KR20240043712A - Electronic device for preventing or alleviating motion sickness - Google Patents
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Abstract
착용자의 귀에 착용되는 이어셋 형태의 자극 전달을 하여 사용자의 멀미를 방지하고 완화시키는 장치가 제공된다. 장치는 상기 착용자의 미주신경 중 서로 다른 부위에 접촉하여 전기 자극을 전달하는 복수 개의 전극, 및 상기 복수 개의 전극을 제어하여 자극의 세기 및 주파수 중의 적어도 하나를 제어하는 프로세서를 포함한다. 장치에는 착용자의 왼쪽 귀에 접촉하는 제1 세트 및 상기 착용자의 오른쪽 귀에 접촉하는 제2 세트를 포함하고, 상기 제1 세트 및 상기 제2 세트에는 동일한 수의 복수 개의 전극이 대칭된 구조로 각각 포함된다.A device is provided that prevents and alleviates motion sickness in users by transmitting stimulation in the form of earsets worn on the wearer's ears. The device includes a plurality of electrodes that contact different parts of the wearer's vagus nerve to deliver electrical stimulation, and a processor that controls the plurality of electrodes to control at least one of the intensity and frequency of stimulation. The device includes a first set contacting the wearer's left ear and a second set contacting the wearer's right ear, wherein the first set and the second set each include an equal number of a plurality of electrodes in a symmetrical structure. .
Description
웰니스 또는 헬스케어 전자기기에 연관되며, 보다 특정하게는 멀미 등 감각 및 신경계 관련 신체 이상 상황을 예방하고 완화하는 전자기기에 연관된다.It is related to wellness or healthcare electronic devices, and more specifically, to electronic devices that prevent and alleviate physical abnormalities related to the senses and nervous system, such as motion sickness.
멀미는 주로 차나 배 등의 교통수단을 이용할 때 전정기관에서 발생하는 메스꺼움, 구토, 현기증, 발한 및 불쾌감이 나타나는 증상이상이다. 최근에는 가상 현실(VR) 경험 중에 멀미가 발생되기도 한다.Motion sickness is a symptom of nausea, vomiting, dizziness, sweating, and discomfort that occurs in the vestibular system when using transportation such as a car or boat. Recently, motion sickness has been reported during virtual reality (VR) experiences.
멀미의 원인은 다양하게 설명 가능한데 시각과 다른 감각의 차이가 발생하는 것을 인체가 위험 신호로 판단해서 일어나는 자기방어 현상으로 설명하는 의견이 있다. 이러한 의견에 따르면, 멀미를 겪을 만한 상황에서 자율신경은 신체에 문제가 발생했다고 판단하고 그 원인을 찾기 위해서 감각을 예민하게 만든다고 한다. 특히 후각이 영향을 크게 받는 것은, 진화론적으로 볼 때 신체 이상의 원인이 상한 음식물이나 독버섯 같은 독성 음식물이었을 때 후각 민감도를 높여야 했던 것이 남아있는 것이라고 한다.The causes of motion sickness can be explained in various ways, but there is an opinion that explains the difference between vision and other senses as a self-defense phenomenon that occurs when the human body judges it to be a danger signal. According to this opinion, in situations where motion sickness is likely, the autonomic nervous system determines that a problem has occurred in the body and sharpens the senses to find the cause. In particular, the sense of smell is greatly affected because, from an evolutionary perspective, it is said that the need to increase olfactory sensitivity remains when the cause of physical abnormalities is spoiled food or toxic food such as poisonous mushrooms.
멀미는 예방이 효과적이며 예방을 위한 대표적인 치료제는 항히스타민제와 항콜린제(부교감신경 차단제), 진경제(항경련제), 교감신경흥분제 등이다.Prevention of motion sickness is effective, and representative treatments for prevention include antihistamines, anticholinergics (parasympathetic nerve blockers), antispasmodics (anticonvulsants), and sympathomimetics.
가장 많이 쓰이는 항히스타민제는 메클리진(meclizine), 디멘히드리네이트(dimenhydrinate), chlorpheniramine과 같은 1세대 항히스타민제이며 주로피리독신(pyridoxine)이나 카페인과 복합제제로 쓰인다. 항콜린제로는 스폴라민(scopolamine)이 있으며 항히스타민제와 복합제제로 경구로 복용하기도 하나 패취제제가 널리 알려져 있다. 패취제제는 약효가 3일 동안 지속되므로 장시간 멀미 예방이 필요할 경우에 좋은 선택이 될 수 있지만 신경을 마비시키는 만큼 강하고 독성이 있어 취급에 유의가 필요하다.The most commonly used antihistamines are first-generation antihistamines such as meclizine, dimenhydrinate, and chlorpheniramine, and are mainly used in combination with pyridoxine or caffeine. There is scopolamine as an anticholinergic, and it can be taken orally in combination with antihistamines, but patch preparations are widely known. The effect of the patch lasts for 3 days, so it can be a good choice if you need to prevent motion sickness for a long time, but it is strong enough to paralyze the nerves and is toxic, so care must be taken when handling it.
항히스타민제와 스코폴라민(scopolamine) 같은 약물은 시야 흐림, 입마름, 변비, 소변 저류 등의 항콜린 부작용이 있으며, 어떠한 경우에는 부작용으로 인해 멀미가 더 심해지기도 한다. 어린이, 임산부나 환자의 경우에는 사용에 더욱 유의가 필요하여, 멀미약은 위험 없이 일상적으로 사용하기는 어렵다.Drugs such as antihistamines and scopolamine have anticholinergic side effects such as blurred vision, dry mouth, constipation, and urinary retention. In some cases, the side effects can make motion sickness worse. In the case of children, pregnant women, and patients, extra caution is required when using motion sickness medication, making it difficult to use motion sickness medication on a daily basis without risk.
최근에는 가상현실 등 사이버 환경에서의 멀미 경감을 위한 갈바닉 전정자극을 하는 시스템이 소개된 바 있으나 사용성이 범용적이기 어려운 구조이고, 특별한 환경에서 특별한 목적을 위해 사용되는 등 한계가 있다.Recently, a system that provides galvanic vestibular stimulation to alleviate motion sickness in cyber environments such as virtual reality has been introduced, but it has limitations such as having a structure that is difficult to general usability and being used for special purposes in special environments.
독성으로 인한 부작용이 있는 멀미약을 대체하여 안전하게 사용할 수 있는 전자적 멀미 예방 및 완화 장치를 제공한다.We provide an electronic motion sickness prevention and relief device that can be used safely as an alternative to motion sickness medications that have side effects due to toxicity.
전기 자극을 신체에 전달하는 경우, 미주 신경에 직접적이고 적절한 자극을 전달함으로써 멀미 예방과 완화 효과가 빠르고 확실한 장치를 제공한다.When transmitting electrical stimulation to the body, it provides a device that quickly and reliably prevents and relieves motion sickness by delivering direct and appropriate stimulation to the vagus nerve.
사용자가 겪는 상황에 따라 적절한 방법으로 멀미를 완화시키기 때문에 기존에 알려진 방법들 대비 범용적이고 여러 상황에 대처 가능한 장치를 제공한다.Because it alleviates motion sickness in an appropriate way depending on the situation the user experiences, it provides a device that is more general-purpose and can cope with various situations compared to previously known methods.
일측에 따르면, 착용자의 귀에 착용되는 이어셋 형태의 자극 전달을 하여 사용자의 멀미를 방지하고 완화시키는 장치가 제공된다. 장치는: 상기 착용자의 미주신경 중 서로 다른 부위에 접촉하여 전기 자극을 전달하는 복수 개의 전극; 및 상기 복수 개의 전극을 제어하여 자극의 세기 및 주파수 중의 적어도 하나를 제어하는 프로세서를 포함한다.According to one side, a device is provided that prevents and alleviates motion sickness in users by transmitting stimulation in the form of earsets worn on the wearer's ears. The device includes: a plurality of electrodes that contact different parts of the wearer's vagus nerve to deliver electrical stimulation; and a processor that controls at least one of the intensity and frequency of stimulation by controlling the plurality of electrodes.
일실시예에 따르면 상기 장치는 상기 착용자의 왼쪽 귀에 접촉하는 제1 세트 및 상기 착용자의 오른쪽 귀에 접촉하는 제2 세트를 포함하고, 상기 제1 세트 및 상기 제2 세트에는 동일한 수의 복수 개의 전극이 대칭된 구조로 각각 포함된다.According to one embodiment, the device includes a first set contacting the wearer's left ear and a second set contacting the wearer's right ear, wherein the first set and the second set include an equal number of electrodes. Each is included in a symmetrical structure.
일실시예에 따르면, 상기 복수 개의 전극에는: 1) 인이어(in-ear) 방식으로 상기 착용자의 이개강을 통해서 외이도에 삽입되어 상기 외이도에 전기 자극을 전달하는 제1전극; 2) 상기 착용자의 이갑개정(cymba concha)에 접촉하는 제2전극; 3) 상기 착용자의 이주(tragus)에 접촉하는 제3전극; 및 4) 상기 착용자의 귀 뒷부분으로 돌아 접근하여 상기 착용자의 유양돌기(mastoid process)에 접촉되는 제4전극 중 적어도 두 개의 전극이 포함된다. 예시적으로, 그러나 한정되지 않게 상기 제1 세트 및 상기 제2 세트 각각에는 상기 제1전극 내지 상기 제4전극이 한조씩 대칭 배치된다.According to one embodiment, the plurality of electrodes include: 1) a first electrode that is inserted into the external auditory canal through the auricular cavity of the wearer in an in-ear manner and transmits electrical stimulation to the external auditory canal; 2) a second electrode in contact with the wearer's cymba concha; 3) a third electrode contacting the wearer's tragus; and 4) at least two of the fourth electrodes that approach the back of the wearer's ear and come into contact with the wearer's mastoid process. By way of example, but not limitation, a set of the first to fourth electrodes are symmetrically disposed in each of the first set and the second set.
