KR20240047655A - 외력의 발생을 제어하기 위한 웨어러블 장치의 동작 방법 및 웨어러블 장치 - Google Patents

Abstract

외력의 발생을 제어하기 위한 웨어러블 장치의 동작 방법 및 웨어러블 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 동작 방법은 센서 데이터의 패턴 변화의 감지 및 발성 트리거(trigger) 신호의 감지에 기초하여, 타겟 상황을 검출하는 동작 및 타겟 상황의 검출에 반응하여, 웨어러블 장치의 동작 모드를 외력의 생성을 중단하는 개입 차단 모드로 전환하는 동작을 포함할 수 있다.

Description

외력의 발생을 제어하기 위한 웨어러블 장치의 동작 방법 및 웨어러블 장치{OPERATIONF METHOD OF WEARABLE DEVICE FOR CONTROLLING GENERATION OF EXTERNAL FORCE, AND APPARATUS THEREOF}

본 개시는 외력의 발생을 제어하기 위한 웨어러블 장치의 동작 방법 및 그 웨어러블 장치에 관한 것이다.

웨어러블 컴퓨터(wearable computer) 또는 웨어러블 장치(wearable device)는 안경, 시계, 의복 등과 같이 착용할 수 있는 형태로 된 전자 장치를 의미한다. 사용자가 거부감 없이 신체의 일부처럼 착용하여 사용할 수 있으며 인간의 능력을 보완하거나 증진시키기 위한 목적으로 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 웨어러블 장치는 주변 환경에 대한 상세 정보나 개인의 신체 변화를 실시간으로 끊이지 않고 지속적으로 수집할 수 있다. 예를 들어 웨어러블 장치는 다양한 센서를 통해 주변의 모든 정보의 기록이 가능하며 심장박동과 같은 생체 신호 및 장치의 자세 및 위치에 관한 정보를 측정할 수 있다. 웨어러블 장치는 센서를 통해 수집된 정보를 이용하여 사용자에게 다양한 기능 및 정보를 제공할 수 있다.

일 실시예에 따른 웨어러블 장치는 동작 모드에 대응하는 외력을 생성하는 구동 모듈(120; 35; 45; 530; 530-1)을 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 컴퓨터로 실행 가능한 명령어들이 저장된 메모리(514)를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 상기 메모리(514)에 억세스(access)하여 상기 명령어들을 실행하는 프로세서(512)를 포함할 수 있다. 상기 명령어들은 센서 데이터의 패턴 변화의 감지 및 발성 트리거(trigger) 신호의 감지에 기초하여, 타겟 상황을 검출하도록 구성될 수 있다. 상기 명령어들은 상기 타겟 상황의 검출에 반응하여, 상기 웨어러블 장치(100)의 동작 모드를 외력의 생성을 중단하는 개입 차단 모드로 전환하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)의 동작 방법은 센서 데이터의 패턴 변화의 감지 및 발성 트리거(trigger) 신호의 감지에 기초하여, 타겟 상황을 검출하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 웨어러블 장치(100)의 동작 방법은 타겟 상황의 검출에 반응하여, 상기 웨어러블 장치(100)의 동작 모드를 외력의 생성을 중단하는 개입 차단 모드로 전환하는 동작을 포함할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치의 개요(overview)를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치와 전자 장치를 포함하는 운동 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 정면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 측면도이다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 제어 시스템의 구성을 도시하는 도면들이다.
도 6은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치와 전자 장치 간의 상호 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 동작 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치를 착용한 사용자의 시간에 따른 움직임을 도시한 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치를 제어하기 위한 프로그램의 개입 차단 모드 설정을 위한 UI 화면을 예시한 도면들이다.
도 10은 일 실시예에 따른 개입 차단 모드로 전환된 이후 타겟 상황의 종료 여부에 대응하는 웨어러블 장치의 동작 흐름도이다.

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

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

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

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

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

일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치(100)는 설정된 동작 모드에 대응하는 외력을 생성할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)의 동작 모드는 보행 보조 모드, 운동 보조 모드 및 개입 차단 모드를 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 웨어러블 장치(100)는 어느 하나의 동작 모드로 설정될 수 있으며, 다른 동작 모드로 전환될 수 있다. 웨어러블 장치(100)의 동작 모드는 사용자의 입력에 의해 결정될 수도 있고, 미리 정해진 기준에 따라 자동으로 결정될 수도 있다.

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

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

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 움직임에 개입을 차단하기 위한 개입 차단 모드로 동작하는 경우, 웨어러블 장치(100)는 사용자에게 가해지는 외력의 생성을 중단할 수 있다. 일 예로, 개입 차단 모드의 전환에 반응하여, 웨어러블 장치(100)에서 사용자에게 가해지고 있던 모든 외력의 생성이 바로 중단될 수 있다. 일 예로, 개입 차단 모드의 전환에 반응하여, 웨어러블 장치(100)에서 사용자에게 가해지는 외력의 크기가 일정 주기로 일정 크기만큼 감소하도록 외력의 생성이 단계적으로 중단될 수 있다.

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

일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 신체에 착용되었을 때 사용자(110)의 신체를 지지하기 위한 지지 프레임(예: 도 3의 다리 지지 프레임(50, 55), 허리 지지 프레임(20, 25)), 사용자의 신체 움직임(예: 다리 움직임, 상체 움직임)에 대한 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 획득하는 센서 모듈(예: 도 5a의 센서 모듈(520)), 사용자의 다리에 적용되는 외력을 발생시키는 구동 모듈(120)(예: 도 3의 구동 모듈(35, 45)) 및 웨어러블 장치(100)를 제어하는 제어 모듈(130)(예: 도 5a 및 도 5b의 제어 모듈(510))을 포함할 수 있다.

