하여 추출하며, 단위 시간 당 피크 값으로부터 심장 박동수를 측정할 수 있다.
도 1에서 설명된 UWB 임펄스 신호를 이용하여 비접촉 방식으로 사용자(1)의 호흡 수 및 심장 박동수를 포함하는 생체 신호를 측정하는 방법은 예시일 뿐, 생체 신호 측정 방법이 전술한 방법으로 한정되는 것은 아니다. 본 개시에서, 디바이스(10)는 UWB 임펄스 신호를 이용하는 공지된 모든 방법을 통해 사용자(1)의 생체 신호를 측정할 수 있다.
디바이스(10)는 측정된 심장 박동수를 디스플레이할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 사용자(1)의 심장 박동수는 85bpm이지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 측정된 사용자(1)의 호흡 수를 디스플레이할 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스(100)가 외부 디바이스(200)에 의한 UWB(Ultra Wide Band) 스캐닝 펄스를 인식하고, 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 출력하는 동작을 도시한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 디바이스(100)는 UWB 통신을 통해 데이터를 송수신할 수 있는 디바이스로서, 예를 들어 UWB 통신 모듈(110)를 포함하는 스마트 폰 또는 태블릿 PC일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 디바이스(100)는 UWB 통신 기능을 포함하는 노트북 컴퓨터(laptop computer), 데스크 탑 PC, 스마트 TV, 전자책 단말기, 디지털 방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 또는 캠코더 등으로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 디바이스(100)는 스마트 워치(예를 들어, 삼성 갤럭시 워치, 삼성 핏 등) 또는 무선 이어폰(예를 들어, 삼성 갤럭시 버즈 등)과 같이 사용자(1)가 신체 일부에 착용하는 웨어러블 디바이스로 구현될 수 있다.
UWB 통신 모듈(110)은 3.1GHz 내지 10.6GHz 사이의 초 광대역 주파수 대역을 이용하여 데이터 송수신을 수행하도록 구성되는 하드웨어 통신 모듈로서, UWB 레이더(112, 도 3 참조) 및 UWB 안테나(114, 도 3 참조)를 포함할 수 있다. 외부 디바이스(200)는 UWB 통신 모듈(210)을 포함하고, 비접촉 방식으로 디바이스(100)의 사용자(1)의 생체 신호를 획득하기 위해, UWB 통신 모듈(210)을 이용하여 UWB 스캐닝 펄스(Ultra Wide Band scanning pulse)를 사용자(1)의 신체에 송신할 수 있다 (동작 ①). 디바이스(100)는 UWB 레이더(112)를 이용하여 외부 디바이스(200)에 의해 송신된 UWB 스캐닝 펄스를 검출할 수 있다.
디바이스(100)는 UWB 스캐닝 펄스가 검출된 경우, 사용자(1)의 생체 신호(101)가 외부 디바이스(200)로 전송되지 않도록 생체 신호(101)를 포함하는 UWB 신호 컴포넌트(Ultra Wide Band signal component)의 출력을 차단할 수 있다 (동작 ②). 디바이스(100)는 실존하지 않는 가상의 인물(virtual person 또는 fake person)의 생체 신호를 시뮬레이션함으로써 가상 생체 신호(virtual vital sign)를 생성할 수 있다. '가상 생체 신호'는 예를 들어, 가상의 호흡수(virtual respiration rate), 가상의 심장 박동수(virtual heart rate), 또는 가상의 심박동 간격(virtual heartbeat interval) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 사용자의 생체 신호(101)에 기초하는 시뮬레이션을 통해 가상 생체 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(100)는 사용자의 생체 신호(101)를 변조, 가공, 또는 수정하는 시뮬레이션을 수행하여 가상 생체 신호를 생성할 수 있다.
디바이스(100)는 생성된 가상 생체 신호를 포함하는 시뮬레이션된 생체 신호 데이터(102)를 외부 디바이스(200)를 향하여(toward) 출력할 수 있다 (동작 ③). 시뮬레이션된 생체 신호 데이터(102)는 사용자(1)의 생체 신호(101) 및 생성된 가상 생체 신호를 포함할 수 있다. 디바이스(100)는 시뮬레이션된 생체 신호 데이터(102)를 포함하는 UWB 신호 컴포넌트를 UWB 안테나(114, 도 3 참조)를 이용하여 외부 디바이스(200)에 출력할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 시뮬레이션된 생체 신호 데이터(102)는 생체 신호(101) 및 가상 생체 신호 뿐만 아니라, 컨텍스트 데이터(context data)를 더 포함할 수 있다. 컨텍스트 데이터는 디바이스(100) 및 외부 디바이스(200)의 주변의 환경 또는 상황에 관한 정보로서, 예를 들어 소리, 진동, 조명, 또는 대기압(atmospheric pressure) 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함할 수 있다.
최근에는 도 2에 도시된 바와 같이, UWB (Ultra Wide Band) 레이더를 포함하는 스마트 폰 등 외부 디바이스(200)에 의해 비접촉 방식으로 디바이스(100)의 사용자(1)의 생체 신호(예를 들어, 호흡 수, 심장 박동수 등)가 측정될 수 있다. 비접촉 방식의 생체 신호 측정 기술은 디바이스(100)의 사용자(1)가 아닌 다른 사람(예를 들어, 외부 디바이스(200)의 사용자(2))이 허가 없이 사용자(1)의 생체 신호를 측정할 수도 있으므로, 사용자(1)는 자신의 프라이버시를 보호하기 위하여 생체 신호(101)가 외부 디바이스(200)로 유출되는 것을 막을 필요가 있다. 또한, 사용자(1)는 디바이스(100)의 UWB 통신 모듈을 통해 외부 디바이스(200)에 통신 간섭을 일으키는 노이즈 신호를 출력함으로써 생체 신호(101)의 유출을 방지할 수도 있다. 그러나, 노이즈 신호는 UWB 통신의 간섭을 일으키고, 정상적인 UWB 레이더의 기능을 손상시킬 수 있으므로 법적으로 허용된 데이터 교환을 방해할 수도 있다.
본 개시는 UWB(Ultra Wide Band) 신호를 통해 비접촉 방식(non-contact)으로 사용자의 생체 신호(101)를 획득하려는 외부 디바이스(200)로부터 사용자의 생체 신호(101)를 보호하기 위하여 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 출력하는 디바이스(100) 및 그 동작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 2에 도시된 실시예에 따른 디바이스(100)는 외부 디바이스(200)에 의해 비접촉 방식으로 사용자의 생체 신호(101)를 획득하기 위한 UWB 스캐닝 펄스가 감지되는 경우, 가상 인물의 생체 신호를 시뮬레이션하여 가상 생체 신호를 생성하고, 사용자의 생체 신호(101)와 가상 생체 신호를 포함하는 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 UWB 안테나(114, 도 3 참조)를 통해 출력함으로써, 외부 디바이스(200)가 사용자(1)의 생체 신호를 측정하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스(100)는 호흡 수, 심장 박동수, 또는 심박동 간격 등 사용자(1)의 개인 정보를 외부 디바이스(200)로부터 보호할 수 있고, 보안을 강화할 수 있는 기술적 효과를 제공한다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스(100)는 정상적인 UWB 데이터 통신에 간섭을 일으키지 않고, 법적으로 허용되는 범위 내에서 생체 신호(101)의 유출을 방지할 수 있는 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 출력하는 바, 외부 디바이스(200)의 UWB 통신 모듈(210)의 기능을 손상시키지 않을 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스(100)의 구성 요소를 도시한 블록도이다.
본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스(100)는 스마트 폰 또는 태블릿 PC일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 디바이스(100)는 노트북 컴퓨터(laptop computer), 데스크 탑 PC, 스마트 TV, 전자책 단말기, 디지털 방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 캠코더, 또는 웨어러블 디바이스(wearable device) 등으로 구현될 수도 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 증강 현실 디바이스로 구현될 수도 있다. 본 개시에서 '증강 현실 디바이스(augmented reality device)'는 증강 현실을 표현할 수 있는 장치로서, 일반적으로 사용자가 안면부(顔面部)에 착용하는 안경 형상의 증강 현실 안경 장치(Augmented Reality Glasses) 뿐만 아니라, 두부(頭部)에 착용하는 헤드 마운트 디스플레이 장치 (HMD: Head Mounted Display Apparatus) 또는 증강 현실 헬멧(Augmented Reality Helmet) 등을 포괄한다.
도 3을 참조하면, 디바이스(100)는 UWB 통신 모듈(110), 프로세서(120), 및 메모리(130)를 포함할 수 있다. UWB 통신 모듈(110), 프로세서(120), 및 메모리(130)는 각각 전기적 및/또는 물리적으로 서로 연결될 수 있다.