일실시예에 따르면, 상기 장치는 외부 기기와 통신 연결되어 외부 데이터를 수신하는 통신부를 더 포함한다. 그리고 상기 프로세서는 상기 외부 데이터에 따라 상기 복수 개의 전극 중 적어도 하나의 출력을 적응적으로 조정할 수 있다.According to one embodiment, the device further includes a communication unit that is connected to an external device and receives external data. And the processor may adaptively adjust the output of at least one of the plurality of electrodes according to the external data.
일실시예에 따르면, 상기 전기 자극은 미리 지정된 크기 범위, 이를테면 7mA 이하 범위의 정전류 자극이다. 그리고 주파수는 30Hz에서 미리 지정된 범위 내에서 조정될 수 있다.According to one embodiment, the electrical stimulation is constant current stimulation in a predetermined magnitude range, such as 7 mA or less. And the frequency can be adjusted within a pre-specified range from 30Hz.
다른 일실시예에 따르면, 상기 복수 개의 전극 중 적어도 하나는 상기 착용자의 적어도 하나의 세반고리관의 온도 변화를 유발하기 위해 열 에너지를 교환한다. 이러한 열 에너지의 교환은 피부와 접촉하는 전극이 순간적으로 접촉 부위에 열을 제공(공여)하거나 열을 흡수함으로써 피부의 온도 변화를 유발하는 것일 수 있다. 특히, 그러한 변화는 왼쪽 귀에서와 오른쪽 귀에서 차등적으로 발생하여 상기 착용자에게 감각의 변화를 유도하는 것일 수 있다.According to another embodiment, at least one of the plurality of electrodes exchanges heat energy to cause a temperature change in at least one semicircular canal of the wearer. This exchange of heat energy may cause the electrode in contact with the skin to momentarily provide (donate) heat to the contact area or absorb heat, thereby causing a change in the temperature of the skin. In particular, such changes may occur differentially in the left and right ears, leading to a change in sensation in the wearer.
다른 일실시예에 따르면, 장치는 상기 착용자의 EEG를 측정하기 위한 복수 개의 EEG 전극을 더 포함한다. 이 경우 상기 복수 개의 EEG 전극은 상기 제1 세트 및 상기 제2 세트를 연결하는 연결부를 따라, 대칭적 어래이 형태로 좌우 균분 배치될 수 있다.According to another embodiment, the device further includes a plurality of EEG electrodes for measuring the wearer's EEG. In this case, the plurality of EEG electrodes may be evenly arranged left and right in a symmetrical array along the connection portion connecting the first set and the second set.
일실시예에 따르면, 상기 프로세서는: 상기 복수 개의 EEG 전극의 측정 신호를 이용하여 상기 착용자의 시각 정보 변화에 대응하는 제1 가속도 벡터(a1)을 계산하고, 상기 제1 가속도 벡터(a1)과 상기 착용자 및 상기 장치에 실제 가해지고 있는 제2 가속도 벡터(a2)와의 차이가 줄어들도록 상기 복수 개의 전극 각각의 세기 또는 주파수를 변경시킬 수 있다.According to one embodiment, the processor: calculates a first acceleration vector (a1) corresponding to a change in visual information of the wearer using the measurement signals of the plurality of EEG electrodes, and calculates the first acceleration vector (a1) and The intensity or frequency of each of the plurality of electrodes may be changed to reduce the difference between the second acceleration vector (a2) actually applied to the wearer and the device.
이 경우, 장치는 상기 제2 가속도 벡터(a2)를 측정하는 센서를 더 포함할 수 있다.In this case, the device may further include a sensor that measures the second acceleration vector (a2).
다른 실시예에서는 상기 제2 가속도 벡터(a2)가 장치와 통신적으로 연결되는 외부 기기로부터 수신하는 정보에 의해 획득될 수 있다. 예시적으로, 그러나 한정되지 않게 상기 외부 기기는 자동차, 배, 비행기 등의 교통수단 및/또는 그러한 교통수단에 연결된 온보드진단(OBD: On Board Diagnostics), 스마트폰, 내비게이션, 블랙박스 등일 수 있다.In another embodiment, the second acceleration vector (a2) may be obtained by information received from an external device that is communicatively connected to the device. By way of example, but not limitation, the external device may be a means of transportation such as a car, ship, or airplane and/or an On Board Diagnostics (OBD) device connected to such means of transportation, a smartphone, a navigation device, a black box, etc.
실시예들에 따르면 기존의 항콜린제, 항히스타민제 등 멀미약이 가져오는 독성이 없이도 효과적으로 멀미를 예방 및 억제한다. 따라서 어린이, 임산부, 환자 등 노약자도 약물 중독이나 부작용을 걱정하지 않고 멀미 완화에 사용 가능하다.According to embodiments, it effectively prevents and suppresses motion sickness without the toxicity caused by motion sickness medications such as existing anticholinergics and antihistamines. Therefore, children, pregnant women, patients, and the elderly can also use it to relieve motion sickness without worrying about drug addiction or side effects.
그리고 종전에 알려진 전기자극 또는 진동을 통한 전자적 멀미 경감 수단에 비해 미주신경을 직접 자극하여 적절한 효과를 만들어 내므로, 멀미 예방 및 완화 효과가 즉각적이고 보다 확실하다.And, compared to previously known electronic means of alleviating motion sickness through electrical stimulation or vibration, it creates an appropriate effect by directly stimulating the vagus nerve, so the effect of preventing and alleviating motion sickness is immediate and more certain.
또한 사용자가 차량이나 배 등의 교통수단(vehicle)을 탑승중에 흔들림으로 인한 멀미, 사용자의 신체는 가만히 있는데 입력되는 시각 정보로 인한 가상현실 멀미 등 다양한 상황과 환경에 범용적으로 적용 가능하여 응용 분야가 높다.In addition, it can be universally applied to various situations and environments, such as motion sickness caused by shaking while the user is riding a vehicle such as a car or ship, and virtual reality motion sickness caused by visual information input while the user's body is stationary. is high.
나아가 미주신경의 전기자극, 음향 자극, 온도 자극 등 다양한 감각 자극을 상호 조합하여 공감각적인 효과를 기대하므로 상승효과가 있고, 멀미의 원인에 적응적으로 대응할 수 있다.Furthermore, a synesthetic effect is expected by combining various sensory stimuli such as electrical stimulation of the vagus nerve, acoustic stimulation, and temperature stimulation, so there is a synergistic effect and it is possible to adaptively respond to the cause of motion sickness.
차량의 움직임과 시각 처리에 따른 추정 움직임의 차이를 실시간으로 적응적 상쇄할 수 있어 차량에 탑승한 사용자의 실 상황에 맞는 제어가 가능하다. 나아가 소리, 열, 전기 등 다양한 자극에 의해 자율신경계의 안정과 균형이 사용자의 차량 탑승 만족도, 그리고 건강을 향상시킨다. 또한, 부수적으로 생체정보와 차량정보 간의 커넥티드 컨트롤이 가능하기 때문에 사용자가 차량의 상태와 소통되는, 따라서 안전, 주의환기, 차량정보 공유 등의 만족도 향상을 기할 수 있다.The difference between the vehicle's movement and the estimated movement due to visual processing can be adaptively offset in real time, enabling control tailored to the actual situation of the user riding the vehicle. Furthermore, the stability and balance of the autonomic nervous system through various stimuli such as sound, heat, and electricity improve the user's satisfaction while riding in the vehicle and their health. Additionally, since connected control between biometric information and vehicle information is possible, the user can communicate with the status of the vehicle, thereby improving satisfaction with safety, attention, and vehicle information sharing.
도 1은 일실시예에 따른 장치를 도시하는 블록도이다.
도 2는 일실시예에 따른 장치의 구조를 설명하기 위한 예시적 외형도이다.
도 3은 도 2의 실시예에 따른 장치의 일측의 구조 및 그 위에 배치되는 전극들의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따라 장치에 배치되는 EEG 전극들을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 다른 일실시예에 따른 장치를 도시하는 블록도이다.
도 6은 일실시예에 따른 장치를 사용자가 착용하고 차량에 탑승한 모습이다.
도 7은 또 다른 일실시예에 따른 장치를 도시하는 블록도이다.
1 is a block diagram showing a device according to one embodiment.
Figure 2 is an exemplary outline diagram for explaining the structure of a device according to an embodiment.
FIG. 3 is a diagram for explaining the structure of one side of the device according to the embodiment of FIG. 2 and the positions of electrodes disposed thereon.
Figure 4 is a diagram for explaining EEG electrodes disposed in a device according to one embodiment.
Figure 5 is a block diagram showing a device according to another embodiment.