센서 모듈은 각도 센서(125) 및 관성 측정 장치(intertial measurement unit; IMU)(135)를 포함할 수 있다. 각도 센서(125)는 사용자(110)의 고관절 각도 값을 측정할 수 있다. 각도 센서(125)는 예를 들어 엔코더(encoder) 및/또는 홀 센서(hall sensor)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 각도 센서(125)는 좌측 고관절 부근 및 우측 고관절 부근에 각각 위치할 수 있고, 사용자(110)의 좌측 고관절의 고관절 각도 값 및 사용자(110)의 우측 고관절의 고관절 각도 값을 측정할 수 있다. 좌측 고관절의 고관절 각도 값은 사용자(110)의 왼쪽 다리의 각도에 대응하고, 우측 고관절의 고관절 각도 값은 사용자(110)의 오른쪽 다리의 각도에 대응할 수 있다. 관성 측정 장치(135)는 사용자(110)의 움직임에 따른 가속도 및 회전 속도의 변화를 측정할 수 있다. 관성 측정 장치(135)는 예를 들어 사용자(110)의 상체 움직임 값을 측정할 수 있다. 관성 측정 장치(135)는 가속도 센서 및/또는 각속도 센서를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 제어 모듈(130) 및 관성 측정 장치(135)는 웨어러블 장치(100)의 하우징(예: 도 3의 하우징(80)) 내에 배치될 수 있다. 하우징은 웨어러블 장치(100)의 지지 프레임의 외부에 형성 또는 부착될 수 있고, 사용자(110)가 웨어러블 장치(110)를 착용하였을 때 허리 뒷 편에 위치할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

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

도 2를 참조하면, 관리 시스템(200)은 사용자의 신체 움직임을 보조하기 위한 웨어러블 장치 (100) (예: 도 1의 웨어러블 장치(100)), 전자 장치(210) 및 서버(230)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 관리 시스템(200)에는 이 장치들 중 적어도 하나(예: 전자 장치(210) 또는 서버(230))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 장치(예: 웨어러블 장치(100)에 대한 전용 컨트롤러 장치)가 추가될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)와 연동하여 동작할 수 있다. 전자 장치(210)는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(210)는 사용자 단말(220), 무선 이어폰(222), 스마트워치(224) 또는 스마트글래스(226)일 수 있으나, 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 사용자 단말(220)은 예를 들어, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰, 태블릿, 퍼스널 PC　), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있으나, 전술한 장치들에 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100) 및 전자 장치(210) 간에는 무선 통신(예: 블루투스 통신)을 통해 서로 연결될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 사용자(예: 도 1의 사용자(110))는 전자 장치(210)를 통해 웨어러블 장치(100)의 웨어러블 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다. 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)와 통신할 수 있고, 웨어러블 장치(100)를 원격으로 제어하거나 또는 웨어러블 장치(100)의 상태 정보(예: 배터리 잔량)를 사용자에게 제공할 수 있다.

일 실시예에서, 전자 장치(210)은 웨어러블 장치(100)를 제어하기 위한 프로그램(예: 어플리케이션)을 실행시킬 수 있고, 사용자는 해당 프로그램을 통해 웨어러블 장치(100)의 동작 모드를 설정하거나, 전원을 제어하는 등 웨어러블 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다. 사용자는 해당 프로그램을 통해 웨어러블 장치(100)의 설정 값(예: 토크 세기, 오디오 크기)을 조정할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치(100)와 연동된 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)의 입출력 인터페이스 기능을 제공할 수 있다. 웨어러블 장치(100)에서 발생한 신호는 전자 장치(210)의 디스플레이, 스피커 등 출력 장치를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 전자 장치(210)의 입력 장치를 통해 수신된 입력 신호는 웨어러블 장치(100)에 명령어의 형태로 제공될 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 수신된 명령어에 대응하는 동작을 수행할 수 있다.

일 실시예에서, 예를 들어, 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)로부터 센서 데이터를 획득할 수 있다. 센서 데이터는 예를 들어, 사용자의 움직임에 관한 센서 데이터 및 음성 신호에 관한 데이터를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 센서 모듈로부터 획득된 센서 데이터 및 전자 장치(210)로부터 획득된 센서 데이터를 이용하여 동작할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(210)는 근거리 무선 통신 또는 셀룰러 통신을 이용하여 서버(230)와 연결될 수 있다. 서버(230)는 전자 장치(210)로부터 웨어러블 장치(100)를 이용하는 사용자에 대한 사용자 정보(예: 이름, 나이, 성별) 및/또는 해당 사용자에 대한 움직임에 관한 데이터를 수신하고, 이를 저장 및 관리할 수 있다. 서버(230)는 웨어러블 장치(100)의 제어를 위한 프로그램을 전자 장치(210)에 제공할 수 있다. 웨어러블 장치(100)와 전자 장치(210)는 서버(230)를 통해서 통신할 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 정면도이고, 도 4는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 측면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치(100)는 하우징(80), 허리 지지 프레임(20, 25), 구동 모듈(35, 45), 다리 지지 프레임(50, 55), 허벅지 체결부(1, 2) 및 허리 체결부를 포함할 수 있다. 허리 체결부는 벨트(60) 및 보조 벨트(75)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)에는 이들 구성요소들 중 적어도 하나(예: 보조 벨트(75))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소(예: 허벅지 체결부(1, 2)나 허리 체결부의 체결을 감지하기 위한 체결 감지 모듈)가 추가될 수 있다.

일 실시예에서, 하우징(80)의 내부에는 제어 모듈(미도시)(예: 도 1의 제어 모듈(130), 도 5a 및 도 5b의 제어 모듈(510)), 관성 측정 장치(미도시)(예: 도 1의 관성 측정 장치(135)) 및 배터리(미도시)가 배치될 수 있다. 하우징(80)은 제어 모듈, 관성 측정 장치 및 배터리를 보호할 수 있다. 하우징(80)은 예를 들어 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 착용된 상태를 기준으로, 사용자의 등 또는 허리 뒷 쪽에 배치될 수 있다. 제어 모듈은 웨어러블 장치(100)를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있고, 제어 신호를 통해 웨어러블 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다. 제어 모듈은 구동 모듈(35, 45)의 액츄에이터(30, 40)를 제어하기 위한 프로세서, 메모리 및 통신 모듈을 포함하는 제어 회로를 포함할 수 있다. 제어 모듈은 웨어러블 장치(100)의 각 구성요소들에 배터리의 전력을 공급하기 위한 전력 공급 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 하나 이상의 센서로부터 센서 데이터를 획득하는 센서 모듈(미도시)(예: 도 5a의 센서 모듈(520))을 포함할 수 있다. 센서 모듈은 사용자의 움직임에 따라 변하는 센서 데이터를 획득할 수 있다. 센서 모듈에 관한여는 이하에서 상술한다.