도 3에 도시된 구성 요소는 본 개시의 일 실시예에 따른 것일 뿐, 디바이스(100)가 포함하고 있는 구성 요소가 도 3에 도시된 바와 같이 한정되는 것은 아니다. 디바이스(100)는 도 3에 도시된 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있고, 도 3에 도시되지 않은 구성 요소를 더 포함할 수도 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 가속도 센서(accelerometer), 각속도 센서(angular velocity sensor), 및 자이로 센서(gyroscope)를 포함하고, 디바이스(100)의 이동 속도, 방향, 각도, 및 중력 가속도를 측정하도록 구성되는 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서(150, 도 11 참조)를 더 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 사용자에 의한 음성 또는 외부의 객체로부터 방출되는 소리를 획득하고, 획득된 음성 또는 소리를 오디오 신호로 변환하는 마이크(microphone)(140, 도 11 참조)를 더 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 외부 환경의 조도를 측정하는 조도 센서(160, 도 11 참조)를 더 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 휴대용 디바이스로 구성되고, UWB 통신 모듈(110) 및 프로세서(120)에 구동 전력을 공급하는 배터리를 더 포함할 수 있다.
UWB 통신 모듈(110)는 3.1GHz 내지 10.6GHz 사이의 초 광대역 주파수 대역을 이용하여 데이터 송수신을 수행하는 하드웨어 통신 장치로 구성된다. UWB 통신 모듈(110)은 최대 500Mbps 속도로 데이터를 송수신할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, UWB 통신 모듈(110)은 UWB 레이더(112) 및 UWB 안테나(114)를 포함할 수 있다.
UWB 레이더(Ultra Wide Band radar)(112)는 초 광대역 주파수의 전파를 방사하고, 대상체로부터 반사된 반사파를 수신함으로써, 대상체의 존재 유무, 위치, 거리, 속도, 또는 상태 등을 확인 및 검출하는 통신 장치로 구성된다. 본 개시의 일 실시예에서, UWB 레이더(112)는 사용자의 신체(예를 들어, 흉부)에 UWB 임펄스 신호를 송신하고, 신체로부터 반사된 반사 신호를 수신할 수 있다. UWB 레이더(112)는 수신된 반사 신호를 프로세서(120)에 제공하고, 프로세서(120)는 반사 신호를 증폭 및 필터링 처리하고, 시간 영역(time domain)에서의 신호를 주파수 영역(frequency domain)의 신호로 변환하며, 변환된 신호를 이용하여 사용자의 호흡 수 또는 심장 박동수 등 생체 신호를 획득할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, UWB 레이더(112)는 비접촉 방식으로 사용자의 생체 신호를 획득하기 위하여 외부 디바이스(200, 도 2 참조)에 의해 송신된 UWB 스캐닝 펄스를 검출할 수 있다.
UWB 안테나(114)는 UWB 신호 컴포넌트(Ultra Wide Band signal component)를 외부로 전송하거나, 또는 외부로부터 UWB 신호를 수신하는 안테나이다. UWB 안테나(114)는 송신 안테나(114Tx, 도 11 참조) 및 수신 안테나(114Rx, 도 11 참조)를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 송신 안테나(114Tx)는 적어도 하나의 안테나 엘리먼트를 포함하고, 적어도 하나의 안테나 엘리먼트를 이용하여 외부의 대상체 또는 외부 디바이스에 UWB 신호 컴포넌트를 전송할 수 있다. 송신 안테나(114Tx)가 복수의 안테나 엘리먼트를 포함하는 경우, 복수의 안테나 엘리먼트는 패치 안테나(patch antenna)로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
UWB 안테나(114)는 외부 디바이스가 UWB 신호를 수신할 수 있는 경우, 송신 안테나(114Tx)를 이용하여 레인징 요청 메시지(poll message)를 전송하고, 수신 안테나(114Rx)를 통해 레인징 요청 신호에 응답하여 외부 디바이스로부터 수신된 응답 메시지(response message)를 수신할 수 있다. 프로세서(120)는 레인징 요청 메시지와 응답 메시지 간의 시간 차이를 이용하는 TOA(Time of Arrival) 또는 TDOA(Time Difference of Arrival) 방법을 통해 외부 디바이스의 위치 정보를 획득할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 프로세서(120)는 디바이스(100)와 외부 디바이스 간의 상대적 거리에 관한 정보인 레인징 정보(Ranging) 및 외부 디바이스의 방향 정보인 AOA 정보(Arrival of Angle)를 획득할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, UWB 안테나(114)는 프로세서(120)에 의해 제공된 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 외부 디바이스를 향하여(toward) 출력할 수 있다. 전술한 바와 같이 외부 디바이스가 UWB 통신을 수행 가능하고, 외부 디바이스로부터 응답 메시지를 수신한 경우 프로세서(120)는 외부 디바이스의 위치를 파악할 수 있다. 이 경우, UWB 안테나(114)는 외부 디바이스의 위치 정보를 이용하여, 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 외부 디바이스에 전송할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, UWB 안테나(114)는 시뮬레이션된 생체 신호 데이터 뿐만 아니라, 마이크, IMU 센서, 또는 조도 센서 등을 통해 획득된 컨텍스트 데이터를 외부 디바이스에 전송할 수 있다.
프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 프로그램의 하나 이상의 명령어들(instructions)을 실행할 수 있다. 프로세서(120)는 산술, 로직 및 입출력 연산과 시그널 프로세싱을 수행하는 하드웨어 구성 요소로 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit), 마이크로 프로세서(microprocessor), 그래픽 프로세서(Graphic Processing Unit), ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), 및 FPGAs(Field Programmable Gate Arrays) 중 적어도 하나로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)가 스마트 폰 또는 태블릿 PC 등 모바일 디바이스인 경우, 프로세서(120)는 애플리케이션 프로세서(Application Processor)로 구현될 수 있다.
도 3에는 프로세서(120)가 하나의 엘리먼트로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 프로세서(120)는 하나 또는 하나 이상의 복수 개로 구성될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 프로세서(120)는 인공 지능(Artificial Intelligence; AI) 학습을 수행하는 AI 프로세서를 포함할 수 있다. 이 경우, AI 프로세서는 인공지능(AI) 모델을 이용하여 사용자의 생체 정보를 변조, 가공, 또는 수정함으로써 가상 생체 신호를 생성할 수 있다. AI 프로세서는, 인공 지능(AI)을 위한 전용 하드웨어 칩 형태로 제작될 수도 있고, 또는 기존의 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor) 또는 그래픽 전용 프로세서(예: GPU)의 일부로 제작되어 디바이스(100) 내의 프로세서(120)에 탑재될 수 있다.
메모리(130)는 예를 들어, 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 또는 광 디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체로 구성될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 메모리(130)는 네트워크를 통해 접속 가능하고, 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage) 또는 클라우드 서버로 구현될 수도 있다. 이 경우, 디바이스(100)는 와이파이(WiFi) 또는 이동 통신 네트워크를 통해 데이터 통신을 수행하도록 구성되는 무선 통신 모듈을 더 포함하고, 무선 통신 모듈을 통해 웹 스토리지 또는 클라우드 서버와 통신 연결하고, 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
메모리(130)에는 디바이스(100)가 외부 디바이스에 의해 송신된 UWB 스캐닝 펄스를 검출하고, UWB 스캐닝 펄스의 검출에 응답하여 가상 인물의 생체 신호를 시뮬레이션함으로써 가상 생체 신호를 생성하며, 사용자의 생체 신호와 가상 생체 신호를 조합하여 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 획득하고, 획득된 생체 신호 데이터를 출력하는 동작을 수행하기 위한 명령어들 또는 프로그램 코드가 저장될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 메모리(130)에는 프로세서(120)에 의해 판독될 수 있는 명령어들(instructions), 알고리즘(algorithm), 데이터 구조, 프로그램 코드(program code), 또는 애플리케이션 프로그램(application program) 중 적어도 하나가 저장될 수 있다. 메모리(130)에 저장되는 명령어들, 알고리즘, 데이터 구조, 또는 프로그램 코드는 예를 들어, C,　C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다.
이하의 실시예들은, 프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 명령어들 또는 프로그램 코드들을 실행함으로써 구현될 수 있다.
프로세서(120)는 UWB 통신 모듈(110)을 통해 사용자의 호흡 수, 심장 박동수, 또는 심박동 간격 중 적어도 하나를 포함하는 생체 신호를 획득할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 사용자의 생체 신호는 호흡 수, 심장 박동수, 또는 심박동 간격을 포함할 수 있다. 디바이스(100)가 UWB 신호를 이용하여 비접촉 방식으로 사용자의 생체 신호를 획득하는 구체적인 방법은 도 1에서 설명한 방법도 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다. 그러나, 디바이스(100)가 UWB 신호를 이용하는 비접촉 방식으로 사용자의 생체 신호를 획득하는 것으로 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 심박수 센서 또는 호흡 모니터링 센서 등을 더 포함하고, 심박수 센서 또는 호흡 모니터링 센서를 이용하여 사용자의 호흡 수, 심장 박동수, 또는 심박동 간격 중 적어도 하나를 포함하는 생체 신호를 획득할 수 있다.