Figure 6 shows a user wearing a device according to an embodiment and boarding a vehicle.
Figure 7 is a block diagram showing a device according to another embodiment.
이하에서, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 권리범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the scope of rights is not limited or limited by these embodiments. The same reference numerals in each drawing indicate the same members.
아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.The terms used in the description below have been selected as general and universal in the related technical field, but there may be different terms depending on technological developments and/or changes, customs, technicians' preferences, etc. Accordingly, the terms used in the description below should not be understood as limiting the technical idea, but should be understood as illustrative terms for describing embodiments.
또한 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the detailed meaning will be described in the relevant description section. Therefore, the terms used in the description below should be understood based on the meaning of the term and the overall content of the specification, not just the name of the term.
실시예들에 따른 장치들(100, 200, 500, 600, 700)은 전자 장치(electronic device)일 수 있다. 도시된 바와 같이 전자 장치는, 그 자체로 전용 하드웨어와 펌웨어를 통해 독자적으로 동작 가능한 형태일 수도 있다. 그러나, 전자 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 예측할 수 있듯이 도시된 장치들(100, 200, 500, 600, 700)에는 전극과 회로보드 등의 하드웨어가 구비되고, 적어도 일부의 외부 컴퓨팅 장치(미도시)에 의해 연동되어 동작하는 것도 가능하며, 이러한 경우라도 실시예들을 통해 설명되는 발명의 사상을 변경하지 않는 한에서는 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
이를테면, 도시된 장치들이 시스템온칩(system-on-chip) 형태의 하드웨어 및/또는 어플리케이션 소프트웨어에 의해 구현되는 컴퓨팅 장치로부터 전기적 또는 전자기적 신호를 받아 동작되는 경우가 가능하다. 이러한 컴퓨팅 장치에는 예를 들면, 스마트 폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 화상 전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예: 전자 안경과 같은 head-mounted-device(HMD), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 스마트 와치(smart watch), 또는 이동수단(vehicle)의 전장시스템 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.For example, it is possible for the illustrated devices to be operated by receiving electrical or electromagnetic signals from a computing device implemented by system-on-chip hardware and/or application software. Such computing devices include, for example, smart phones, tablet personal computers, mobile phones, video phones, e-book readers, desktop personal computers, A laptop personal computer, netbook computer, personal digital assistant (PDA), portable multimedia player (PMP), MP3 player, mobile medical device, camera, or wearable device (e.g. : Head-mounted-device (HMD) such as electronic glasses, electronic clothing, electronic bracelet, electronic necklace, electronic accessory, electronic tattoo, smart watch, or electronic system of a vehicle It can contain at least one.
이동수단의 전장 시스템에는, 이를테면 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치 및 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The electronic system of the means of transportation may include at least one of, for example, automotive infotainment devices, marine electronic equipment (e.g. marine navigation systems and gyro compasses, etc.), avionics, security devices, and vehicle head units. there is.
또한, 장치들(100, 200, 500, 600, 700)이 가상 환경의 멀미를 예방 및 완화하는 용도로 특별히 설계된 때에는 컴퓨팅 장치는 가구(furniture), 건물/구조물에 실장되는 홈 인포테인먼트 시스템의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 입력장치(electronic signature receiving device), 디스플레이 장치(display device) 또는 프로젝터(projector) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이처럼 실시예들에 따른 장치들은 그 자체의 형태가 변형되거나, 일부 외부 컴퓨팅 장치에 의해 연동 및/또는 조작될 수도 있으며, 또한 장치들의 주용도가 멀미 예방 외의 다른 것에 있으면서 그러한 기능이 추가되는 형태도 있을 수 있음은 당업자에게 자명하다. 이하에서는 이러한 전제에서 구체적인 실시예들을 설명하기로 한다. 각 실시예들 마다 매번 언급하지 않더라도 위에서 언급한 변형들이 가능함을 전제한 것으로 이해되어야 한다.Additionally, when the
멀미의 원인과 자율신경계의 작용Causes of motion sickness and the action of the autonomic nervous system
멀미는 인체가 시각과 다른 감각의 차이가 발생하는 것을 위험 신호로 판단해서 일어나는 현상이다. 신체에 문제가 있다고 판단한 자율신경이 그 원인을 찾기 위해서 다른 감각을 예민하게 만드는 경향이 있으며, 특히 후각이 영향을 크게 받는다. 상한 음식물이나 독버섯 같은 독성 음식물의 영향일 수 있다고 보기 때문일 것으로 보인다.Motion sickness is a phenomenon that occurs when the human body judges the difference between vision and other senses as a danger signal. The autonomic nervous system, which determines that there is a problem with the body, tends to sensitize other senses to find the cause, and the sense of smell is especially greatly affected. This seems to be because it is believed that it may be an effect of toxic food such as spoiled food or poisonous mushrooms.
증상은 사람마다 조금씩 차이가 있으나 보통 혈압이 떨어져서 생기는 어지러움(현기증), 두통과 메스꺼움(구역질)을 느낀다. 식은땀이 흐르는 경우도 있고, 이유없는 트림이나 하품을 자주 하게 된다. 후각이 강화되고, 비위가 약해지고, 졸음을 느끼기도 하며, 특히 구역질이 심해지면 입안에서 신물이 나오고 끝내 구토 증상을 불러오며, 주변에도 파급되어 역시 멀미에 시달리던 다른 사람들까지 동반 구토를 하게 만들어 주변 사람들을 충격과 공포에 빠뜨리기도 한다.Symptoms vary slightly from person to person, but usually include dizziness, headache, and nausea caused by low blood pressure. Sometimes you break out in a cold sweat, and often burp or yawn for no reason. The sense of smell is strengthened, the stomach weakens, and you may feel drowsy. In particular, when nausea becomes severe, sour fluid comes out of the mouth and eventually causes vomiting. This spreads to the surrounding area, causing other people who are also suffering from motion sickness to vomit as well. It may cause shock and fear.
교통수단에서 내린 후에도 증상이 상당히 오래 지속된다. 최소 10분 이상, 평균적으로는 몇 시간 정도 지속된다. 심한 경우 2일 이상 지속되는 경우도 있다.Symptoms persist for quite a long time even after getting off the vehicle. It lasts at least 10 minutes and on average several hours. In severe cases, it may last more than 2 days.
위장에 연결된 부교감신경(미주신경)이 과다하게 흥분하면서 아세틸콜린과 히스타민이 지나치게 많이 나오고, 이런 신경전달물질들이 전정기관 등을 다시 자극하면 그 원인으로 연수의 구토 중추를 자극해서 발생하는 것으로 알려져있다. 결국 멀미를 유발하는 요인은 다양할 수 있지만, 멀미는 자율신경계의 조화와 균형이 깨어진 결과로 이해할 수 있다. 실시예들에 따르면, 미주신경에 전기자극을 주는 것으로 이러한 자율신경계의 문제를 완화 및 예방함으로써 멀미 증상이 발현되지 않도록 한다.It is known that the parasympathetic nerve (vagus nerve) connected to the stomach is overexcited, producing too much acetylcholine and histamine, and when these neurotransmitters stimulate the vestibular system again, it stimulates the vomiting center in the medulla oblongata. . Ultimately, the factors that cause motion sickness may be diverse, but motion sickness can be understood as a result of a disruption in the harmony and balance of the autonomic nervous system. According to embodiments, electrical stimulation of the vagus nerve is provided to alleviate and prevent problems with the autonomic nervous system, thereby preventing motion sickness symptoms from occurring.
미주신경 자극을 통한 멀미의 예방과 완화Prevention and relief of motion sickness through vagus nerve stimulation
미주신경은 뇌신경들 중의 하나로서 10번째 뇌신경에 해당된다. 미주신경은 뇌로부터 나와서 얼굴, 흉부, 복부에 걸쳐서 분포하고, 부교감신경섬유를 포함하는 혼합신경으로서 심장, 폐, 소화관 등에 작용하는 부교감신경의 조절에 관여한다. 12쌍의 뇌신경 중에서 가장 길고 복잡한 구조를 가지고 있으며, 감각신경섬유와 운동신경섬유를 모두 포함한다. 이 미주신경을 전기자극하면 대뇌 가소성(neural plasticity)을 향상시키고 뇌세포의 활성(neural activity)을 증가시킬 수 있으며, 자율 신경계의 활동 중에서도 특히 부교감 신경의 활동을 조절할 수 있다고 알려져 있다.The vagus nerve is one of the cranial nerves and corresponds to the 10th cranial nerve. The vagus nerve emerges from the brain and is distributed throughout the face, chest, and abdomen. It is a mixed nerve containing parasympathetic nerve fibers and is involved in the regulation of the parasympathetic nerves that act on the heart, lungs, and digestive tract. It is the longest and most complex of the 12 pairs of cranial nerves, and contains both sensory and motor nerve fibers. It is known that electrical stimulation of the vagus nerve can improve cerebral plasticity and increase neural activity, and can especially regulate the activity of the parasympathetic nerve among the activities of the autonomic nervous system.