일 실시예에서, 허리 지지 프레임(20, 25)은 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 착용되었을 때 사용자의 신체 일부를 지지할 수 있다. 허리 지지 프레임(20, 25)은 사용자의 외면의 적어도 일부에 접촉할 수 있다. 허리 지지 프레임(20, 25)은 사용자 신체의 접촉 부분에 대응하는 형상으로 만곡 형성될 수 있다. 허리 지지 프레임(20, 25)은 예를 들어 사용자의 허리(또는 골반)의 외면을 따라서 감싸는 형상일 수 있고, 사용자의 허리 또는 골반을 지지할 수 있다. 허리 지지 프레임(20, 25)은 사용자 허리의 오른쪽 부근을 지지하는 제1 허리 지지 프레임(25) 및 사용자 허리의 왼쪽 부근을 지지하는 제2 허리 지지 프레임(20)을 포함할 수 있다. 허리 지지 프레임(20, 25)은 하우징(80)에 연결될 수 있다.

허리 체결부는 허리 지지 프레임(20, 25)에 연결되고, 허리 지지 프레임(20, 25)을 사용자의 허리에 고정시킬 수 있다. 허리 체결부는 예를 들어 한 쌍의 벨트(60) 및 보조 벨트(75)를 포함할 수 있다. 보조 벨트(75)는 한 쌍의 벨트(60) 중 어느 하나의 벨트와 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 한 쌍의 벨트(60)는 허리 지지 프레임(20, 25)에 연결될 수 있다. 한 쌍의 벨트(60)는 사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용하기 전 상태에서는 전방(+x 방향)으로 뻗어 있는 형상을 유지할 수 있고, 사용자가 한 쌍의 허리 지지 프레임(20) 안쪽으로 진입하는 것을 방해하지 않을 수 있다. 사용자가 한 쌍의 허리 지지 프레임(20, 25) 안쪽으로 진입한 상태에서는, 한 쌍의 벨트(60)는 변형되어, 사용자의 전방 부분을 감쌀 수 있다. 허리 지지 프레임(20, 25) 및 한 쌍의 벨트(60)는 사용자 허리의 둘레를 전체적으로 감쌀 수 있다. 일 실시예에서, 보조 벨트(75)는 한 쌍의 벨트(60)가 서로 오버랩된 상태에서 한 쌍의 벨트(60)를 서로 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 벨트(60) 중 어느 하나의 벨트는 보조 벨트(75)와 함께 다른 하나의 벨트를 감쌀 수 있다.

구동 모듈(35, 45)은 제어 모듈에 의해 생성된 제어 신호에 기초하여 사용자의 신체에 적용되는 외력(또는 토크)을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 구동 모듈(35, 45)는 제어 모듈의 제어 하에 사용자의 다리에 적용되는 외력을 발생시킬 수 있다. 일 실시예에서, 구동 모듈(35, 45)은 사용자의 오른쪽 고관절 위치에 대응되는 곳에 위치하는 제1 구동 모듈(45) 및 사용자의 왼쪽 고관절 위치에 대응되는 곳에 위치하는 제2 구동 모듈(35)을 포함할 수 있다. 제1 구동 모듈(45)은 제1 액츄에이터(40) 및 제1 조인트 부재(43)을 포함할 수 있고, 제2 구동 모듈(35)은 제2 액츄에이터(30) 및 제2 조인트 부재(33)를 포함할 수 있다. 제1 액츄에이터(40)는 제1 조인트 부재(43)로 전달되는 동력을 제공하고, 제2 액츄에이터(30)는 제2 조인트 부재(33)로 전달되는 동력을 제공할 수 있다. 제1 액츄에이터(40) 및 제2 액츄에이터(30)는 각각 배터리로부터 전력을 제공받아 동력(또는 토크)을 생성하는 모터를 포함할 수 있다. 모터는 전력이 공급되어 구동될 때 사용자의 신체 움직임을 보조하기 위한 힘(보조력)이나 신체 움직임을 방해하는 힘(저항력)을 제공할 수 있다. 일 실시예에서 제어 모듈은 모터에 공급되는 전압 및/또는 전류를 조절하여 모터에 의해 발생되는 힘의 세기 및 힘의 방향을 조절할 수 있다.