프로세서(120)는 UWB 통신 모듈(110)의 UWB 레이더(112)를 통해 외부 디바이스에 의해 송신된 UWB 스캐닝 펄스를 검출한 경우, 가상 인물(virtual person 또는 fake person)의 생체 신호를 시뮬레이션함으로써 가상 생체 신호(virtual vital sign)를 생성할 수 있다. 프로세서(120)는 사용자의 생체 신호를 변조, 가공, 또는 수정하는 시뮬레이션을 수행함으로써 가상 생체 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 단위 시간 당 호흡 수를 증가 또는 감소시키거나, 단위 시간 당 심장 박동수를 증가 또는 감소시키는 시뮬레이션을 통해 가상 생체 신호를 생성할 수 있다. 다른 예를 들어, 프로세서(120)는 사용자의 심박동 간격을 늘이거나 또는 줄이는 시뮬레이션을 통해 가상 생체 신호를 생성할 수 있다. 가상 생체 신호는 존재하지 않는 가상의 인물의 생체 신호로서, 예를 들어, 가상의 호흡수(virtual respiration rate), 가상의 심장 박동수(virtual heart rate), 또는 가상의 심박동 간격(virtual heartbeat interval) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
프로세서(120)는 사용자의 생체 신호 및 컨텍스트 정보를 이용하는 시뮬레이션을 수행함으로써, 가상 생체 신호를 생성할 수 있다. 컨텍스트 정보는 디바이스(100) 및 외부 디바이스의 주변의 환경 또는 상황에 관한 정보를 의미한다. 컨텍스트 정보는 예를 들어, 소리, 진동, 조명, 또는 대기압(atmospheric pressure) 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 마이크를 더 포함하고, 마이크를 이용하여 사용자의 음성 또는 외부 환경에서의 객체에 의해 발생된 소리를 획득할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 IMU 센서를 더 포함하고, IMU 센서를 이용하여 외부로부터의 진동 또는 디바이스(100)의 진동을 인식할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 조도 센서를 더 포함하고, 조도 센서를 이용하여 외부 환경의 조도를 측정할 수 있다. 프로세서(120)는 컨텍스트 정보에 기초하여 사용자의 생체 신호를 변조, 가공, 또는 수정하는 시뮬레이션을 통해 가상 생체 신호를 생성할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 프로세서(120)는 기 학습된(pre-trained) 인공지능 모델을 통해 컨텍스트 정보, 예를 들어, 소리, 진동, 조도 변화 등 상황에서의 생체 신호가 어떻게 변화되는지를 예측하고, 예측 결과에 따라 가상 생체 신호를 생성할 수 있다.
프로세서(120)는 UWB 통신 모듈(110)을 통해 사용자의 생체 신호의 변화를 감지할 수 있다. 예를 들어, 시간에 흐름에 따라 사용자의 호흡 수가 증가 또는 감소되거나, 사용자의 심장 박동수가 증가 또는 감소될 수 있다. 프로세서(120)는 생체 신호의 변화율에 관한 정보를 획득할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 프로세서(120)는 사용자의 호흡 수 또는 심장 박동수의 단위 시간 당 증가율 또는 감소율을 산출할 수 있다. 프로세서(120)는 감지된 생체 신호의 변화를 이용하는 시뮬레이션을 통해 생체 신호를 보상하는 가상 생체 신호를 생성할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 프로세서(120)는 시간의 흐름에 따른 생체 신호의 증가율 또는 감소율에 기초하여 가상 생체 신호를 감소 또는 증가시키는 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 시간의 흐름에 따른 생체 신호의 증가율 값과 동일한 값으로 가상 생체 신호를 감소시키는 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 시간의 흐름에 따른 생체 신호의 감소율 값과 동일한 값으로 가상 생체 신호를 증가시키는 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 프로세서(120)가 생체 신호의 변화율에 기초하여 가상 생체 신호를 생성하는 구체적인 방법에 대해서는 도 6 내지 도 8에서 상세하게 설명하기로 한다.
프로세서(120)는 복수의 가상 인물의 생체 신호를 시뮬레이션함으로써, 서로 다른 값을 갖는 복수의 가상 생체 신호를 생성할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 프로세서(120)는 시뮬레이션을 복수회 수행하여, 복수의 가상의 호흡 수, 복수의 가상의 심장 박동수, 또는 복수의 가상의 심박동 간격을 생성할 수 있다.
프로세서(120)는 생성된 가상 생체 신호와 사용자의 생체 신호를 조합하여 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 획득할 수 있다. 프로세서(120)는 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 포함하는 UWB 신호 컴포넌트(Ultra Wide Band signal component)를 생성하고, UWB 안테나(114)를 이용하여 UWB 신호 컴포넌트를 출력할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 프로세서(120)는 생체 신호 데이터에 노이즈 신호(noise)를 추가함으로써 UWB 신호 컴포넌트를 생성할 수도 있다.
프로세서(120)는 외부 디바이스를 향하여 UWB 신호 컴포넌트를 출력할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 외부 디바이스가 UWB 통신 네트워크를 통해 데이터 송수신이 가능한 경우, 프로세서(120)는 UWB 안테나(114)의 수신 안테나를 통해 외부 디바이스로부터 수신된 응답 메시지에 기초하여 외부 디바이스의 위치 정보를 획득하고, 획득된 위치 정보를 이용하여 외부 디바이스에 UWB 신호 컴포넌트를 전송할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 마이크, IMU 센서, 및 조도 센서 중 적어도 하나를 포함하고, 마이크, IMU 센서, 및 조도 센서 중 적어도 하나를 이용하여 외부 환경에 관한 컨텍스트 데이터를 획득할 수 있다. 컨텍스트 데이터는 예를 들어, 소리, 진동, 조명, 또는 대기압(atmospheric pressure) 중 적어도 하나에 관하여 측정된 데이터를 포함할 수 있다. 프로세서(120)는 사용자의 생체 신호, 가상 생체 신호, 및 컨텍스트 데이터를 기 설정된 시간만큼 딜레이(delay) 처리하여 외부 디바이스로 출력하도록 UWB 안테나(114)를 제어할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 프로세서(120)는 생체 신호, 가상 생체 신호, 및 컨텍스트 데이터 각각에 서로 다른 지연 시간(delay time)을 적용하여 딜레이 처리하고, UWB 안테나(114)를 통해 출력되는 타이밍을 제어할 수 있다. 프로세서(120)가 생체 신호, 가상 생체 신호, 및 컨텍스트 데이터를 딜레이 처리하여 외부 디바이스로 출력하는 구체적인 실시예에 대해서는 도 10 및 도 11에서 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스(100)의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
단계 S410에서, 디바이스(100)는 사용자의 생체 신호를 측정하기 위하여 외부 디바이스에 의해 송신된 UWB 스캐닝 펄스를 검출한다. 외부 디바이스는 UWB 통신 모듈을 포함하고, 비접촉 방식(non-contact)으로 디바이스(100)의 사용자의 생체 신호를 획득하기 위해, UWB 통신 모듈을 이용하여 UWB 스캐닝 펄스(Ultra Wide Band scanning pulse)를 사용자의 신체에 송신할 수 있다. 디바이스(100)는 UWB 레이더(112, 도 3 참조)를 이용하여 외부 디바이스에 의해 송신된 UWB 스캐닝 펄스를 검출할 수 있다.
단계 S420에서, 디바이스(100)는 UWB 스캐닝 펄스의 검출에 응답하여, 가상 인물(virtual person 또는 fake person)의 생체 신호를 시뮬레이션하여 가상 생체 신호(virtual vital sign)를 생성한다. 본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 사용자의 생체 신호를 변조, 가공, 또는 수정하는 시뮬레이션을 수행함으로써 가상 생체 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(100)는 단위 시간 당 호흡 수를 증가 또는 감소시키거나, 단위 시간 당 심장 박동수를 증가 또는 감소시키는 시뮬레이션을 통해 가상 생체 신호를 생성할 수 있다. 다른 예를 들어, 디바이스(100)는 사용자의 심박동 간격을 늘이거나 또는 줄이는 시뮬레이션을 통해 가상 생체 신호를 생성할 수 있다. 가상 생체 신호는 존재하지 않는 가상의 인물의 생체 신호로서, 예를 들어, 가상의 호흡수(virtual respiration rate), 가상의 심장 박동수(virtual heart rate), 또는 가상의 심박동 간격(virtual heartbeat interval) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 사용자의 생체 신호 및 컨텍스트 정보를 이용하는 시뮬레이션을 수행함으로써, 가상 생체 신호를 생성할 수 있다. 컨텍스트 정보는 디바이스(100) 및 외부 디바이스의 주변의 환경 또는 상황에 관한 정보를 의미한다. 컨텍스트 정보는 예를 들어, 소리, 진동, 조명, 또는 대기압(atmospheric pressure) 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함할 수 있다. 디바이스(100)는 컨텍스트 정보에 기초하여 사용자의 생체 신호를 변조, 가공, 또는 수정하는 시뮬레이션을 통해 가상 생체 신호를 생성할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 기 학습된(pre-trained) 인공지능 모델을 이용하여 컨텍스트 정보, 예를 들어, 소리, 진동, 조도 변화 등 상황에서의 생체 신호가 어떻게 변화되는지를 예측하고, 예측 결과에 따라 가상 생체 신호를 생성할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 복수의 가상 인물의 생체 신호를 시뮬레이션함으로써, 서로 다른 값을 갖는 복수의 가상 생체 신호를 생성할 수 있다. 디바이스(100)는 시뮬레이션을 복수회 수행하여, 복수의 가상의 호흡 수, 복수의 가상의 심장 박동수, 또는 복수의 가상의 심박동 간격을 생성할 수 있다.
단계 S430에서, 디바이스(100)는 생체 신호와 생성된 가상 생체 신호를 조합하여 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 획득한다. 본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 생체 신호 및 가상 생체 신호의 조합으로 구성된 생체 신호 데이터에 노이즈 신호를 부가할 수 있다.