실시예들에 따른 장치에 의해 미주신경이 자극됨으로써 부교감신경이 억제되고 교감신경이 활성화된다. 따라서 기존 멀미약의 기전과 유사하게 부교감신경 차단제(항콜린제), 진경제(항경련제), 교감신경흥분제의 작용으로 멀미가 완화된다. 앞서 언급한 바와 같이 종전에도 저주파 전기 자극 등으로 멀미를 완화하겠다는 아이디어는 몇몇 문헌에서 언급된 바 있으나, 미주신경과 무관하거나, 미주신경에 대한 자극을 적절히 설정하지 못하였거나, 멀미가 일어나는 기전과 상황에 맞게 적응적으로 대응하지 못하는 등의 한계가 있었고 실시예들은 이러한 점에서 차별성을 갖는다. 자세한 실시예들은 이하에서 도면을 참조하면서 설명한다.By stimulating the vagus nerve by the device according to the embodiments, the parasympathetic nerve is suppressed and the sympathetic nerve is activated. Therefore, similar to the mechanism of existing motion sickness drugs, motion sickness is alleviated by the action of parasympathetic nerve blockers (anticholinergics), antispasmodics (anticonvulsants), and sympathomimetics. As mentioned earlier, the idea of relieving motion sickness with low-frequency electrical stimulation has been mentioned in some literature, but it is unrelated to the vagus nerve, the stimulation for the vagus nerve was not properly set, or the mechanisms and situations in which motion sickness occur. There were limitations, such as not being able to respond adaptively, and the embodiments are differentiated in this respect. Detailed embodiments are described below with reference to the drawings.
멀미 방지 장치의 구성 및 기능Composition and functions of anti-motion sickness devices
도 1은 일실시예에 따른 장치(100)를 도시하는 블록도이다.Figure 1 is a block diagram showing a
장치(100)는 착용자의 귀에 착용되는 이어셋 형태의 자극 전달을 하여 사용자의 멀미를 방지하고 완화시킨다.The
일실시예에 따른 장치(100)는 착용자의 미주신경 중 서로 다른 부위에 접촉하여 전기 자극을 전달하는 복수 개의 전극(130)을 포함한다.The
프로세서(120)는 상기 복수 개의 전극을 각각 제어하여 자극의 세기 및 주파수 중의 적어도 하나를 제어한다. 일실시예에 따르면, 상기 전기 자극은 미리 지정된 크기 범위, 이를테면 7mA 이하 범위의 정전류 자극이다. 그리고 주파수는 30Hz에서 미리 지정된 범위 내에서 조정될 수 있다. 다만 프로세서(120)는 필요에 따라 이를 조정할 수 있으며, 조정이 필요한 다양한 경우들이 각각의 도면들을 참조하여 상세히 설명될 것이다.The
일실시예에 따르면 장치(100)에는 착용자의 왼쪽 귀에 접촉하는 제1 세트 및 착용자의 오른쪽 귀에 접촉하는 제2 세트를 포함하고, 상기 제1 세트 및 상기 제2 세트에는 동일한 수의 복수 개의 전극이 대칭된 구조로 각각 포함되는데, 이러한 구조는 도 2와 도 4를 참조하여 보다 상세히 후술한다.According to one embodiment, the
일실시예에 따르면, 상기 복수 개의 전극에는: 1) 인이어(in-ear) 방식으로 상기 착용자의 이개강을 통해서 외이도에 삽입되어 상기 외이도에 전기 자극을 전달하는 제1전극; 2) 상기 착용자의 이갑개정(cymba concha)에 접촉하는 제2전극; 3) 상기 착용자의 이주(tragus)에 접촉하는 제3전극; 및 4) 상기 착용자의 귀 뒷부분으로 돌아 접근하여 상기 착용자의 유양돌기(mastoid process)에 접촉되는 제4전극 중 적어도 두 개의 전극이 포함된다. 예시적으로, 그러나 한정되지 않게 상기 제1 세트 및 상기 제2 세트 각각에는 상기 제1전극 내지 상기 제4전극이 한조씩 대칭 배치된다. 이러한 전극들의 구조와 역할은 도 3을 참조하여 보다 상세히 후술한다.According to one embodiment, the plurality of electrodes include: 1) a first electrode that is inserted into the external auditory canal through the auricular cavity of the wearer in an in-ear manner and transmits electrical stimulation to the external auditory canal; 2) a second electrode in contact with the wearer's cymba concha; 3) a third electrode contacting the wearer's tragus; and 4) at least two of the fourth electrodes that approach the back of the wearer's ear and come into contact with the wearer's mastoid process. By way of example, but not limitation, a set of the first to fourth electrodes are symmetrically disposed in each of the first set and the second set. The structure and role of these electrodes will be described in more detail later with reference to FIG. 3.
일실시예에 따르면, 장치(100)는 외부 기기(101)와 통신 연결되어 외부 데이터를 수신하는 통신부(110)를 더 포함한다. 그리고 프로세서(120)는 상기 외부 데이터에 따라 상기 복수 개의 전극 중 적어도 하나의 출력을 적응적으로 조정할 수 있다.According to one embodiment, the
다른 일실시예에 따르면, 전극(130) 중 적어도 하나는 착용자의 세반고리관의 온도 변화를 유발하기 위해 열 에너지를 교환한다. 이러한 열 에너지의 교환은 피부와 접촉하는 전극이 순간적으로 접촉 부위에 열을 제공(공여)하거나 열을 흡수함으로써 피부의 온도 변화를 유발하는 것일 수 있다. 특히, 그러한 변화는 왼쪽 귀에서와 오른쪽 귀에서 차등적으로 발생하여 상기 착용자에게 감각의 변화를 유도하는 것일 수 있다.According to another embodiment, at least one of the
다른 일실시예에 따르면, 장치는 상기 착용자의 EEG를 측정하기 위한 복수 개의 EEG 전극을 더 포함한다. 이 경우 상기 복수 개의 EEG 전극은 상기 제1 세트 및 상기 제2 세트를 연결하는 연결부를 따라, 대칭적 어래이 형태로 좌우 균분 배치될 수 있다. 이러한 EEG 전극의 구조는 도 4를 참조하여 상세히 후술한다.According to another embodiment, the device further includes a plurality of EEG electrodes for measuring the wearer's EEG. In this case, the plurality of EEG electrodes may be evenly arranged left and right in a symmetrical array along the connection portion connecting the first set and the second set. The structure of these EEG electrodes will be described in detail later with reference to FIG. 4.
일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 복수 개의 EEG 전극의 측정 신호를 이용하여 상기 착용자의 시각 정보 변화에 대응하는 제1 가속도 벡터(a1)을 계산하고, 상기 제1 가속도 벡터(a1)과 장치(100)를 착용한 착용자에게 실제 가해지고 있는 제2 가속도 벡터(a2)와의 차이가 줄어들도록 상기 복수 개의 전극(130) 각각의 세기 또는 주파수를 변경시킬 수 있다. 일부 다른 실시예에서는 상기 제2 가속도 벡터(a2)가 외부 기기(101)로부터 수신하는 정보에 의해 획득될 수 있다. 예시적으로, 그러나 한정되지 않게 외부 기기(101)는 자동차, 배, 비행기 등의 교통수단 및/또는 그러한 교통수단에 연결된 온보드진단(OBD: On Board Diagnostics), 스마트폰, 내비게이션, 블랙박스 등일 수 있다.According to one embodiment, the
멀미 방지 장치의 예시적 구조Exemplary structure of anti-motion sickness device
도 2는 일실시예에 따른 장치(200)의 구조를 설명하기 위한 예시적 외형도이다. 본 실시예에서 장치(200)의 전체적인 형상은 왼쪽(L) 유닛(210)과 오른쪽(R) 유닛(220)이 연결부(230)에 의해 잡혀있는 구조로, 넥밴드 형(neck band-type) 이어폰들과 유사해보인다. 다만, 유닛들(210, 220)은 미주신경 자극을 위해 복수의 전극들을 포함하므로 그 구조와 기능에 있어서 일반적인 이어폰들과 차이가 있다. 각 유닛에서 전극들의 구조, 그리고 연결부에 포함될 수 있는 EEG 전극의 구조와 배치를 이해하기 위해 도 3 내지 도 4를 함께 참고하며 설명한다.Figure 2 is an exemplary outline diagram for explaining the structure of the device 200 according to an embodiment. In this embodiment, the overall shape of the device 200 is a neck band-type structure in which the left (L) unit 210 and the right (R) unit 220 are held by the connection portion 230. It looks similar to earphones. However, since the units 210 and 220 include a plurality of electrodes for vagus nerve stimulation, their structure and function are different from general earphones. In order to understand the structure of the electrodes in each unit and the structure and arrangement of the EEG electrodes that may be included in the connection part, the description will be made with reference to FIGS. 3 and 4.
도 3은 도 2의 실시예에 따른 장치의 일측의 구조 및 그 위에 배치되는 전극들의 위치를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a diagram for explaining the structure of one side of the device according to the embodiment of FIG. 2 and the positions of electrodes disposed thereon.
전극들의 종류와 역할Types and roles of electrodes
제1전극(310)은 인이어(in-ear) 방식으로 착용자의 이개강을 통해서 외이도에 삽입됨으로써 외이도에 접촉하는 전극이다. 귀에서 안쪽으로 위치하는 외이도에 삽입되어 접촉하기 때문에, 제1전극(310)은 이어버드들의 형식으로 돌출 구성되며 전극의 접촉을 높이면서 쉽게 빠지지 않도록 고정하기 위해 복수 개의 돌출 날개들(311)를 가질 수 있다.The first electrode 310 is an electrode that contacts the external auditory canal by being inserted into the external auditory canal through the wearer's ear canal using an in-ear method. Since it is inserted into and contacts the external auditory canal located inward from the ear, the first electrode 310 is configured to protrude in the form of an earbud and has a plurality of protruding wings 311 to increase the contact of the electrode and fix it so that it does not fall out easily. You can have it.