일 실시예에서, 제1 조인트 부재(43) 및 제2 조인트 부재(33)는 각각 제1 액츄에이터(40) 및 제2 액츄에이터(30)로부터 동력을 전달받고, 전달받은 동력을 기초로 사용자의 신체에 외력을 가할 수 있다. 제1 조인트 부재(43) 및 제2 조인트 부재(33)는 각각 사용자의 관절부에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 제1 조인트 부재(43) 및 제2 조인트 부재(33)는 각각 허리 지지 프레임(25, 20)의 일측에 배치될 수 있다. 제1 조인트 부재(43)의 일측은 제1 액츄에이터(40)에 연결되고, 타측은 제1 다리 지지 프레임(55)에 연결될 수 있다. 제1 조인트 부재(43)는 제1 액츄에이터(40)로부터 전달받은 동력에 의해 회전될 수 있다. 제1 조인트 부재(43)의 일측에는 제1 조인트 부재(43)의 회전 각도(사용자의 관절 각도에 대응함)를 측정하기 위한 각도 센서로서 동작할 수 있는 엔코더 또는 홀 센서가 배치될 수 있다. 제2 조인트 부재(33)의 일측은 제2 액츄에이터(30)에 연결되고, 타측은 제2 다리 지지 프레임(50)에 연결될 수 있다. 제2 조인트 부재(333)는 제2 액츄에이터(30)로부터 전달받은 동력에 의해 회전될 수 있다. 제2 조인트 부재(33)의 일측에도 제2 조인트 부재(33)의 회전 각도를 측정하기 위한 각도 센서로서 동작할 수 있는 엔코더 또는 홀 센서가 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 제1 액츄에이터(40)는 제1 조인트 부재(43)의 측 방향에 배치될 수 있고, 제2 액츄에이터(30)는 제2 조인트 부재(33)의 측 방향에 배치될 수 있다. 제1 액츄에이터(40)의 회전축 및 제1 조인트 부재(43)의 회전축은 서로 이격되도록 배치될 수 있고, 제2 액츄에이터(30)의 회전축 및 제2 조인트 부재(33)의 회전축도 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 액츄에이터(30, 40) 및 조인트 부재(33, 43)는 회전축을 공유할 수도 있다. 일 실시예에서, 각각의 액츄에이터(30, 40)는 조인트 부재(33, 43)와 이격되어 배치될 수도 있다. 이 경우 구동 모듈(35, 45)은 액츄에이터(30, 40)로부터 조인트 부재(33, 43)로 동력을 전달하는 동력 전달 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다. 동력 전달 모듈은 기어(gear)와 같은 회전체일 수도 있고, 와이어(wire), 케이블, 스트링(string), 스프링, 벨트, 또는 체인과 같은 길이 방향의 부재일 수도 있다. 다만, 실시예의 범위가 전술된 액츄에이터(30, 40)와 조인트 부재(33, 43) 간의 위치 관계 및 동력 전달 구조에 의해 제한되는 것은 아니다.

일 실시예에서, 다리 지지 프레임(50, 55)은 웨어러블 장치(100)가 사용자의 다리에 착용되었을 때 사용자의 다리(예: 허벅지)를 지지할 수 있다. 다리 지지 프레임(50, 55)은 예를 들어 구동 모듈(35, 45)에서 생성된 동력을 사용자의 허벅지에 전달할 수 있고, 해당 동력이 사용자의 다리 움직임에 가해지는 외력으로서 작용할 수 있다. 다리 지지 프레임(50, 55)의 일 단부는 조인트 부재(33, 43)와 연결되어 회동될 수 있고, 다리 지지 프레임(50, 55)의 타 단부는 허벅지 체결부(1, 2)의 커버(11, 21)에 연결됨에 따라, 다리 지지 프레임(50, 55)은 사용자의 허벅지를 지지하면서 구동 모듈(35, 45)에서 생성된 동력을 사용자의 허벅지에 전달할 수 있다. 예를 들어, 다리 지지 프레임(50, 55)은 사용자의 허벅지를 밀거나 당길 수 있다. 다리 지지 프레임(50, 55)은 사용자의 허벅지의 길이 방향을 따라서 연장될 수 있다. 다리 지지 프레임(50, 55)은 절곡되어 사용자의 허벅지 둘레의 적어도 일부를 감쌀 수 있다. 예를 들어, 다리 지지 프레임(50, 55)의 상부는 사용자의 신체 중 측방(+y 방향 또는 -y 방향)을 향하는 부분을 커버할 수 있고, 다리 지지 프레임(50, 55)의 하부는 사용자의 신체 중 전방(+x 방향)을 향하는 부분을 커버할 수 있다. 다리 지지 프레임(50, 55)은 사용자의 오른쪽 다리를 지지하기 위한 제1 다리 지지 프레임(55) 및 사용자의 왼쪽 다리를 지지하기 위한 제2 다리 지지 프레임(50)을 포함할 수 있다.

허벅지 체결부(1, 2)는 다리 지지 프레임(50, 55)에 연결되고, 다리 지지 프레임(50, 55)을 허벅지에 고정시킬 수 있다. 허벅지 체결부(1, 2)는 제1 다리 지지 프레임(55)을 사용자의 오른쪽 허벅지에 고정시키기 위한 제1 허벅지 체결부(2) 및 제2 다리 지지 프레임(50)을 사용자의 왼쪽 허벅지에 고정시키기 위한 제2 허벅지 체결부(1)를 포함할 수 있다. 제1 허벅지 체결부(2)는 제1 커버(21), 제1 체결 프레임(22) 및 제1 스트랩(23)을 포함할 수 있고, 제2 허벅지 체결부(1)는 제2 커버(11), 제2 체결 프레임(12) 및 제2 스트랩(13)을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 커버(11, 21)는 구동 모듈(35, 45)에서 발생된 토크를 사용자의 허벅지에 가할 수 있다. 커버(11, 21)는 사용자의 허벅지의 일측에 배치되어, 사용자의 허벅지를 밀거나 당길 수 있다. 커버(11, 21)는 예를 들어 사용자의 허벅지의 전면에 배치될 수 있다. 커버(11, 21)는 사용자의 허벅지의 둘레 방향을 따라 배치될 수 있다. 커버(11, 21)는 다리 지지 프레임(50, 55)의 타 단부를 중심으로 양측으로 연장될 수 있고, 사용자의 허벅지에 대응하는 만곡면을 포함할 수 있다. 커버(11, 21)의 일단은 체결 프레임(12, 22)에 연결되고, 타단은 스트랩(13, 23)에 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 체결 프레임(12, 22)의 일단은 커버(11, 21)의 일측에 연결되고, 타단은 스트랩(13, 23)에 연결될 수 있다. 체결 프레임(12, 22)은 예를 들어 사용자의 허벅지의 적어도 일부의 둘레를 감싸도록 배치되어, 사용자의 허벅지가 다리 지지 프레임(50, 55)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 제1 체결 프레임(22)은 제1 커버(21)와 제1 스트랩(23) 사이를 이어주는 체결 구조를 가지고, 제2 체결 프레임(12)은 제2 커버(11)와 제2 스트랩(13) 사이를 이어주는 체결 구조를 가질 수 있다.