단계 S440에서, 디바이스(100)는 UWB 안테나(114, 도 3 참조)를 이용하여, 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 포함하는 UWB 신호 컴포넌트(Ultra Wide Band signal component)를 외부 디바이스를 향하여 출력한다. 본 개시의 일 실시예에서, 외부 디바이스가 UWB 통신 네트워크를 통해 데이터 송수신이 가능한 경우, 디바이스(100)는 UWB 안테나(114)의 수신 안테나를 통해 외부 디바이스로부터 수신된 응답 메시지에 기초하여 외부 디바이스의 위치 정보를 획득하고, 획득된 위치 정보를 이용하여 외부 디바이스에 UWB 신호 컴포넌트를 전송할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스(100)가 시뮬레이션된 생체 신호 데이터(520)를 획득하는 동작을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 디바이스(100)는 UWB 신호를 이용하여 비접촉 방식으로 사용자의 생체 신호(500)를 획득할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 사용자의 생체 신호(500)는 시간의 흐름에 따른 사용자의 호흡 수(502) 및 심장 박동수(504)를 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 사용자의 생체 신호(500)는 사용자의 혈압 또는 심박동 간격(heartbeat interval)을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 UWB 레이더(112, 도 3 참조)를 이용하여 초 광대역을 갖는 UWB 임펄스 신호(Ultra Wide Band impulse signal)를 생성하고, UWB 안테나(114, 도 3 참조)를 이용하여 사용자의 흉부에 UWB 임펄스 신호를 전송할 수 있다. 전송된 UWB 임펄스 신호는 사용자의 신체에 의해 반사되고, 디바이스(100)는 UWB 안테나(114)를 이용하여 반사된 UWB 임펄스 신호를 수신할 수 있다. 디바이스(100)는 사용자의 호흡에 의해 흉부와 복벽(abdominal wall)에서 발생되는 기계적 변위에 따른 UWB 임펄스 신호의 비행 시간(time of flight) 변화에 기초하여 사용자의 호흡 수(502)에 관한 정보를 획득할 수 있다. 디바이스(100)는 수신된 UWB 임펄스 신호의 피크 간격 변화값을 추출하고, 필터링 및 주파수 축 변환 등을 적용하여 사용자의 심장 박동수(504)에 관한 정보를 획득할 수 있다. 디바이스(100)가 사용자의 호흡 수(502) 및 심장 박동수(504)를 측정하는 구체적인 방법은 도 1에서 설명된 방법과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
그러나, 본 개시의 생체 신호 획득 방법이 전술한 비접촉 방식으로 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 다른 실시예에서, 디바이스(100)는 호흡수 모니터링 센서 또는 심장 박동수 센서를 이용하여 접촉 방식으로 사용자의 호흡 수(502) 및 심장 박동수(504)를 포함하는 생체 신호(500)를 획득할 수 있다.
도 5에서 디바이스(100)가 사용자의 생체 신호를 획득하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 일 실시예에서, 사용자의 생체 신호(500)는 디바이스(100)의 메모리(130, 도 3 참조) 내의 저장공간 내에 미리 저장되어 있을 수도 있다.
디바이스(100)는 가상 인물(virtual person 또는 fake person)의 생체 신호를 시뮬레이션함으로써 가상 생체 신호(virtual vital sign)(510)를 생성할 수 있다. 디바이스(100)의 프로세서(120, 도 3 참조)는 사용자의 생체 신호(500)를 변조, 가공, 또는 수정하는 시뮬레이션을 수행함으로써 가상 생체 신호(510)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 사용자의 생체 신호(500) 중 단위 시간 당 호흡 수(502)를 증가 또는 감소시키거나, 단위 시간 당 심장 박동수(504)를 증가 또는 감소시키는 시뮬레이션을 통해 가상 생체 신호(510)를 생성할 수 있다. 도 5에 도시된 실시예에서, 프로세서(120)는 생체 신호(500) 중 호흡 수(502)의 주기(period)를 증가시킴으로써 단위 시간 당 호흡 수를 감소시키는 변조를 통해 가상 호흡 수(512)를 생성할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 생체 신호(500) 중 심장 박동수(504)의 주기를 감소시킴으로써 단위 시간 당 심장 박동수를 증가시키는 변조를 통해 가상 심장 박동수(514)를 생성할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 사용자의 생체 신호(500) 및 컨텍스트 정보를 이용하는 시뮬레이션을 수행함으로써, 가상 생체 신호(510)를 생성할 수 있다. 컨텍스트 정보는 디바이스(100) 및 외부 디바이스의 주변의 환경 또는 상황에 관한 정보를 의미한다. 컨텍스트 정보는 예를 들어, 소리, 진동, 조명, 또는 대기압(atmospheric pressure) 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함할 수 있다. 디바이스(100)의 프로세서(120)는 컨텍스트 정보에 기초하여 사용자의 생체 신호를 변조, 가공, 또는 수정하는 시뮬레이션을 통해 가상 생체 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(100)의 IMU 센서에 의해 외부로부터의 진동이 인식되거나, 또는 마이크를 통해 외부로부터의 소음이 획득되는 경우, 프로세서(120)는 사용자의 생체 신호(500) 중 심장 박동수(504)의 주기를 감소시키는 시뮬레이션을 수행하여 단위 시간 당 심장 박동수를 증가된 가상 심장 박동수(514)를 생성할 수 있다. 다른 예를 들어, 디바이스(100)의 조도 센서에 의해 외부 환경의 조도값이 낮아진 것을 인식한 경우, 프로세서(120)는 사용자의 생체 신호(500) 중 호흡 수(502)의 주기를 증가시키는 시뮬레이션을 수행하여 단위 시간 당 호흡 수가 감소된 가상 호흡 수(512)를 생성할 수 있다.
디바이스(100)는 사용자의 생체 신호(500)와 가상 인물의 가상 생체 신호(510)를 조합하여 시뮬레이션된 생체 신호 데이터(520)를 획득할 수 있다. 시뮬레이션된 생체 신호 데이터(520)는 사용자의 실제 호흡 수(502), 실제 심장 박동수(504), 가상 인물의 가상 호흡 수(512), 및 가상 심장 박동수(514)를 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 생체 신호(500) 및 가상 생체 신호(510) 뿐만 아니라, 노이즈 신호를 추가하여 생체 신호 데이터(520)를 획득할 수도 있다.
도 5에는 하나의 가상 호흡 수(512) 및 하나의 가상 심장 박동수(514)를 포함하는 하나의 가상 생체 신호(510)만이 도시되었으나, 본 개시의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 일 실시예에서, 가상 생체 신호(510)는 두 개 이상의 복수 개일 수 있고, 이 경우 시뮬레이션된 생체 신호 데이터(520)는 사용자의 생체 신호(500) 및 복수의 가상 생체 신호(510)를 포함할 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스(100)가 사용자의 생체 신호의 변화에 기초하여 가상 생체 신호를 생성하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6에 도시된 단계 S610 및 S620은 도 4에 도시된 단계 S420을 구체화한 단계들이다. 도 6의 단계 S610은 도 4에 도시된 단계 S410이 수행된 이후에 수행될 수 있다. 도 6의 단계 S620이 수행된 이후에는 도 4에 도시된 단계 S430이 수행될 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스(100)가 사용자의 생체 신호(700)의 변화를 보상하기 위한 시뮬레이션을 수행하여 가상 생체 신호(710)를 생성하는 방법을 도시한 흐름도이다.
이하에서는, 도 6 및 도 7을 함께 참조하여 디바이스(100)가 사용자의 생체 신호(700)의 변화에 따라 가상 생체 신호(710)를 생성하는 동작을 설명하기로 한다.
도 6의 단계 S610에서, 디바이스(100)는 사용자의 생체 신호의 변화를 감지한다. 도 7을 함께 참조하면, 사용자의 생체 신호(700)는 시간의 흐름에 따른 호흡 수(702) 및 심장 박동수(704)를 포함할 수 있다. 생체 신호의 변화가 발생된 후의 사용자의 생체 신호(720)를 참조하면, 호흡 수(722)는 변화 전의 호흡 수(702)에 비하여 주기가 감소하고, 단위 시간 당 호흡 수는 증가되었다. 또한, 생체 신호의 변화가 발생된 후의 사용자의 심장 박동수(724)는 변화 전의 심장 박동수(704)과 비교하여 실질적인 차이는 없지만, 시간 영역(time domain)에서 주기가 이동(shift)되었다. 도 7에 도시된 것과는 달리, 심장 박동수(724)는 변화 전의 심장 박동수(704)와 비교하여 주기가 감소되고, 단위 시간 당 심장 박동수가 증가될 수 있다.
디바이스(100)의 프로세서(120, 도 3 참조)는 변화 전의 사용자의 생체 신호(700) 및 변화 후의 사용자의 생체 신호(720)의 차이에 기초하여, 생체 신호의 변화율에 관한 정보를 획득할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 프로세서(120)는 시간 영역에서의 사용자의 호흡 수(702) 또는 심장 박동수(704)의 주기(period)의 변화율에 관한 정보를 획득하고, 획득된 주기의 변화율에 기초하여 호흡 수(702) 또는 심장 박동수(704)의 단위 시간 당 증가율 또는 감소율을 산출할 수 있다.