외이도에 접촉하는 제1전극(310)은 유연성과 탄성복원력을 갖는 전도성 폴리머로 구성하면, 전기를 통하면서도 사람마다 차이가 있는 외이도의 크기에 맞춰 적절하게 변형될 수 있으며, 외이도에의 밀착력이 높아진다. 그리고 외이도에서 빼낸 이후에는 전극이 원래의 모양과 크기로 복원될 수 있으며, 반복 사용 과정에서 변형에 의한 문제가 발생하지 않는다. 전도성 폴리머를 적용한 제1전극(310)의 구조와 형태는 이어폰 등에서 폴리머를 이용하여 밀폐 및 내부 밀착을 도모하는 구성을 적용할 수 있다.If the first electrode 310 in contact with the external auditory canal is made of a conductive polymer with flexibility and elastic recovery, it can conduct electricity and be appropriately deformed to suit the size of the external auditory canal, which varies from person to person, and increases adhesion to the external auditory canal. . And after being removed from the ear canal, the electrode can be restored to its original shape and size, and no problems due to deformation occur during repeated use. The structure and shape of the first electrode 310 using a conductive polymer can be applied to earphones, etc. to achieve sealing and internal adhesion using polymer.
또한, 전도성 폴리머를 적용한 제1전극(310)은 탈착이 가능한 형태로 제작함으로써 전극만을 교체하도록 구성할 수 있으며, 다양한 크기로 제작하여 사용자에 따라서 교체하여 사용할 수 있고, 전극에 파손이 발생한 경우에 전극만을 교체하여 사용할 수 있다.In addition, the first electrode 310 using a conductive polymer can be manufactured in a detachable form so that only the electrode can be replaced. It can be manufactured in various sizes and replaced according to the user, and can be used in case of damage to the electrode. It can be used by replacing only the electrode.
한편, 장치(200) 내에는 소리 발생을 위한 음향 유닛(미도시)이 구비될 수 있고, 외이도에 삽입되는 제1전극(310)에 인접한 소리 출력 통로(312)를 통해서는 소리 또는 음파를 전달할 수 있으며, 자율신경계의 안정을 위한 음악이나 음향, 또는 사용자가 본인이 좋아하는 음악이나 기타 음원을 듣도록 음파를 전달할 수 있다. 명상이나 심적 안정을 유도할 수도 있지만, 본인이 좋아하는 음악이나, 관심 있는 영상을 보면서도 자율신경계의 불안정이 해소될 수 있기에 음원을 특별히 어떤 특정 음원으로 한정할 필요는 없고 착용자가 선택에 따라 장치(200)가 제공하는 음악을 듣거나 본인이 선택한 음원을 듣는 것은 얼마든지 가능하다.Meanwhile, an acoustic unit (not shown) for sound generation may be provided within the device 200, and sound or sound waves may be transmitted through the sound output passage 312 adjacent to the first electrode 310 inserted into the external auditory canal. It can transmit music or sounds to stabilize the autonomic nervous system, or sound waves so that users can listen to their favorite music or other sound sources. It can induce meditation or mental stability, but instability in the autonomic nervous system can also be relieved by listening to your favorite music or watching a video of interest, so there is no need to limit the sound source to any specific sound source, and the wearer can choose the device (or device) according to his or her choice. It is possible to listen to music provided by 200) or a sound source of your choice.
이러한 소리자극을 통해서 대뇌피질의 활성을 조절할 수 있으며 이러한 효과는 대뇌가소성(neural plasticity)에 기반하여 퇴행성 뇌질환과 관련된 신경 시냅스에 영향을 미쳐 변화를 촉진할 수 있다. 설명되는 실시예들에 따른 비침습적 미주신경 자극은 고립핵(Nucleus tractus solitarius)과 청반(Locus Cceruleus), 기저핵(Nucleus basalis)를 거쳐 대뇌피질을 자극하여 대뇌의 신경가소성(Neural plasticity)를 향상시킬 수 있어, 새로운 시냅스의 형성을 촉진하여 학습능력을 향상시킬 수 있다.Through these sound stimuli, the activity of the cerebral cortex can be regulated, and this effect can promote changes by influencing neural synapses related to degenerative brain diseases based on neural plasticity. Non-invasive vagus nerve stimulation according to the described embodiments stimulates the cerebral cortex via the Nucleus tractus solitarius, Locus Cceruleus, and Nucleus basalis to improve cerebral neural plasticity. This can improve learning ability by promoting the formation of new synapses.
제2전극(320)은 착용자의 이갑개정(cymba concha)에 접촉하는 전극이다. 일실시예에 따른 장치(200)는 외이도와 이갑개정에 접촉하여 전기자극을 전달하는 전극을 각각 구비하며, 제2전극(320)은 이갑개정에 접촉하여 전기자극을 전달한다. 이때, 사람의 이갑개정은 이륜각의 위쪽에서 오목하게 배치되기 때문에, 제2전극(320)은 이갑개정의 모양을 따라 돌출되는 윙(wing) 형태일 수 있다.The second electrode 320 is an electrode that contacts the wearer's cymba concha. The device 200 according to one embodiment includes electrodes that transmit electrical stimulation by contacting the external auditory canal and the conchae, and the second electrode 320 transmits electrical stimulation by contacting the conchae. At this time, since a person's conchae concha is disposed concavely above the auricle, the second electrode 320 may be in the form of a wing that protrudes along the shape of the conchae.
일실시예에 따르면, 그러나 이에 한정되지 않게, 이갑개정에 접촉하는 제2전극(320)은 유연성과 탄성복원력을 갖는 윙 타입의 전도성 폴리머로 구성되며, 전기를 통하면서도 사람마다 차이가 있는 이갑개정의 구조와 크기에 맞춰 적절하게 변형되어 삽입된 후 그 복원력에 의해 이갑개정에 대한 밀착력이 높아진다. 전기 자극 전달과 관련해서는 앞서 언급한 바와 같다.According to one embodiment, but not limited thereto, the second electrode 320 in contact with the conchae is made of a wing-type conductive polymer with flexibility and elastic recovery, and although it conducts electricity, it varies from person to person. After it is properly modified and inserted according to its structure and size, its restoring force increases the adhesion to the conchae revision. Regarding the transmission of electrical stimulation, it is the same as mentioned above.
일실시예에 따르면 장치(200)에는 이주(tragus)에 접촉하는 제3전극(330)이 더 포함된다. 제3전극(330)은 제1전극(310)이 외이도에 일정정도 이상 삽입되면 제3전극(330)이 이주 표면을 살짝 누르면서 자연스럽게 밀착 접촉하는 구조이다. 이주의 경우 사람마다 크기, 모양 위치가 약간씩은 다르므로 이주면에 접촉할 제3전극(330)은 착용자 얼굴의 길이 방향으로 좀 길게 연장되어 넓은 범위를 커버하도록 성형되어 있다. 그 소재는 전도성 폴리머를 포함한 전도성물질 중에서 선택된다.According to one embodiment, the device 200 further includes a third electrode 330 that contacts the tragus. The third electrode 330 is structured so that when the first electrode 310 is inserted into the external auditory canal to a certain extent, the third electrode 330 naturally comes into close contact with the tragus surface by lightly pressing it. In the case of the tragus, the size, shape, and location are slightly different for each person, so the third electrode 330 to be in contact with the tragus is molded to extend slightly in the longitudinal direction of the wearer's face to cover a wide area. The material is selected from conductive materials including conductive polymers.
일실시예에 따르면 장치(200)는 귀의 뒷부분으로 가서 착용자의 유양돌기(mastoid process)에 접촉되는 제4전극(340)을 포함한다. 제4전극(340) 역시 전도성 실리콘 등 전도성 폴리머로 구성될 수 있으며, 유양돌기에 잘 접촉하도록 되어야 한다. 왼쪽 유닛(210) 측이 도시되고 있으나, 도 2를 함께 참고하여 보면 연결부(230)의 탄성이 왼쪽 유닛(210)과 오른쪽 유닛(220) 각각에 하나씩 있는 제4전극을 착용자 머리쪽으로 누름으로써 제4전극(340)은 유양돌기를 살짝 누르며 접촉을 유지할 수 있다. 나아가 땀이 많은 곳임을 감안하여 제4전극(340)의 표면은 미끄러짐에 대한 마찰이 강하여 접촉점을 유지할 수 있는 소재로 처리될 수도 있다.According to one embodiment, the device 200 includes a fourth electrode 340 that goes to the back of the ear and contacts the wearer's mastoid process. The fourth electrode 340 may also be made of a conductive polymer such as conductive silicon, and must be in good contact with the mastoid process. Although the left unit 210 side is shown, referring to FIG. 2, the elasticity of the connection portion 230 can be adjusted by pressing the fourth electrode, one on each of the left unit 210 and the right unit 220, toward the wearer's head. The 4-electrode 340 can maintain contact by lightly pressing the mastoid process. Furthermore, considering that this is a place where there is a lot of sweat, the surface of the fourth electrode 340 may be treated with a material that has strong friction against slipping and can maintain a contact point.