스트랩(13, 23)은 사용자의 허벅지의 둘레에서 커버(11, 21) 및 체결 프레임(12, 22)이 감싸지 않는 나머지 부분을 둘러쌀 수 있고, 탄성이 있는 소재(예: 밴드)를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 사용자의 근위 부분 및 원위 부분을 각각 지지하여, 근위 부분 및 원위 부분 사이의 상대적인 움직임을 보조할 수 있다. 웨어러블 장치(100)의 구성요소들 중 사용자의 근위 부분에 착용되는 구성요소들을 '근위 착용부'라고 지칭하고, 원위 부분에 착용되는 구성요소들을 '원위 착용부'라고 지칭할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)의 구성요소들 중 하우징(80), 허리 지지 프레임(20, 25), 한 쌍의 벨트(60) 및 보조 벨트(70)는 근위 착용부에 해당할 수 있고, 허벅지 체결부(1, 2)는 원위 착용부에 해당할 수 있다. 예를 들어, 근위 착용부는 사용자의 허리 또는 골반에 착용되고, 원위 착용부는 사용자의 허벅지 또는 종아리에 착용될 수 있다. 근위 착용부 및 원위 착용부가 착용되는 위치는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 근위 착용부는 사용자의 몸통 또는 어깨에 착용되고, 원위 착용부는 사용자의 상박(upper arm) 또는 하박(lower arm)에 착용될 수도 있다.

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

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

도 5a로 돌아오면, 센서 모듈(520)은 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈(520)은 사용자의 움직임에 따라 변하는 센서 데이터를 획득할 수 있다. 센서 모듈(520)은 소리에 의하여 발생하는 진동을 전기적 신호로 변환하여 음향 신호 데이터를 획득할 수 있다. 음향 신호 데이터는 예를 들어 사람의 발화에 대응하는 음성 신호 데이터를 포함할 수 있다. 센서 모듈(520)은 예를 들어 사용자의 상체 움직임 값을 측정하기 위한 관성 측정 장치(예: 도 1의 관성 측정 장치(135)) 및 사용자의 고관절 각도 값을 측정하기 위한 각도 센서(예: 도 1의 각도 센서(125))를 포함할 수 있으나, 이제 한정되지는 않는다. 예를 들어 센서 모듈은 위치 센서, 온도 센서, 음성 인식 센서, 생체 신호 센서 또는 근접 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

센서 모듈(520)은 획득된 센서 데이터를 제어 모듈(510)에 전달할 수 있다. 센서 모듈(520)는 예를 들어 관성 측정 장치, 각도 센서(예: 엔코더, 홀 센서), 위치 센서, 근접 센서, 생체 신호 센서 및 온도 센서 등을 포함할 수 있다. 관성 측정 장치는 사용자의 상체 움직임 값을 측정할 수 있다. 예를 들어, 관성 측정 장치는 사용자의 움직임에 따른 X축, Y축 및 Z축의 가속도 및 X축, Y축 및 Z축의 각속도를 센싱할 수 있다. 각도 센서는 사용자의 다리 움직임에 따른 고관절 각도 값을 측정할 수 있다. 각도 센서에 의해 측정될 수 있는 센서 데이터는 예를 들어 오른쪽 다리의 고관절 각도 값, 왼쪽 다리의 고관절 각도 값 및 다리의 운동 방향에 대한 정보를 포함할 수 있다.

배터리(540)는 웨어러블 장치의 각 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 웨어러블 장치는 배터리(540)의 전력을 웨어러블 장치의 각 구성요소의 동작 전압에 맞게 변환하여 각 구성요소에 공급할 수 있다.

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

제어 모듈(510)은 웨어러블 장치의 전체적인 동작을 제어하며, 각각의 구성요소(예: 구동 모듈(530))를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어 모듈(510)은 프로세서(512), 메모리(514) 및 통신 모듈(516)을 포함할 수 있다.

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

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

통신 모듈(516)은 제어 모듈(510)과 웨어러블 장치의 다른 구성요소 또는 외부의 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(210) 또는 서버(230)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(516)은 예를 들어 외부의 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(210))에 센서 모듈(520)에 의해 획득된 센서 데이터를 전송하고, 전자 장치로부터 제어 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(516)은 프로세서(512)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(516)은 무선 통신 모듈(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 및/또는 유선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 예를 들어 블루투스, WiFi(wireless fidelity), ANT, 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크, 또는 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크를 통하여 웨어러블 장치의 다른 구성요소 및/또는 외부의 전자 장치와 통신할 수 있다.

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

도 6을 참조하면, 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)를 사용하는 사용자의 사용자 단말 또는 웨어러블 장치(100)의 전용 컨트롤러일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치(100)와 전자 장치(210)는 근거리 무선 통신 방식을 이용하여 연결될 수 있다.