도 6의 단계 S620을 참조하면, 디바이스(100)는 감지된 생체 신호의 변화를 이용하는 시뮬레이션을 통해 생체 신호의 변화를 보상하는 가상 생체 신호를 생성한다. 본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 감지된 생체 신호의 증가율 또는 감소율을 산출하고, 시간의 흐름에 따른 생체 신호의 증가율 또는 감소율에 기초하여 가상 생체 신호를 감소 또는 증가시키는 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 도 7을 함께 참조하면, 디바이스(100)는 생체 신호(700)의 변화를 상쇄하기 위하여, 생체 신호(700)의 증가율 또는 감소율의 값과 동일한 값으로 가상 생체 신호(710)를 감소 또는 증가시키는 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 생체 신호(700)의 변화 전의 가상 생체 신호(710)는 가상 호흡 수(712) 및 가상 심장 박동수(714)를 포함할 수 있다. 디바이스(100)의 프로세서(120)는 단계 S610에서 산출된 단위 시간 당 호흡 수(702) 또는 심장 박동수(704)의 증가율 또는 감소율과 동일한 값으로 가상 생체 신호(710)의 단위 시간 당 가상 호흡 수(712) 또는 가상 심장 박동수(714)를 감소 또는 증가시킬 수 있다. 시뮬레이션을 통해 프로세서(120)는 변화 후의 가상 생체 신호(730)를 획득할 수 있다.
도 7에 도시된 실시예에서, 생체 신호(700)의 호흡 수(702)의 주기가 감소하고, 단위 시간 당 호흡 수(702)가 증가되었으므로, 프로세서(120)는 생체 신호의 변화 후의 호흡 수(722)의 주기와 변화 전의 호흡 수(702)의 주기의 차이에 기초하여 단위 시간 당 호흡 수의 증가율을 산출하고, 단위 시간 당 호흡 수의 증가율과 동일한 값으로 가상 생체 신호(710)의 단위 시간 당 가상 호흡 수(712)를 감소시킬 수 있다. 단위 시간 당 가상 호흡 수(712)가 감소됨에 따라 변화 후의 시간 영역에서의 가상 호흡 수(732)의 주기는 증가될 수 있다. 마찬가지로, 생체 신호(700)의 변화에 의해 단위 시간 당 심장 박동수(704)가 증가한 경우, 프로세서(120)는 단위 시간 당 심장 박동수(704)의 증가율을 산출하고, 산출된 증가율과 동일한 값으로 가상 생체 신호(710)의 단위 시간 당 가상 심장 박동수(714)를 감소시킬 수 있다. 단위 시간 당 가상 심장 박동수(714)가 감소됨에 따라 변화 후의 시간 영역에서의 가상 심장 박동수(734)의 주기는 증가될 수 있다.
도 7과 반대의 예로, 생체 신호(700)의 변화로 인하여 호흡 수(702)의 주기가 증가하고, 단위 시간 당 호흡 수(702)가 감소하는 경우, 프로세서(120)는 생체 신호의 변화 후의 호흡 수(722)의 주기와 변화 전의 호흡 수(702)의 주기의 차이에 기초하여 단위 시간 당 호흡 수의 감소율을 산출하고, 산출된 감소율과 동일한 값으로 가상 생체 신호(710)의 단위 시간 당 가상 호흡 수(712)를 증가시킬 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 실시예에 따른 디바이스(100)는 사용자의 생체 신호(700)의 변화가 감지된 경우, 생체 신호(700)의 변화값을 상쇄하기 위하여 생체 신호(700)에 포함되는 호흡 수(702) 또는 심장 박동수(704)의 단위 시간 당 증가율 또는 감소율과 동일한 값으로 가상 생체 신호(710)의 가상 호흡 수(712) 또는 가상 심장 박동수(714)를 감소 또는 증가시키는 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 따라서, 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스(100)는 변화된 이후의 생체 신호(720)와 가상 생체 신호(730)가 조합되는 경우, 생체 신호에 변화가 발생되더라도 외부 디바이스가 파악하기 어렵게 할 수 있는 기술적 효과가 있다. 이에 대해서는 도 8에서 상세하게 설명하기로 한다.
도 8은 생체 신호 변경 전과 후의 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 디바이스(100)는 변화가 발생되기 전의 생체 신호(700, 도 7 참조)와 가상 생체 신호(710, 도 7 참조)를 조합함으로써, 시뮬레이션된 생체 신호 데이터(800)를 획득할 수 있다. 시뮬레이션된 생체 신호 데이터(800)는 사용자의 생체 신호(700) 중 호흡 수(702) 및 심장 박동수(704)와 가상 생체 신호(710) 중 가상 호흡 수(712) 및 가상 심장 박동수(714)를 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 시뮬레이션된 생체 신호 데이터(800)는 노이즈 신호를 더 포함할 수 있다.
생체 신호의 변화가 발생된 이후, 디바이스(100)는 변경 후의 생체 신호(720, 도 7 참조)와 변경 후에 생성된 가상 생체 신호(730, 도 7 참조)를 조합함으로써, 시뮬레이션된 생체 신호 데이터(810)를 획득할 수 있다. 변경 후에 시뮬레이션된 생체 신호 데이터(810)는 변경된 사용자의 생체 신호(720) 중 호흡 수(722) 및 심장 박동수(724)와 변경 후의 가상 생체 신호(730) 중 가상 호흡 수(732) 및 가상 심장 박동수(734)를 포함할 수 있다.
도 6 및 도 7에서 설명한 바와 같이, 변경 후의 가상 생체 신호(730)는 변경 전의 생체 신호(700)와 변경 후의 생체 신호(720)의 증가율 또는 감소율과 동일한 값으로 감소 또는 증가시키는 시뮬레이션을 통해 생성되었는 바, 변경 전의 생체 신호(700)와 가상 생체 신호(710)의 조합인 생체 신호 데이터(800)와 변경 후의 생체 신호(720)와 가상 생체 신호(730)의 조합인 생체 신호 데이터(810)는 실질적으로 동일한 신호로 구성될 수 있다. 도 6 내지 도 8에 도시된 실시예를 참조하면, 디바이스(100)는 사용자의 생체 신호(700, 720)에 변화가 발생되더라도 변화값을 보상 또는 상쇄하도록 가상 생체 신호(710, 730)를 변경함으로써, 변경 전의 시뮬레이션된 생체 신호 데이터(800)와 변경 후의 시뮬레이션된 생체 신호 데이터(810)를 동일하게 유지할 수 있다. 따라서, 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스(100)는 외부 디바이스에 의해 사용자의 생체 신호(700, 720)가 유출되는 것을 방지하고, 사용자의 개인 정보 보호 및 보안을 강화할 수 있는 기술적 효과를 제공한다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스(100)에 의해 생성된 가상 생체 신호의 개수에 따라 외부 디바이스가 사용자의 생체 신호(900)를 구별 가능한지 여부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 사용자(1)의 생체 신호(900)만 있는 경우 외부 디바이스(200)는 UWB 스캐닝 펄스를 이용하는 비접촉 방식으로 사용자의 생체 신호(900)를 획득할 수 있다. 만약, 사용자(1)가 외부 디바이스(200)의 사용자(2)에게 생체 신호(900)를 획득할 수 있는 권한을 부여하지 않은 경우, 생체 신호(900)가 외부로 유출되어 사용자(1)의 프라이버시가 침해되는 문제가 발생된다.
사용자(1)의 생체 신호(900)와 가상 인물(F-1)의 가상 생체 신호(910)를 포함하는 생체 신호 데이터가 존재하는 경우, 외부 디바이스(200)는 UWB 스캐닝 펄스를 이용하는 비접촉 방식으로 생체 신호 데이터를 획득할 수 있다. 외부 디바이스(200)는 신호 처리, 필터링, 또는 인공지능 모델을 이용하여 사용자(1)의 생체 신호(900)와 가상 인물(F-1)의 가상 생체 신호(910)를 구분하려고 시도할 수 있다. 그러나, 외부 디바이스(200)가 생체 신호(900)와 가상 생체 신호(910)를 구분하는 데에는 프로세싱 시간(processing time)이 소요되고, 생체 신호 데이터로부터 생체 신호(900)만 정확하게 추출하는 것은 어렵다.
사용자(1)의 생체 신호(900)와 복수의 가상 인물(F-1 내지 F-n)의 복수의 가상 생체 신호(910-1 내지 910-n)를 포함하는 생체 신호 데이터가 존재하는 경우, 외부 디바이스(200)는 UWB 스캐닝 펄스를 이용하는 비접촉 방식으로 생체 신호 데이터를 획득할 수 있다. 외부 디바이스(200)는 복수의 가상 생체 신호(910-1 내지 910-n)를 포함하는 생체 신호 데이터로부터 사용자(1)의 생체 신호(900)를 추출하려고 시도하겠지만, 외부 디바이스(200)가 복수의 생체 신호 데이터로부터 생체 신호(900)를 구분하는 것은 불가능하다.