유양돌기 부분을 제4전극(340)이 접촉하여 전기자극 함으로써 갈바닉 전정자극을 통해 자율신경계의 안정이 높아질 수 있다. 일실시예에 따르면 제1전극(310) 내지 제4전극(340)의 4 개 전극은 동시에, 또는 각각의 조합에 대해 교번하며 착용자의 신체에 전기 자극을 인가한다.By electrically stimulating the mastoid part by contacting the fourth electrode 340, the stability of the autonomic nervous system can be increased through galvanic vestibular stimulation. According to one embodiment, the four electrodes of the first electrode 310 to the fourth electrode 340 apply electrical stimulation to the wearer's body simultaneously or alternately for each combination.
일실시예에 따르면 자극 전류는 최대 7mA 이하의 세기로, 정전류 자극으로 제공된다. 본 발명자들의 그간의 실험 결과, 30Hz 정도의 자극일 때 10mA보다 작은 범위에서 미주신경 자극의 효과와 안전성, 사용자의 착용감이 가장 좋은 타협을 이루는 점이 발견되었다.According to one embodiment, the stimulation current is provided as constant current stimulation with an intensity of up to 7 mA or less. As a result of the present inventors' experiments so far, it was discovered that the effect and safety of vagus nerve stimulation, and the user's wearing comfort are the best compromise in a range less than 10 mA when stimulation is about 30 Hz.
감각의 유도induction of sensation
한편 다른 일실시예에 따르면, 제1전극(310) 내지 제4전극(340) 중 적어도 일부, 특히 제1전극(310)에는 접촉하는 착용자 피부로 온도 자극을 하는 구성이 포함될 수 있다. 이비인후과에서 전정 검사 시 칼로릭 테스트(caloric test)를 하는 경우가 있는데 이는 온도 자극이 전정 반응의 변화를 유도함을 의미한다. 검사 때는 그러한 전정 반응 변화가 기울어지거나 회전하는 것처럼 정상적으로 느껴지는지의 여부를 시험하는 것이라면, 본 실시예에서는 자율신경계의 안정을 위해 앞서 언급한 전기 자극, 그리고 소리 자극에 더해 온도 자극을 인가하는 것이다. 온도 자극을 통해 기울어지거나 회전하는 느낌을 인위적으로 유도함으로써 현재 시각 정보와 감각 정보 양쪽이 뇌에서 인지되는 것의 불일치를 해소시키는 데에 기여할 수 있다. 본 실시예는 이러한 것을 멀미의 예방이나 완화에 활용하는 것이다.Meanwhile, according to another embodiment, at least some of the first to fourth electrodes 310 to 340, especially the first electrode 310, may include a component that provides thermal stimulation to the wearer's skin that comes into contact with it. In otolaryngology, a caloric test is sometimes performed during vestibular examination, which means that temperature stimulation induces changes in vestibular response. While the test is to test whether such changes in vestibular response are normally felt like tilting or rotating, in this embodiment, temperature stimulation is applied in addition to the electrical stimulation and sound stimulation mentioned above to stabilize the autonomic nervous system. By artificially inducing the feeling of tilt or rotation through temperature stimulation, it can contribute to resolving the discrepancy between what is currently perceived in the brain by both visual and sensory information. This embodiment uses this to prevent or alleviate motion sickness.
액티브 무브먼트 캔슬링(Active Movement Cancelling)Active Movement Cancelling
일실시예에 따르면 장치(200)는 사람의 뇌파를 센싱하여 사용자가 보는 시각정보를 개략적으로 파악한다. 양쪽 눈으로 앞을 보고 있을 때 보고 있는 풍경이 정적이거나 동적인 것은 뇌파를 이미징화하거나, 또는 뇌 활성화 부위의 대칭성을 전기적으로 관찰하여 파악 가능하다는 사례는 ‘Mayo Clinic’s Galvanic Vestibular Stimulation(GVS) Technology’ 등에서 알려져 있다. 문제는 이렇게 파악되는 인체의 시각 정보 인식이 특정 방향으로의 움직임을 뇌에 인식시키는데, 실제로는 몸이 그러한 방식으로 움직이지 않아서 전정기관 등 감각계에서 느끼는 감각에 의한 뇌의 인식과 불일치가 있는 경우이다. 이러한 경우 사람은 그러한 정보 불일치에 의해 어지러움과 멀미를 느낄 수 있다.According to one embodiment, the device 200 senses a person's brain waves and roughly grasps the visual information seen by the user. An example of how the static or dynamic landscape seen when looking forward with both eyes can be determined by imaging brain waves or electrically observing the symmetry of brain activation areas is 'Mayo Clinic's Galvanic Vestibular Stimulation (GVS) Technology'. etc. are known. The problem is that the visual information recognition of the human body as understood in this way causes the brain to recognize movement in a specific direction, but in reality, the body does not move in that way, so there is a discrepancy with the brain's perception of the senses felt by the sensory system such as the vestibular system. . In these cases, people may feel dizzy and motion sick due to such information inconsistency.
이에 본 실시예에서는 사용자가 시각적으로 움직임을 어느 방향으로 인지하고 있는가, 즉 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw) 방향의 회전 움직임, 전진 방향으로의 움직임, 뒤로 물러나는 후퇴 움직임, 또는 보고 있는 방향에서 옆을 좌 또는 우를 향하여 움직이고 있는 움직임(달리는 차에 탑승한 상태에서 옆 차창을 통해 사물을 보고 있는 경우나, VR 디스플레이를 통해 비슷한 경험을 하는 때) 등을 파악한다. 그리고 그러한 시각 인지 정보가 실제 몸의 움직임 가속도와 다르다면 이를 보상할 방법(전기 자극이나 온도차 유발을 통해 보상하는 감각을 인위로 만들어서 느끼게 하거나, 적어도 일시적으로 자극을 높여 자율신경계를 조정하거나, 또는 다른 자극을 통해 그러한 시각적 부조화에 집중하지 못하게 하는 것, 및 이들 방법의 조합)을 수행한다. 이를 본 명세서에서는 움직임으로 인한 시각 인지와의 부조화 상쇄라는 의미에서 액티브 무브먼트 캔슬링(Active Movement Cancelling: AMC) 또는 능동 가속 상쇄(Active Acceleration Cancelling: AAC) 기술이라고 명명한다.Accordingly, in this embodiment, in which direction the user visually perceives the movement, that is, rotational movement in the roll, pitch, and yaw directions, movement in the forward direction, movement backward, Or, it detects movement toward the left or right from the direction you are looking (such as when looking at an object through the window of a car while riding in a running car, or when experiencing a similar experience through a VR display). And if such visual perception information is different from the actual body movement acceleration, there is a way to compensate for this (artificially creating and feeling a compensating sensation through electrical stimulation or temperature difference, at least temporarily increasing the stimulation to adjust the autonomic nervous system, or other methods) distracting attention from such visual incongruities through stimulation, and combinations of these methods). In this specification, this is referred to as Active Movement Cancelling (AMC) or Active Acceleration Cancelling (AAC) technology in the sense of offsetting dissonance with visual perception due to movement.
주변 소음과 반대 음파를 통해 상쇄간섭을 일으킴으로써 소음이 안 들리게 하는 액티브 노이즈 캔슬링과 비슷한 원리이다. 시각정보에서 인지되는, 따라서 뇌는 그렇게 몸이 움직일 것이라고 생각하고 정보 처리를 하는 움직임에 의한 계산/추정된 가속도를 a1 벡터라고 하면, 이와 반대 벡터인 a2 벡터에 대응하는 감각을 전기적, 소리적, 온도적(열적) 차별로 만들어주는 것이다. 소리로 치면 다채널 스피커에서 전/후/좌/우 스피커의 밸런싱을 실시간으로 조정하면서 마치 시각적으로 보이는 객체가 실제 소리를 내며 지나가는 것처럼 만드는 것과 유사하다. 전기적으로 미주신경을 자극할 때도 전/후/좌/우를 달리 자극하면서 이러한 밸런스 차이를 어느 정도 만들 수 있다. 또한, 이비인후과의 전정 검사 때 따뜻한 물과 같은 것을 한쪽 귀에 접하게 하여 회전의 느낌을 만들어내는 것과 같이 실시예에 따르면 열적 차이를 통해 회전 감각을 만들어내는 것이 가능하다.It is a similar principle to active noise canceling, which prevents noise from being heard by causing destructive interference through sound waves opposing the surrounding noise. If the calculated/estimated acceleration due to movement, which is perceived from visual information and therefore the brain thinks the body will move and processes information, is called the a1 vector, then the sensation corresponding to the a2 vector, which is the opposite vector, is felt electrically, soundly, This creates thermal (thermal) discrimination. In terms of sound, it is similar to adjusting the balance of the front/rear/left/right speakers in real time in a multi-channel speaker, making it seem as if a visually visible object is passing by with actual sound. Even when electrically stimulating the vagus nerve, this balance difference can be created to some extent by stimulating the front/back/left/right differently. In addition, just as a feeling of rotation is created by exposing something like warm water to one ear during a vestibular examination in an otolaryngology department, according to an embodiment, it is possible to create a feeling of rotation through thermal differences.