전자 장치(210)는 디스플레이(2112)에 웨어러블 장치(100)의 동작을 제어하거나 또는 사용자 인터페이스(user interface; UI) 화면을 표시할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자는 전자 장치(210)의 디스플레이(212) 상의 UI 화면을 통해 웨어러블 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력할 수 있다. 전자 장치(210)는 명령에 대응하는 제어 명령을 생성하고, 생성된 제어 명령을 웨어러블 장치(100)로 전송할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 수신된 제어 명령에 따라 동작할 수 있고, 제어 결과 및/또는 측정된 데이터(예: 센서 데이터)를 전자 장치(210)로 전송할 수 있다. 전자 장치(210)는 제어 결과 및/또는 웨어러블 장치(100)의 데이터를 분석하여 도출한 결과 정보를 디스플레이(212)를 통해 사용자에게 제공할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 동작 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 웨어러블 장치(예: 웨어러블 장치(100))의 동작 방법은 센서 데이터의 패턴 변화의 감지 및 발성 트리거 신호의 감지에 기초하여, 타겟 상황을 검출하는 동작(710)을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 센서 데이터는 웨어러블 장치의 센서 모듈(예: 센서 모듈(520))로부터 수집된 웨어러블 장치를 착용한 사용자(예: 사용자(110))의 움직임 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 움직임 데이터는 웨어러블 장치의 관성 측정 장치(예: 관성 측정 장치(135))로부터 획득된 센서 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 움직임 데이터는 웨어러블 장치의 각도 센서(예: 각도 센서(125))로부터 획득된 센서 데이터를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 센서 데이터는 웨어러블 장치와 연동된 전자 장치(예: 전자 장치(210))의 센서(예: 관성 측정 장치, 기압 센서, 음성 인식 센서)로부터 수집된 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서 데이터는 웨어러블 장치와 연동된 전자 장치의 카메라로부터 획득된 영상에 관한 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서 데이터는 웨어러블 장치와 연동된 전자 장치의 TOF 카메라, 레이다(Radar) 혹은 라이다(Lidar)로부터 획득된 사용자 주변의 객체에 관한 데이터를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 센서 데이터의 패턴 변화는 웨어러블 장치를 착용한 사용자의 움직임에 관한 센서 데이터의 패턴 변화를 포함할 수 있다. 이하에서, 사용자는 웨어러블 장치를 착용한 사용자를 의미할 수 있다. 사용자의 움직임에 관한 센서 데이터는 시간의 흐름에 따른 사용자의 움직임 유형에 대응하는 패턴으로 나타날 수 있다. 예를 들어, 사용자가 걷고 있는 경우, 획득된 센서 데이터는 걷기의 움직임 유형에 대응하는 패턴으로 나타날 수 있다. 예를 들어, 사용자가 미리 정해진 유형의 운동(예: 스쿼트)을 하는 경우, 획득된 센서 데이터는 해당 유형의 운동에 대응하는 패턴으로 나타날 수 있다.

웨어러블 장치는 사용자의 움직임에 관한 센서 데이터의 패턴이 일반적인 패턴을 벗어난 경우, 센서 데이터의 패턴 변화를 감지할 수 있다. 일 예로, 센서 데이터의 패턴이 일반적인 패턴을 벗어나는지 여부는 센서 데이터의 패턴을 미리 정해진 기준 패턴과 비교하여 판단될 수 있다. 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 동작 방법은 센서 데이터의 패턴과 기준 패턴의 차이에 기초하여, 센서 데이터의 패턴 변화를 감지하는 동작을 포함할 수 있다. 기준 패턴은 웨어러블 장치에 설정된 동작 모드에 기초하여 결정될 수 있다. 웨어러블 장치의 동작 모드는 사용자가 수행하려는 움직임 유형으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 걷기를 수행하려는 경우, 웨어러블 장치의 동작 모드는 걷기 모드로 설정될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 스쿼트를 수행하려는 경우, 웨어러블 장치의 동작 모드는 스쿼트 모드로 설정될 수 있다. 기준 패턴은 웨어러블 장치의 동작 모드에 대응하는 움직임이 수행되는 경우 일반적으로 나타나는 센서 데이터의 패턴에 해당할 수 있다. 웨어러블 장치 에서 지원하는 동작 모드에 대응하는 기준 패턴은 웨어러블 장치의 메모리(예: 메모리(514))에 저장될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치는 센서 데이터의 패턴과 기준 패턴의 차이가 임계 레벨을 초과하는 경우, 센서 데이터의 패턴 변화를 감지할 수 있다. 센서 데이터의 패턴과 기준 패턴의 차이를 산출하는 방법은 다양할 수 있으며, 임계 레벨은 센서 데이터의 패턴과 기준 패턴의 차이를 산출하는 방법에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 센서 데이터의 값의 변화량과 기준 패턴의 값의 변화량의 차이, 센서 데이터의 값의 변화 속도와 기준 패턴의 값의 변화 속도의 차이 또는 센서 데이터에 포함된 값의 범위와 기준 패턴에 포함된 값의 범위의 차이와 같이 패턴의 형태를 결정하는 요소의 차이로 센서 데이터의 패턴과 기준 패턴의 차이가 산출될 수 있다.

일 예로, 사용자가 특정 동작의 운동(예: 걷기, 달리기)을 수행하는 경우, 사용자의 움직임에 관한 센서 데이터는 시간에 따른 일정한 패턴을 나타낼 수 있다. 기준 패턴은 특정 동작의 운동을 수행하는 구간의 센서 데이터의 패턴에 대응될 수 있다. 사용자가 특정 동작의 운동을 수행하다가 급정지하는 경우, 사용자의 움직임 속도가 급변할 수 있다. 이 경우, 웨어러블 장치의 IMU 센서에서 사용자의 움직임을 측정하여 획득된 가속도에 관한 센서 데이터는 사용자가 급정지하는 순간 값이 급변할 수 있다. 사용자가 급정지한 구간의 센서 데이터는 사용자가 특정 동작의 운동을 수행하는 구간의 센서 데이터와 패턴이 상이하게 나타날 수 있다. 웨어러블 장치는 사용자가 급정지한 구간에서 센서 데이터의 패턴 변화를 감지할 수 있다.

일 예로, 사용자가 특정 동작의 운동을 수행하다가 넘어지는 경우, 사용자의 자세 변화로 인하여 웨어러블 장치의 높이 값이 급변할 수 있다. 이 경우, 웨어러블 장치의 높이 센서에서 획득된 센서 데이터는 사용자가 넘어지는 순간 값이 급변할 수 있다. 사용자가 넘어진 구간의 센서 데이터는 사용자가 특정 동작의 운동을 수행하는 구간의 센서 데이터와 패턴이 상이하게 나타날 수 있다. 웨어러블 장치는 사용자가 넘어진 구간에서 센서 데이터의 패턴 변화를 감지할 수 있다.