도 9에 도시된 바와 같이, 생체 신호 데이터가 단일의 가상 생체 신호(910)만을 포함하는 경우 보다 복수의 가상 생체 신호(910-1 내지 910-n)를 포함하는 경우가 사용자(1)의 생체 신호(900)가 외부 디바이스(200)에 의해 유출될 가능성이 낮아진다. 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스(100)는 복수의 가상 생체 신호(910-1 내지 910-n)를 생성하고, 사용자(1)의 생체 신호와 복수의 가상 생체 신호(910-1 내지 910-n)를 조합하여 생체 신호 데이터를 획득함으로써, 외부로부터 사용자(1)의 개인 정보를 보호하고, 보안을 강화할 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스(100)가 생체 신호, 가상 생체 신호, 및 컨텍스트 데이터를 딜레이(delay) 처리하여 외부 디바이스로 출력하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스(100)가 생체 신호, 가상 생체 신호, 및 컨텍스트 데이터를 딜레이(delay) 처리하여 외부 디바이스(200)로 출력하는 동작을 도시한 도면이다.
이하에서는, 도 10과 도 11을 함께 참조하여 디바이스(100)가 생체 신호, 가상 생체 신호, 및 컨텍스트 데이터를 딜레이 처리하여 외부 디바이스(200)로 출력하는 동작을 설명하기로 한다.
도 10의 단계 S1010을 참조하면, 디바이스(100)는 센서를 이용하여 외부 환경에 관한 컨텍스트 데이터를 획득한다. 본 개시에서 '컨텍스트 데이터'는 디바이스(100) 및 외부 디바이스(200, 도 11 참조)의 주변의 환경 또는 상황에 관한 정보로서, 예를 들어 소리, 진동, 조명, 또는 대기압(atmospheric pressure) 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함할 수 있다. 도 11을 함께 참조하면, 디바이스(100)는 UWB 통신 모듈(110) 및 프로세서(120) 뿐만 아니라, 마이크(140), IMU 센서(150), 및 조도 센서(160)를 포함할 수 있다.
마이크(140)는 사용자 또는 외부로부터 음성 또는 기타 소리를 획득하고, 획득된 음성 또는 기타 소리를 오디오 신호로 변환하도록 구성되는 장치이다. 본 개시의 일 실시예에서, 마이크(140)는 복수의 마이크 엘리먼트로 구성된 마이크 어레이, 지향성 마이크, 또는 다중 패턴 마이크로 구성될 수도 있다. 마이크(140)는 사용자 또는 외부 객체로부터 획득된 오디오 신호를 프로세서(120)에 제공할 수 있다.
IMU(Inertial Measurement Unit) 센서(150)는 디바이스(100)의 이동 속도, 방향, 각도, 및 중력 가속도를 측정하도록 구성되는 센서이다. IMU 센서(150)는 가속도 센서(152), 각속도 센서(154), 및 자이로 센서(156)를 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, IMU 센서(150)는 3축 가속도 센서(152)를 이용하여 행 방향, 횡 방향, 및 높이 방향의 가속도를 측정하고, 3축 각속도 센서(154)를 이용하여 롤(roll), 피치(pitch), 및 요(yaw) 각속도를 측정할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, IMU 센서(150)는 자이로 센서(156)를 이용하여 각속도를 측정하고, 측정된 각속도에 기초하여 중력 방향을 감지할 수 있다. IMU 센서(150)는 3축 가속도 및 3축 각속도의 측정값 또는 중력 방향에 관한 정보를 프로세서(120)에 제공할 수 있다.
조도 센서(160)는 디바이스(100)는 외부 환경의 조도를 측정하도록 구성되는 센서이다. 조도 센서(160)는 측정된 조도 값을 프로세서(120)에 제공할 수 있다.
도 10의 단계 S1020을 참조하면, 디바이스(100)는 생체 신호, 가상 생체 신호, 및 컨텍스트 데이터를 기 설정된 시간만큼 딜레이(delay) 처리하여, UWB 안테나를 통해 외부 디바이스로 출력한다. 도 10의 단계 S1020은 도 4에 도시된 단계 S440을 구체화한 단계이다. 도 11을 함께 참조하면, 디바이스(100)의 프로세서(120)는 생체 신호 및 가상 생체 신호 뿐만 아니라, 마이크(140), IMU 센서(150), 및 조도 센서(160)로부터 획득한 컨텍스트 데이터를 딜레이(delay) 처리하고, UWB 통신 모듈(110)의 송신 안테나(114Tx)를 통해 외부 디바이스(200)에 출력할 수 있다. 컨텍스트 데이터는 예를 들어, 마이크(140)로부터 획득된 오디오 신호, IMU 센서(150)로부터 획득된 가속도 값, 각속도 값, 및 중력 방향 정보, 및 조도 센서(160)로부터 획득한 조도 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 디바이스(100)는 외부 환경으로부터 센싱 또는 측정할 수 있는 공지된 모든 형태의 센서를 더 포함하고, 컨텍스트 데이터는 센서를 통해 획득된 측정 값 데이터를 포함할 수 있다.
UWB 통신 모듈(110)은 UWB 레이더(112), 수신 안테나(114Rx), 및 송신 안테나(114Tx)를 포함할 수 있다. 수신 안테나(114Rx)는 외부 디바이스(200)의 송신 안테나(210Tx)에 의해 송신된 UWB 스캐닝 펄스(1100)를 수신하고, 수신된 UWB 스캐닝 펄스(1100)에 관한 정보를 UWB 레이더(112)에 제공할 수 있다. UWB 레이더(112)는 외부 디바이스(200)로부터 UWB 스캐닝 펄스(1100)가 감지되었다는 신호를 프로세서(120)에 제공할 수 있다. UWB 레이더(112)는 프로세서(120)로부터 수신된 생체 신호, 가상 생체 신호, 및 컨텍스트 데이터에 각각 서로 다른 지연 시간(△t1, △t2, ... , △tn)을 적용하는 딜레이 라인 어레이(delay lines array)를 포함할 수 있다. UWB 스캐닝 펄스(1100)의 감지에 응답하여, 프로세서(120)는 UWB 레이더(112)의 딜레이 라인 어레이를 제어하여, 생체 신호, 가상 생체 신호, 및 컨텍스트 데이터 각각에 서로 다른 지연 시간(△t1, △t2, ... ,△tn)을 적용하는 딜레이 처리를 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 서로 다른 지연 시간(△t1, △t2, ... , △tn)으로 딜레이 처리된 생체 신호, 가상 생체 신호, 및 컨텍스트 데이터를 송신 안테나(114Tx)를 통해 외부 디바이스(200)에 출력할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 서로 다른 지연 시간(△t1, △t2, ... , △tn)은 규칙적이지 않은 간격을 갖고, 생체 신호, 가상 생체 신호, 및 컨텍스트 데이터에는 무작위로 서로 다른 지연 시간(△t1, △t2, ... , △tn)이 적용되어 딜레이 처리될 수 있다. 도 11에 도시된 실시예에서, 송신 안테나(114Tx)는 프로세서(120)의 제어에 의해 서로 다른 지연 시간을 적용하여 복수의 가상 생체 신호 펄스(1120-1 내지 1120-n) 및 컨텍스트 데이터 펄스(1130)를 외부 디바이스(200)에 전송할 수 있다.
외부 디바이스(200)는 수신 안테나(210Rx)를 통해 사용자의 신체로부터 반사된 펄스(1110)와 딜레이 처리된 복수의 가상 생체 신호 펄스(1120-1 내지 1120-n) 및 컨텍스트 데이터 펄스(1130)를 수신할 수 있다.
도 10 및 도 11에 도시된 실시예에 따른 디바이스(100)는 UWB 레이더(112)의 딜레이 라인 어레이를 이용하여 생체 신호, 가상 생체 신호, 및 컨텍스트 데이터에 서로 다른 지연 시간(△t1, △t2, ... , △tn)을 적용하여 딜레이 처리하고, 딜레이 처리된 펄스들을 송신 안테나(114Tx)를 통해 출력하는 바, 외부 디바이스(200)가 수신 안테나(210Rx)를 통해 수신된 펄스들로부터 사용자의 생체 신호를 정확하게 추출할 수 없다록 할 수 있다. 따라서, 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스(100)는 외부 디바이스(200)에 의해 사용자의 생체 신호가 유출되는 것을 방지하고, 사용자의 개인 정보 보호 및 보안을 강화할 수 있는 기술적 효과를 제공한다.