도 4는 일실시예에 따라 장치에 배치되는 EEG 전극들(411 내지 415)을 설명하기 위한 도면이다. 앞서 언급하였듯이 뇌의 어느 부분이 활성화되는지를 전기적으로 시각화하고, 그 대칭성에 대해 분석해야 하므로 본실시예에 따른 EEG 전극들(411 내지 415)는 좌우 대칭(symetric)으로 배치된다. 연결부(230) 내부에는 5축 또는 7축 자이로센서(gyro sensor) 및/또는 가속도센서가 포함될 수 있다. 그러한 실시예에서는 EEG 전극들(411 내지 415)를 통한 뇌 활성화로 추정되는 시각 인지 가속도 a1 벡터, 이러한 센서가 인지하는 가속도인 a2 벡터가 각각 계산 또는 추정되고, 이 a1과 a2의 차이를 최소화하는 방향으로 제3의 벡터 a3가 합성된다. 엄밀히는 벡터 a3가 존재한다고 하는 감각 정보를 전기, 소리, 열 등의 자극으로 착용자에게 착각 시킨다. 따라서, (a1 = a2 + a3)의 등식이 성립하거나, 실질적으로 성립되도록 한다면 시각 인지 부조화라는 멀미 유발 원인은 상쇄될 수 있다. 이러한 액티브 무브먼트 캔슬링은 도 6에서도 활용된다.FIG. 4 is a diagram for explaining EEG electrodes 411 to 415 disposed in a device according to an embodiment. As mentioned earlier, since it is necessary to electrically visualize which part of the brain is activated and analyze its symmetry, the EEG electrodes 411 to 415 according to this embodiment are arranged symmetrically. A 5-axis or 7-axis gyro sensor and/or an acceleration sensor may be included inside the connection unit 230. In such an embodiment, the visually perceived acceleration a1 vector, which is estimated by brain activation through the EEG electrodes 411 to 415, and the a2 vector, which is the acceleration perceived by these sensors, are calculated or estimated, respectively, and the difference between a1 and a2 is minimized. A third vector a3 is synthesized in this direction. Strictly speaking, the sensory information that vector a3 exists is used to confuse the wearer with stimulation such as electricity, sound, or heat. Therefore, if the equation (a1 = a2 + a3) is established or is actually established, the cause of motion sickness called visual cognitive dissonance can be offset. This active movement cancellation is also utilized in Figure 6.
차량 등 외부기기부터 차량 정보를 받아 동작하는 커넥티드 컨트롤Connected control that receives vehicle information from external devices such as vehicles and operates
도 5는 다른 일실시예에 따른 장치를 도시하는 블록도이다.Figure 5 is a block diagram showing a device according to another embodiment.
장치(500)의 통신부(510)는 외부 기기로부터 차량의 움직임 정보를 수신한다. 외부기기는 차량 자체일 수 있다. 이 경우 차량의 OBD 데이터를 실시간으로 수신하는 것이 될 것이다. 다른 실시예에서는, 차량에 부착된 다른 전자적 장비, 이를테면 블랙박스나 내비게이팅장치, 또는 사용자 스마트폰 등으로부터 차량의 움직임 정보를 수신하는 것일 수도 있다. 차량 움직임에 따른 가속도의 방향과 크기, 특히 회전가속도가 포함된 정보를 받는 것이 가장 좋다. 그러나 속도 정보를 미분하고, 조향 정보, 가속페달이나 브레이크페달의 동작 정보 등을 통해 가속도를 간접적으로 계산하는 것도 가능하다.The
이러한 차량으로부터의 정보를 대체하여, 또는 이와 함께 장치(500) 자체에 탑재된 센서(540), 이를테면 자이로센서가 장치(500)의 착용자에 가해지는 선형 및/또는 회전 가속도를 실시간으로 계산할 수 있다.Instead of, or in conjunction with, this information from the vehicle, a
그러면 프로세서(520)는 상기한 액티브 무브먼트 캔슬링(AMC) 또는 액티브 가속도 캔슬링(AAC)을 위해 전극들(530) 각각을 통해 착용자에게 주어야 할 자극의 정도를 결정하여 전극(530)에 신호를 제공한다. 전극(530)의 예시적 구조는 도 2 내지 도 4를 통해 상술한 바와 같다.Then, the
이러한 차량 정보 연동은 마치 최근 애플 카플레이(Apple carplay) 또는 안드로이드 오토 등 커넥티드 드라이브처럼, 승객이 스스로 탑승한 차량으로부터 차량의 움직임 정보를 받아, 멀미 예방 및 완화를 위한 자극 생성에 활용할 수 있도록 하기에 본 명세서에서는 이를 ‘커넥티드 컨트롤’이라고 명명하였다.This vehicle information linkage, like the recent connected drives such as Apple CarPlay or Android Auto, allows passengers to receive vehicle movement information from the vehicle they are riding in and use it to generate stimulation to prevent and alleviate motion sickness. In this specification, this is called ‘connected control’.
도 6은 일실시예에 따른 장치(600)를 사용자가 착용하고 차량에 탑승한 모습이다. 차량(610) 내에서 장치(600)가 주는 자극, 이를테면 전기자극과 소리자극 등을 통해 멀미를 방지하거나 덜 느끼게 된다. 앞서 언급한 바와 같이 장치(600)는 홀로(stand alone) 동작될 수도 있지만, 도 5를 참고하여 설명한 커넥티드 컨트롤에 따라, 다른 기기들 이를테면 차량(610)과 연결되어 정보를 받으며 동작할 수도 있다. 예시적으로, 그러나 한정되지 않게, 이러한 정보 전송은 표준 또는 산업표준에 의해 정립되어 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 방식으로 스트리밍될 수도 있다. 그러면 여러 명의 탑승객이 각각 가진 장치들(600)을 이용하여 본인의 설정에 맞는 정도로 개인화된 자극을 누리며 멀미 방지를 할 수 있다. 또한 멀미 방지 외에도 이러한 커넥티드 컨트롤은 차량의 시트 제어나 날씨에 따른 음악 재생 등 다른 부가적 요소를 통한 재미와 주의 환기를 통해 사람의 자율신경계를 안정화시키는 데에 함께 기여할 수도 있다.Figure 6 shows a user wearing a
나아가, 장치(600)에는 도 4나 도 5에서 설명한 것과 같이 EEG 센서가 포함될 수도 있기 때문에 승객의 현재 상태, 이를테면 수면 중이라던가, 불안함을 느낀다던가, 어지럽다던가, 흥분했다던가 하는 정보를 차량쪽에 공유할 수도 있다. 그러면 운전자가 정보를 파악할 수도 있고, 차량의 음악이나 조명 제어에 활용될 수도 있다. 즉, 커넥티드 컨트롤 기술에 의해 장치(600)가 차량(610) 또는 차량과 연결된 다른 기기들(미도시)과 연동하는 것은 여러 가지 추가 응용의 가능성을 제공한다. 넓게 생각하면 승객의 생체정보를 차량측에 제공하는 것, 그리고 차량의 움직임 정보나 주변 정보를 승객에게 실시간 제공하는 것의 연동이 새로운 산업과 건강관리의 기술들의 중요한 관점 변화를 가져올 것이다.Furthermore, the
도 7은 또 다른 일실시예에 따른 장치(700)를 도시하는 블록도이다. 프로세서(720)과 전극(730)에 대해서는 도 1 내지 도 6을 참조하여 앞서 설명한 다양한 실시예들을 참고하여 이해할 수 있다. 도 3에서도 잠깐 언급한 바 있으나, 소리출력부(740)이 착용자의 멀미를 방지 및 완화하는 다양한 형태의 소리 자극을 함께 제공할 수 있다. 예시적으로, 그러나 한정되지 않게 소리 출력부(740)은 도 3을 참조하여 설명한 외이도 삽입용 제1전극(310)에 인접한 소리 출력 통로(312)를 통해서는 소리 또는 음파를 착용자에게 전달할 수 있다.Figure 7 is a block diagram showing a
이러한 소리 자극은 자율신경계의 안정을 위한 음악이나 음향, 또는 사용자가 본인이 좋아하는 음악이나 기타 음원일 수 있다. 나아가, 중요한 상황에서는 상술한 커넥티드 컨트롤 기술에 의해 통신부(710)을 통해 수신되는 차량의 안내방송이나, 내비게이션과 연동된 차량의 구동에 관한 정보(예를 들면 “차량이 곧 우회전 합니다”. “차량이 급정거 합니다” 등) 등일 수도 있다. 또한 충돌이나 사고가 예상되는 경우 강한 위급 경보 정보를 출력하는 것도 가능하다.This sound stimulus may be music or sound to stabilize the autonomic nervous system, or the user's favorite music or other sound source. Furthermore, in important situations, vehicle announcements received through the
반대로, 수시로 차량의 정보를 전달하는 것이 아니라, 차량과 도로의 상황에 대해 인지적으로 차단시켜주는 명상 사운드, ASMR, 심적 안정을 유도할 수 있는 명상 음악 등이 제공될 수도 있다. 또한, 착용자 본인의 선택에 따라서는 본인이 좋아하는 음악이나, 관심 있는 영상의 소리가 제공될 수도 있다.Conversely, rather than providing vehicle information from time to time, meditation sounds, ASMR, and meditation music that can induce mental stability may be provided to cognitively block vehicle and road conditions. Additionally, depending on the wearer's choice, the wearer may be provided with the sound of his or her favorite music or video of interest.