이 외에도, 사용자가 특정 동작의 운동을 수행하다가 사용자의 몸의 기울기가 급변하는 등 웨어러블 장치의 센서에서 측정된 값의 큰 변화를 야기하는 이상 움직임이 발생한 경우, 웨어러블 장치는 이상 움직임이 발생한 구간에서 센서 데이터의 패턴 변화를 감지할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 발성 트리거 신호는 비명으로 인식되는 음성 신호를 의미할 수 있다. 사용자의 음성 신호는 웨어러블 장치의 음성 인식 센서 혹은 웨어러블 장치와 연동된 전자 장치의 음성 인식 센서로부터 수신될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치의 동작 방법은 수신된 음성 신호의 파형 데이터와 기준 파형 데이터의 차이에 기초하여, 발성 트리거 신호를 감지하는 동작을 포함할 수 있다. 음성 신호의 파형 데이터는 음성에 의한 공기 밀도의 시간에 따른 변화 그래프로, 파동(wave)의 형태로 나타날 수 있다. 음성 신호의 파형 데이터에서 파동의 진폭이 클 수록 큰 소리를 의미하며, 파동의 주기가 짧을수록(혹은 주파수가 높을수록) 높은 소리를 의미한다. 다시 말해, 음성 신호의 파형 데이터로부터 특정 시간에 대응하는 소리의 크기 및 높이에 관한 데이터를 획득할 수 있다.

웨어러블 장치는 음성 신호의 파형 데이터가 일반적인 발화에 대응하는 파형 데이터를 벗어난 경우, 발성 트리거 신호를 감지할 수 있다. 일 예로, 음성 신호의 파형 데이터가 일반적인 발화에 대응하는 파형 데이터를 벗어나는지 여부는 센서 데이터의 패턴을 미리 정해진 기준 파형 데이터와 비교하여 판단될 수 있다. 일 예로, 기준 파형 데이터는 사람들의 평균적인 음성의 크기 및 높이에 대응하는 파형 데이터일 수 있다. 일 예로, 기준 파형 데이터는 미리 등록된 사용자의 평균적인 음성의 크기 및 높이에 대응하는 파형 데이터일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치는 음성 신호의 파형 데이터와 기준 파형 데이터의 차이가 임계 레벨을 초과하는 경우, 발성 트리거 신호를 감지할 수 있다. 음성 신호의 파형 데이터와 기준 파형 데이터의 차이를 산출하는 방법은 다양할 수 있으며, 임계 레벨은 음성 신호의 파형 데이터와 기준 파형 데이터의 차이를 산출하는 방법에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 음성 신호의 파형 데이터의 진폭과 기준 파형 데이터의 진폭의 차이 또는 음성 신호의 파형 데이터의 파동의 주기와 기준 파형 데이터의 파동의 주기의 차이 같이 파형 데이터를 결정하는 요소의 차이로 음성 신호의 파형 데이터와 기준 파형 데이터의 차이가 산출될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치는 음성 신호의 파형 데이터와 기준 파형 데이터의 차이가 임계 시간 이상 동안 임계 레벨을 초과하는 경우, 차이가 발생한 음성 신호의 구간을 발성 트리거 신호로 감지할 수 있다. 예를 들어, 음성 신호의 파형 데이터에서 기준 파형 데이터의 평균적인 진폭보다 임계 값 이상 진폭이 크고, 기준 파형 데이터의 평균적인 주파수보다 임계 값 이상 주파수가 높은 구간이 임계 시간 이상 지속되는 경우, 해당 구간의 신호를 발성 트리거 신호로 감지할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치의 동작 방법은 수신된 음성 신호의 인식 결과가 미리 정해진 단어에 대응하는지 여부에 기초하여, 발성 트리거 신호를 감지하는 동작을 포함할 수 있다. 음성 신호의 인식 결과는 음성 신호에 대응하는 텍스트를 포함할 수 있다. 예를 들어, "엄마"를 발화한 음성 신호의 인식 결과는 "엄마"의 텍스트일 수 있다.

음성 신호의 인식 결과는 음성 인식 모델로부터 획득될 수 있다. 음성 인식 모델은 예를 들어, 음성 인식을 수행하도록 학습된 뉴럴 네트워크를 포함할 수 있다. 음성 인식 모델은 웨어러블 장치, 웨어러블 장치와 연동된 전자 장치 혹은 웨어러블 장치와 연동된 서버에 저장될 수 있다. 음성 인식 모델이 웨어러블 장치의 외부 장치에 저장된 경우, 웨어러블 장치는 외부 장치로부터 음성 신호에 대한 음성 인식 결과를 획득할 수 있다. 일 예로, 신호의 파형 데이터는 푸리에 변환(fourier transform)에 의해 특정 시간 길이의 음성 조각(혹은 프레임)에 포함된 각각의 주파수 성분들의 양을 나타낸 데이터로 가공될 수 있다. 푸리에 변환에 의해 가공된 음성 신호는 음성 인식 모델에 입력될 수 있다.

웨어러블 장치는 음성 인식 결과가 미리 정해진 단어에 대응하는 경우, 음성 인식 결과에 대응하는 음성 신호를 발성 트리거 신호로 감지할 수 있다. 미리 정해진 단어는 비명으로 인식될 수 있는 것으로 미리 정해진 단어를 포함할 수 있다. 예를 들어 미리 정해진 단어는 "엄마", "으악" 과 같은 사람이 비명이 지를 때 발화하는 단어를 포함할 수 있다. 미리 정해진 단어는 웨어러블 장치, 웨어러블 장치와 연동된 전자 장치 혹은 웨어러블 장치와 연동된 서버에 저장될 수 있다. 미리 정해진 단어가 웨어러블 장치의 외부 장치에 저장된 경우, 웨어러블 장치는 외부 장치로부터 음성 인식 결과가 미리 정해진 단어에 대응하는지 여부의 결과를 획득할 수 있다.

타겟 상황은 웨어러블 장치에서 미리 정해진 길이의 기간 내에 센서 데이터의 패턴 변화 및 발성 트리거 신호가 모두 감지된 경우 발생하는 이벤트에 해당할 수 있다. 다시 말해, 타겟 상황은 사용자의 움직임에 관한 센서 데이터의 패턴이 일반적인 패턴을 벗어나고, 사용자의 비명이 감지된 상황에 해당할 수 있다. 예를 들어, 타겟 상황은 웨어러블 장치를 착용한 사용자가 넘어지거나, 벽에 부딪히는 등과 같이 웨어러블 장치의 동작 모드에 대응하는 움직임과 다른 움직임이 발생한 위험한 상황을 의미할 수 있다.