본 개시는 시뮬레이션된 생체 신호를 출력하는 디바이스(100)를 제공한다. 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스(100)는 UWB 레이더(112) 및 UWB 안테나(114)를 포함하고, 비접촉 방식(non-contact)으로 사용자의 생체 신호(vital sign)를 측정하기 위하여 외부 디바이스(200)에 의해 송신된 UWB 스캐닝 펄스를 검출(detect)하는 UWB 통신 모듈(110), 적어도 하나의 명령어들(instructions)를 저장하는 메모리(130), 및 적어도 하나의 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서(120)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서(120)는 UWB 통신 모듈에 의해 UWB 스캐닝 펄스가 검출됨에 따라 가상 인물(virtual person)의 생체 신호를 시뮬레이션함으로써 가상 생체 신호(virtual vital sign)를 생성할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서(120)는 생체 신호와 가상 생체 신호를 조합하여 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 획득할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서(120)는 UWB 안테나(114)를 제어하여, 생체 신호 데이터를 포함하는 UWB 신호 컴포넌트(UWB signal component)를 외부 디바이스(200)를 향하여 출력할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 프로세서(120)는 생체 신호를 변조, 가공, 또는 수정하는 시뮬레이션을 수행함으로써 가상 생체 신호를 생성할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 프로세서(120)는 생체 신호 및 컨텍스트 정보를 이용하는 시뮬레이션을 수행함으로써 가상 생체 신호를 생성할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 상기 컨텍스트 정보는 디바이스(100) 및 외부 디바이스(200) 주변의 환경 또는 상황에 관한 정보로서, 소리, 진동, 조명, 또는 대기압(atmospheric pressure) 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 프로세서(120)는 생체 신호의 변화를 감지하고, 감지된 생체 신호의 변화를 이용하는 시뮬레이션을 통해 생체 신호의 변화를 보상하는 가상 생체 신호를 생성할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 프로세서(120)는 단위 시간 당 생체 신호의 증가율 또는 감소율의 값과 동일한 값으로 가상 생체 신호를 감소 또는 증가시키는 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 프로세서(120)는 복수의 가상 인물의 생체 신호를 시뮬레이션함으로써, 서로 다른 값을 갖는 복수의 가상 생체 신호를 생성할 수 있다. 상기 시뮬레이션된 생체 신호 데이터는 생체 신호 및 복수의 가상 생체 신호를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 디바이스(100)는 사용자의 음성 또는 외부 객체에 의한 소리를 획득하는 마이크(140), 가속도, 각속도, 및 중력 방향 중 적어도 하나를 측정하도록 구성되는 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서(150), 및 외부 환경의 조도를 측정하도록 구성되는 조도 센서(160)를 더 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서(120)는 마이크(140), IMU 센서(150), 및 조도 센서(160) 중 적어도 하나로부터 외부 환경에 관한 컨텍스트 데이터를 획득하고, 생체 신호, 가상 생체 신호, 및 컨텍스트 데이터를 기 설정된 시간만큼 딜레이(delay) 처리할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서(120)는 UWB 안테나(114)를 제어하여, 딜레이 처리된 생체 신호, 가상 생체 신호, 및 컨텍스트 데이터를 외부 디바이스(200)로 출력할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 프로세서(120)는 생체 신호, 가상 생체 신호, 및 컨텍스트 데이터 각각에 서로 다른 지연 시간(delay time)을 적용하여 딜레이 처리함으로써, UWB 안테나(114)를 통해 출력되는 타이밍을 제어할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 프로세서(120)는 생체 신호 데이터에 노이즈 신호(noise)를 추가함으로써 UWB 신호 컴포넌트를 획득할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서(120)는 UWB 안테나(114)를 제어하여, 생성된 UWB 신호 컴포넌트를 외부 디바이스(200)를 향하여 출력할 수 있다.
본 개시는 디바이스(100)가 시뮬레이션된 생체 신호를 출력하는 방법을 제공한다. 본 개시의 일 실시예에 따른 디바이스(100)의 동작 방법은 비접촉 방식(non-contact)으로 사용자의 생체 신호(vital sign)를 측정하기 위하여 외부 디바이스(200)에 의해 송신된 UWB 스캐닝 펄스를 검출하는(detect) 단계(S410)를 포함할 수 있다. 상기 방법은 UWB 스캐닝 펄스의 검출에 응답하여, 가상 인물(virtual person)의 생체 신호를 시뮬레이션함으로써 가상 생체 신호(virtual vital sign)를 생성하는 단계(S420)를 포함할 수 있다. 상기 방법은 생체 신호와 생성된 가상 생체 신호를 조합하여 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 획득하는 단계(S430)를 포함할 수 있다. 상기 방법은 UWB 안테나를 이용하여, 생체 신호 데이터를 포함하는 UWB 신호 컴포넌트(UWB signal component)를 외부 디바이스(200)를 향하여(toward) 출력하는 단계(S440)를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 상기 가상 생체 신호를 생성하는 단계(S420)에서, 디바이스(100)는 생체 신호를 변조, 가공, 또는 수정하는 시뮬레이션을 수행함으로써 가상 생체 신호를 생성할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 상기 가상 생체 신호를 생성하는 단계(S420)에서, 디바이스(100)는 생체 신호 및 컨텍스트 정보를 이용하는 시뮬레이션을 수행함으로써 가상 생체 신호를 생성할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 상기 컨텍스트 정보는 디바이스(100) 및 외부 디바이스(200) 주변의 환경 또는 상황에 관한 정보로서, 소리, 진동, 조명, 또는 대기압(atmospheric pressure) 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 상기 가상 생체 신호를 생성하는 단계(S420)는 생체 신호의 변화를 감지하는 단계(S610), 및 감지된 생체 신호의 변화를 이용하는 시뮬레이션을 통해 생체 신호의 변화를 보상하는 가상 생체 신호를 생성하는 단계(S620)를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 상기 가상 생체 신호를 생성하는 단계(S420)에서 디바이스(100)는 복수의 가상 인물의 생체 신호를 시뮬레이션함으로써 서로 다른 값을 갖는 복수의 가상 생체 신호를 생성할 수 있다. 상기 시뮬레이션된 생체 신호 데이터는 생체 신호 및 복수의 가상 생체 신호를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 상기 방법은 센서를 이용하여 외부 환경에 관한 컨텍스트 데이터를 획득하는 단계(S1010)를 더 포함할 수 있다. 상기 UWB 신호 컴포넌트를 출력하는 단계(S440)는 생체 신호, 가상 생체 신호, 및 컨텍스트 데이터를 기 설정된 시간만큼 딜레이(delay) 처리하여, UWB 안테나를 통해 외부 디바이스(200)로 출력하는 단계(S1020)를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 상기 UWB 신호 컴포넌트를 출력하는 단계(S440)는 생체 신호, 가상 생체 신호, 및 컨텍스트 데이터 각각에 서로 다른 지연 시간(delay time)을 적용하여 딜레이 처리함으로써, UWB 안테나를 통해 출력되는 타이밍을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 상기 생체 신호 데이터를 외부 디바이스(200)를 향해 출력하는 단계(S440)는 생체 신호 데이터에 노이즈 신호(noise)를 추가함으로써, UWB 신호 컴포넌트를 획득하는 단계, 및 UWB 안테나(114)를 통해 생성된 UWB 신호 컴포넌트를 외부 디바이스(200)를 향하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시는 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품(Computer Program Product)을 제공한다. 본 개시의 일 실시예에서, 상기 저장 매치는 비접촉 방식(non-contact)으로 사용자의 생체 신호(vital sign)를 측정하기 위하여 외부 디바이스(200)에 의해 송신된 UWB 스캐닝 펄스를 검출하는(detect) 동작, UWB 스캐닝 펄스의 검출에 응답하여 가상 인물(virtual person)의 생체 신호를 시뮬레이션함으로써 가상 생체 신호(virtual vital sign)를 생성하는 동작, 생체 신호와 생성된 가상 생체 신호를 조합하여 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 획득하는 동작, 및 UWB 안테나(114)를 이용하여 생체 신호 데이터를 포함하는 UWB 신호 컴포넌트(UWB signal component)를 외부 디바이스(200)를 향하여(toward) 출력하는 동작을 디바이스(100)가 수행하기 위하여, 디바이스(100)에 의해 판독 가능한 명령어들(instructions)을 포함할 수 있다.
본 개시에서 설명된 디바이스(100)에 의해 실행되는 프로그램은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 프로그램은 컴퓨터로 읽을 수 있는 명령어들을 수행할 수 있는 모든 시스템에 의해 수행될 수 있다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령어(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.
소프트웨어는, 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는, 예를 들어 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random-access memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc)) 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 매체는 컴퓨터에 의해 판독가능하며, 메모리에 저장되고, 프로세서에서 실행될 수 있다.
컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 예를 들어, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 프로그램은 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 소프트웨어 프로그램, 소프트웨어 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 프로그램 제품은 디바이스(100)의 제조사 또는 전자 마켓(예를 들어, 삼성 갤럭시 스토어)을 통해 전자적으로 배포되는 소프트웨어 프로그램 형태의 상품(예를 들어, 다운로드 가능한 애플리케이션(downloadable application))을 포함할 수 있다. 전자적 배포를 위하여, 소프트웨어 프로그램의 적어도 일부는 저장 매체에 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다. 이 경우, 저장 매체는 디바이스(100)의 제조사의 서버, 전자 마켓의 서버, 또는 소프트웨어 프로그램을 임시적으로 저장하는 중계 서버의 저장매체가 될 수 있다.
컴퓨터 프로그램 제품은, 디바이스(100) 및/또는 서버로 구성되는 시스템에서, 서버의 저장매체 또는 디바이스(100)의 저장매체를 포함할 수 있다. 또는, 디바이스(100)와 통신 연결되는 제3 장치(예를 들어, 디바이스(100)가 스마트 폰인 경우, 제3 장치는 웨어러블 디바이스)가 존재하는 경우, 컴퓨터 프로그램 제품은 제3 장치의 저장매체를 포함할 수 있다. 또는, 컴퓨터 프로그램 제품은 디바이스(100)으로부터 제3 장치로 전송되거나, 제3 장치로부터 디바이스(100)로 전송되는 소프트웨어 프로그램 자체를 포함할 수 있다.