이처럼 어떤 음악, 어떤 사운드이든 일부 실시예로 국한되는 것은 아니다. 사용자는 자기에게 맞는 음원을 소리출력부(740)을 통해 제공받음으로써 자율신경계의 불안정을 완화 및 극복할 수 있다는 점이 본 실시예에서 설명되는 사항이다.In this way, any music or sound is not limited to some embodiments. This embodiment explains that the user can alleviate and overcome the instability of the autonomic nervous system by receiving a sound source suitable for the user through the
알려진 바에 따르면 특정 소리자극을 통해서 대뇌피질의 활성이 조절되며, 이러한 효과는 대뇌가소성(neural plasticity)에 기반하여 퇴행성 뇌질환과 관련된 신경 시냅스에 영향을 미쳐 변화를 촉진할 수 있다. 실시예들에 따른 비침습적 미주신경 자극은 고립핵(Nucleus tractus solitarius)과 청반(Locus Cceruleus), 기저핵(Nucleus basalis)를 거쳐 대뇌피질을 자극하여 대뇌의 신경가소성(Neural plasticity)를 향상시킬 수 있어, 새로운 시냅스의 형성을 촉진하여 여러 인지능력을 향상시킬 수 있다. 소리자극에 의한 대뇌 시냅스의 변화는 본 발명의 비침습적 미주신경 자극에 의한 대뇌 가소성의 향상과 시너지를 유발하여 자율신경계의 안정 효과를 향상시킬 수 있다.It is known that the activity of the cerebral cortex is regulated through specific sound stimuli, and this effect can promote changes by influencing neural synapses related to degenerative brain diseases based on neural plasticity. Non-invasive vagus nerve stimulation according to embodiments can improve cerebral neural plasticity by stimulating the cerebral cortex through the Nucleus tractus solitarius, Locus Cceruleus, and Nucleus basalis. , it can improve various cognitive abilities by promoting the formation of new synapses. Changes in cerebral synapses caused by sound stimulation can synergize with the improvement of cerebral plasticity caused by the non-invasive vagus nerve stimulation of the present invention, thereby improving the stabilizing effect of the autonomic nervous system.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The device described above may be implemented with hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components. For example, devices and components described in embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA), It may be implemented using one or more general-purpose or special-purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. A processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications that run on the operating system. Additionally, a processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of software. For ease of understanding, a single processing device may be described as being used; however, those skilled in the art will understand that a processing device includes multiple processing elements and/or multiple types of processing elements. It can be seen that it may include. For example, a processing device may include multiple processors or one processor and one controller. Additionally, other processing configurations, such as parallel processors, are possible.
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), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, which may configure a processing unit to operate as desired, or may be processed independently or collectively. You can command the device. Software and/or data may be used on any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device to be interpreted by or to provide instructions or data to a processing device. , or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. Software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer-readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination. Program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Includes optical media (magneto-optical media) and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc. Examples of program instructions include machine language code, such as that produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
실시예들이 비록 한정된 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 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described with limited drawings, various modifications and variations can be made from the above description by those skilled in the art. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components are used. Alternatively, appropriate results may be achieved even if substituted or substituted by an equivalent.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims also fall within the scope of the claims described below.
100: 멀미 방지 전자 장치
110: 통신부
120: 프로세서
130: 전극들
100: Anti-motion sickness electronic device
110: Department of Communications
120: processor
130: electrodes
Claims (10)
상기 착용자의 미주신경 중 서로 다른 부위에 접촉하여 전기 자극을 전달하는 복수 개의 전극; 및
상기 복수 개의 전극을 제어하여 자극의 세기 및 주파수 중의 적어도 하나를 제어하는 프로세서
를 포함하는 장치.In a stimulation delivery device in the form of an earset worn on the wearer's ears,
a plurality of electrodes that contact different parts of the wearer's vagus nerve to deliver electrical stimulation; and
A processor that controls at least one of the intensity and frequency of stimulation by controlling the plurality of electrodes
A device containing a.
상기 장치는 상기 착용자의 왼쪽 귀에 접촉하는 제1 세트 및 상기 착용자의 오른쪽 귀에 접촉하는 제2 세트를 포함하고, 상기 제1 세트 및 상기 제2 세트에는 동일한 수의 복수 개의 전극이 대칭된 구조로 각각 포함되는 장치.According to paragraph 1,
The device includes a first set in contact with the wearer's left ear and a second set in contact with the wearer's right ear, and the first set and the second set each have an equal number of electrodes in a symmetrical structure. Devices included.
상기 복수 개의 전극에는:
1) 인이어(in-ear) 방식으로 상기 착용자의 이개강을 통해서 외이도에 삽입되어 상기 외이도에 전기 자극을 전달하는 제1전극;
2) 상기 착용자의 이갑개정(cymba concha)에 접촉하는 제2전극;
3) 상기 착용자의 이주(tragus)에 접촉하는 제3전극; 및
4) 상기 착용자의 귀 뒷부분으로 돌아 접근하여 상기 착용자의 유양돌기(mastoid process)에 접촉되는 제4전극
중 적어도 두 개의 전극이 포함되는 장치.According to paragraph 1,
The plurality of electrodes include:
1) A first electrode that is inserted into the external auditory canal through the wearer's auricular cavity in an in-ear manner and transmits electrical stimulation to the external auditory canal;
2) a second electrode in contact with the wearer's cymba concha;
3) a third electrode contacting the wearer's tragus; and
4) A fourth electrode approaches the back of the wearer's ear and contacts the wearer's mastoid process.
A device containing at least two electrodes.
상기 장치는 외부 기기와 통신 연결되어 외부 데이터를 수신하는 통신부
를 더 포함하고,
상기 프로세서는 상기 외부 데이터에 따라 상기 복수 개의 전극 중 적어도 하나의 출력을 적응적으로 조정하는 장치.According to paragraph 1,
The device is connected to an external device and receives external data.
It further includes,
The processor adaptively adjusts the output of at least one of the plurality of electrodes according to the external data.
상기 전기 자극은 미리 지정된 크기 범위의 정전류 자극인 장치.According to paragraph 1,
A device wherein the electrical stimulation is constant current stimulation in a predetermined magnitude range.
상기 복수 개의 전극 중 적어도 하나는 상기 착용자의 적어도 하나의 세반고리관의 온도 변화를 유발하기 위해 열 에너지를 교환하는 장치.According to paragraph 3,
A device wherein at least one of the plurality of electrodes exchanges heat energy to cause a temperature change in at least one semicircular canal of the wearer.
상기 복수 개의 전극에는, 상기 착용자의 EEG를 측정하기 위한 복수 개의 EEG 전극이 더 포함되고,
상기 복수 개의 EEG 전극은 상기 제1 세트 및 상기 제2 세트의 사이에서 대칭적 어래이 형태로 배치되는 장치.According to paragraph 2,
The plurality of electrodes further include a plurality of EEG electrodes for measuring the wearer's EEG,
The device wherein the plurality of EEG electrodes are arranged in a symmetrical array between the first set and the second set.
상기 프로세서는:
상기 복수 개의 EEG 전극의 측정 신호를 이용하여 상기 착용자의 시각 정보 변화에 대응하는 제1 가속도 벡터(a1)을 계산하고,
상기 제1 가속도 벡터(a1)과 상기 착용자 및 상기 장치에 실제 가해지고 있는 제2 가속도 벡터(a2)와의 차이가 줄어들도록 상기 복수 개의 전극 각각의 세기 또는 주파수를 변경시키는 장치.In clause 7,
The processor:
Calculate a first acceleration vector (a1) corresponding to a change in visual information of the wearer using the measurement signals of the plurality of EEG electrodes,
A device that changes the intensity or frequency of each of the plurality of electrodes to reduce the difference between the first acceleration vector (a1) and the second acceleration vector (a2) actually applied to the wearer and the device.
상기 제2 가속도 벡터(a2)를 측정하는 센서를 더 포함하는 장치.According to clause 8,
A device further comprising a sensor that measures the second acceleration vector (a2).
상기 제2 가속도 벡터(a2)는 장치와 통신적으로 연결되는 외부 기기로부터 수신하는 정보에 의해 획득되는 장치.
According to clause 8,
The second acceleration vector (a2) is obtained by information received from an external device that is communicatively connected to the device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/KR2023/014821 WO2024071994A1 (en) | 2022-09-26 | 2023-09-26 | Motion sickness prevention and mitigation electronic device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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-
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- 2023-09-26 KR KR1020230129117A patent/KR20240043712A/en unknown
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101635266B1 (en) | 2014-07-10 | 2016-07-01 | 한림대학교 산학협력단 | Galvanic vestibular stimulation system for reducing cyber-sickness in 3d virtual reality environment and method thereof |
KR101614663B1 (en) | 2015-12-17 | 2016-05-20 | 주식회사 이피텍 | Electrical stimulating device |
Non-Patent Citations (1)
Title |
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대한민국 등록특허 10-2170138호 (2020년 10월 26일 공고)는 인간의 전정활동(vestibular activity)을 억제시키기 위해 유양돌기(mastoid process)와 귀에 캐리어 주파수에 실린 전기 자극 신호를 인가하는 장치를 제시한다. |
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