이 경우, 디바이스(100) 및 제3 장치 중 어느 하나가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행할 수 있다. 또는, 디바이스(100), 서버, 제3 장치 중 둘 이상이 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 분산하여 실시할 수 있다.
예를 들면, 디바이스(100)가 메모리(130, 도 3 참조)에 저장된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여, 디바이스(100)와 통신 연결된 타 전자 장치(예를 들어, 웨어러블 디바이스)가 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행하도록 제어할 수 있다.
또 다른 예로, 제3 장치가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여, 제3 장치와 통신 연결된 전자 장치가 개시된 실시예에 따른 방법을 수행하도록 제어할 수 있다.
제3 장치가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하는 경우, 제3 장치는 디바이스(100)로부터 컴퓨터 프로그램 제품을 다운로드하고, 다운로드된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행할 수 있다. 또는, 제3 장치는 프리로드(pre-load)된 상태로 제공된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행할 수도 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 컴퓨터 시스템 또는 모듈 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (20)

  1. 시뮬레이션된 생체 신호를 출력하는 디바이스(100)에 있어서,
    UWB 레이더(112) 및 UWB 안테나(114)를 포함하고, 비접촉 방식(non-contact)으로 사용자의 생체 신호(vital sign)를 측정하기 위하여 외부 디바이스(200)에 의해 송신된 UWB 스캐닝 펄스를 검출(detect)하는 UWB 통신 모듈(110);
    적어도 하나의 명령어들(instructions)를 저장하는 메모리(130); 및
    상기 적어도 하나의 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서(120);
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서(120)는,
    상기 UWB 통신 모듈(110)에 의해 상기 UWB 스캐닝 펄스가 검출됨에 따라, 가상 인물(virtual person)의 생체 신호를 시뮬레이션함으로써 가상 생체 신호(virtual vital sign)를 생성하고,
    상기 생체 신호와 상기 생성된 가상 생체 신호를 조합하여 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 획득하고,
    상기 UWB 안테나(114)를 제어하여, 상기 생체 신호 데이터를 포함하는 UWB 신호 컴포넌트(UWB signal component)를 상기 외부 디바이스(200)를 향하여(toward) 출력하는, 디바이스(100).
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서(120)는,
    상기 생체 신호를 변조, 가공, 또는 수정하는 시뮬레이션을 수행함으로써 상기 가상 생체 신호를 생성하는, 디바이스(100).
  3. 제1 항 및 제2 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서(120)는,
    상기 생체 신호 및 컨텍스트 정보를 이용하는 시뮬레이션을 수행함으로써, 상기 가상 생체 신호를 생성하는, 디바이스(100).
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 컨텍스트 정보는 상기 디바이스(100) 및 상기 외부 디바이스(200) 주변의 환경 또는 상황에 관한 정보로서, 소리, 진동, 조명, 또는 대기압(atmospheric pressure) 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함하는, 디바이스(100).
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서(120)는,
    상기 생체 신호의 변화를 감지하고,
    상기 감지된 생체 신호의 변화를 이용하는 시뮬레이션을 통해 상기 생체 신호의 변화를 보상하는 상기 가상 생체 신호를 생성하는, 디바이스(100).
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서(120)는,
    단위 시간 당 상기 생체 신호의 증가율 또는 감소율에 기초하여 상기 가상 생체 신호를 감소 또는 증가시키는 시뮬레이션을 수행하는, 디바이스(100).
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서(120)는,
    복수의 가상 인물의 생체 신호를 시뮬레이션함으로써, 서로 다른 값을 갖는 복수의 가상 생체 신호를 생성하고,
    상기 시뮬레이션된 생체 신호 데이터는 상기 생체 신호 및 상기 복수의 가상 생체 신호를 포함하는, 디바이스(100).
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    사용자의 음성 또는 외부 객체에 의한 소리를 획득하는 마이크(140);
    가속도, 각속도, 및 중력 방향 중 적어도 하나를 측정하도록 구성되는 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서(150); 및
    외부 환경의 조도를 측정하도록 구성되는 조도 센서(160);
    를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서(120)는,
    상기 마이크(140), 상기 IMU 센서(150), 및 상기 조도 센서(160) 중 적어도 하나로부터 외부 환경에 관한 컨텍스트 데이터를 획득하고,
    상기 생체 신호, 상기 가상 생체 신호, 및 상기 컨텍스트 데이터를 기 설정된 시간만큼 딜레이(delay) 처리하고,
    UWB 안테나(114)를 제어하여, 딜레이 처리된 상기 생체 신호, 상기 가상 생체 신호, 및 상기 컨텍스트 데이터를 상기 외부 디바이스(200)로 출력하는, 디바이스(100).
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서(120)는,
    상기 생체 신호, 상기 가상 생체 신호, 및 상기 컨텍스트 데이터 각각에 서로 다른 지연 시간(delay time)을 적용하여 딜레이 처리함으로써, 상기 UWB 안테나(114)를 통해 출력되는 타이밍을 제어하는, 디바이스(100).
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서(120)는,
    상기 생체 신호 데이터에 노이즈 신호(noise)를 추가함으로써, 상기 UWB 신호 컴포넌트를 획득하고,
    상기 UWB 안테나(114)를 제어하여, 상기 생성된 UWB 신호 컴포넌트를 상기 외부 디바이스(200)를 향하여 출력하는, 디바이스(100).
  11. 디바이스(100)가 시뮬레이션된 생체 신호를 출력하는 방법에 있어서,
    비접촉 방식(non-contact)으로 사용자의 생체 신호(vital sign)를 측정하기 위하여 외부 디바이스(200)에 의해 송신된 UWB 스캐닝 펄스를 검출하는(detect) 단계(S410);
    상기 UWB 스캐닝 펄스의 검출에 응답하여, 가상 인물(virtual person)의 생체 신호를 시뮬레이션함으로써 가상 생체 신호(virtual vital sign)를 생성하는 단계(S420);
    상기 생체 신호와 상기 생성된 가상 생체 신호를 조합하여 시뮬레이션된 생체 신호 데이터를 획득하는 단계(S430); 및
    UWB 안테나(114)를 이용하여, 상기 생체 신호 데이터를 포함하는 UWB 신호 컴포넌트(UWB signal component)를 상기 외부 디바이스(200)를 향하여(toward) 출력하는 단계(S440);
    를 포함하는, 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 가상 생체 신호를 생성하는 단계(S420)는,
    상기 생체 신호를 변조, 가공, 또는 수정하는 시뮬레이션을 수행함으로써 상기 가상 생체 신호를 생성하는, 방법.
  13. 제11 항 및 제12 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 가상 생체 신호를 생성하는 단계(S420)는,
    상기 생체 신호 및 컨텍스트 정보를 이용하는 시뮬레이션을 수행함으로써, 상기 가상 생체 신호를 생성하는, 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 컨텍스트 정보는 상기 디바이스(100) 및 상기 외부 디바이스(200) 주변의 환경 또는 상황에 관한 정보로서, 소리, 진동, 조명, 또는 대기압(atmospheric pressure) 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함하는, 방법.
  15. 제11 항 내지 제14 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 가상 생체 신호를 생성하는 단계(S420)는,
    상기 생체 신호의 변화를 감지하는 단계(S610); 및
    상기 감지된 생체 신호의 변화를 이용하는 시뮬레이션을 통해 상기 생체 신호의 변화를 보상하는 상기 가상 생체 신호를 생성하는 단계(S620);
    를 포함하는, 방법.
  16. 제11 항 내지 제15 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 가상 생체 신호를 생성하는 단계(S420)는,
    복수의 가상 인물의 생체 신호를 시뮬레이션함으로써, 서로 다른 값을 갖는 복수의 가상 생체 신호를 생성하고,
    상기 시뮬레이션된 생체 신호 데이터는 상기 생체 신호 및 상기 복수의 가상 생체 신호를 포함하는, 방법.
  17. 제11 항 내지 제16 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    센서를 이용하여 외부 환경에 관한 컨텍스트 데이터를 획득하는 단계(S1010);
    를 더 포함하고,
    상기 UWB 신호 컴포넌트를 출력하는 단계(S440)는,
    상기 생체 신호, 상기 가상 생체 신호, 및 상기 컨텍스트 데이터를 기 설정된 시간만큼 딜레이(delay) 처리하여, UWB 안테나를 통해 상기 외부 디바이스(200)로 출력하는 단계(S1020)를 포함하는, 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 UWB 신호 컴포넌트를 출력하는 단계(S440)는,
    상기 생체 신호, 상기 가상 생체 신호, 및 상기 컨텍스트 데이터 각각에 서로 다른 지연 시간(delay time)을 적용하여 딜레이 처리함으로써, 상기 UWB 안테나를 통해 출력되는 타이밍을 제어하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  19. 제11 항 내지 제18 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 생체 신호 데이터를 외부 디바이스(200)를 향해 출력하는 단계(S440)는,
    상기 생체 신호 데이터에 노이즈 신호(noise)를 추가함으로써, 상기 UWB 신호 컴포넌트를 획득하는 단계; 및
    상기 UWB 안테나(114)를 통해 상기 생성된 UWB 신호 컴포넌트를 상기 외부 디바이스(200)를 향하여 출력하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  20. 제11 항 내지 제19 항 중 어느 하나의 항에 기재된 방법을 구현하기 위한 적어도 하나의 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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