예를 들어, 도 8은 웨어러블 장치(예: 웨어러블 장치(100))를 착용한 사용자(예: 사용자(110))의 시간에 따른 움직임을 도시한 도면이다. 도 8의 구간(810)을 참조하면, 사용자는 웨어러블 장치의 동작 모드를 걷기 모드로 설정하고, 걷는 동작을 수행할 수 있다. 도 8의 구간(820)을 참조하면, 사용자는 걷는 동작을 수행하다가 비명과 함께 넘어질 수 있다. 이 경우, 사용자의 움직임이 급격하게 변화함에 따라 사용자의 움직임에 관한 센서 데이터의 패턴이 급격하게 변화할 수 있다. 웨어러블 장치는 사용자가 넘어진 구간(820)에서 센서 데이터의 패턴 변화를 감지할 수 있다. 사용자가 넘어진 구간(820)에서 사용자의 비명으로 인해 일반적인 발화에 대응하는 파형 데이터와 상이한 파형 데이터에 대응하는 음성 신호가 수신될 수 있다. 웨어러블 장치는 사용자가 넘어진 구간(820)에서 발성 트리거 신호를 감지할 수 있다. 구간(820)에서 센서 데이터의 패턴 변화 및 발성 트리거 신호가 모두 감지되므로, 웨어러블 장치는 타겟 상황이 발생한 것으로 검출할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 센서 데이터의 패턴 변화 및 발성 트리거 신호는 구간(820) 내 특정 시점(821)에 감지될 수 있으며, 감지된 시점(821)에 웨어러블 장치는 타겟 상황을 검출할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치의 동작 방법은 타겟 상황의 검출에 반응하여, 웨어러블 장치의 동작 모드를 외력의 생성을 중단하는 개입 차단 모드로 전환하는 동작을 포함할 수 있다. 개입 차단 모드는 사용자의 움직임에 웨어러블 장치가 개입하는 것을 차단하는 동작 모드로, 예를 들어 웨어러블 장치에서 사용자에게 가해지는 외력을 생성하는 것을 중단하는 모드에 해당할 수 있다. 일 예로, 도 8을 참조하면, 타겟 상황이 검출된 시점(821)에 웨어러블 장치는 동작 모드를 개입 차단 모드로 전환할 수 있다. 개입 차단 모드로 전환된 경우, 웨어러블 장치에서 사용자에게 가해지는 외력의 생성이 중단될 수 있다. 개입 차단 모드로의 전환으로 인해 웨어러블 장치에서 사용자에게 더 이상 외력이 가해지지 않을 수 있다. 웨어러블 장치는 사용자의 이상 움직임(예: 급정지, 낙상 등)으로 인하여 타겟 상황이 검출된 경우, 사용자에게 외력을 가하는 것을 중단함으로써, 사용자의 움직임을 방해하지 않고, 사용자가 신체를 자유롭게 제어할 수 있도록 하여 사용자의 부상 가능성을 낮출 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 개입 차단 모드로 전환하는 동작(720)은 타겟 상황이 검출된 경우, 개입 차단 모드의 사용 여부에 관한 설정에 기초하여, 웨어러블 장치의 동작 모드를 개입 차단 모드로 전환하는 동작을 포함할 수 있다. 사용자는 웨어러블 장치의 개입 차단 모드의 사용 여부에 관한 설정 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치에 설치된 웨어러블 장치를 제어하기 위한 프로그램을 통해 개입 차단 모드의 사용 여부에 관한 설정 값을 입력할 수 있다. 개입 차단 모드를 사용하는 것으로 설정된 경우, 타겟 상황의 검출에 반응하여, 웨어러블 장치의 동작 모드는 개입 차단 모드로 전환될 수 있다.

개입 차단 모드를 사용하지 않는 것으로 설정된 경우, 타겟 상황의 검출에 반응하여, 웨어러블 장치의 동작 모드는 개입 차단 모드로 전환되지 않을 수 있다. 이 경우, 웨어러블 장치에서 동작 모드에 대응하는 외력이 계속 생성될 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치의 동작 모드가 보행 보조 모드인 경우, 웨어러블 장치에서 사용자의 보행을 보조하기 외력이 계속 생성되며, 웨어러블 장치에서 생성된 외력은 사용자에게 계속 가해질 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 동작 모드에 대응하는 외력은 동작 모드에 대응하여 미리 정해진 방향 및 강도의 외력을 포함할 수 있다. 서로 다른 동작 모드에서 생성된 외력은 방향 및 강도 중 적어도 하나가 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 보행 보조 모드의 동작 모드에서, 웨어러블 장치는 보행 보조 모드에 대응하는 방향 및 강도의 외력을 생성할 수 있다. 예를 들어, 운동 보조 모드의 동작 모드에서, 웨어러블 장치는 운동 보조 모드에 대응하는 방향 및 강도의 외력을 생성할 수 있다. 보행 보조 모드에 대응하여 생성된 외력과 운동 보조 모드에 대응하여 생성된 외력은 방향 및 강도 중 적어도 하나가 서로 상이할 수 있다. 일 예로, 운동 보조 모드는 운동의 유형에 따라 세부적인 동작 모드로 구분될 수 있다. 예를 들어, 운동 보조 모드는 스쿼트 모드, 달리기 모드 및 걷기 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 동작 모드에 대응하는 미리 정해진 외력의 방향 및 강도는 사용자의 특징에 기초하여 보정될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 개입 차단 모드로 전환하는 동작(720)은 개입 차단 모드에 관한 설정에 기초하여, 외력이 생성되지 않도록 웨어러블 장치의 외력 생성에 관한 구동 모듈(예: 도 1의 구동 모듈(120), 도 3의 구동 모듈(35, 45), 도 4의 구동 모듈(35), 도 5a의 구동 모듈(530), 도 5b의 구동 모듈(530) 또는 도 5b의 구동 모듈(530-1))을 제어하는 동작을 포함할 수 있다. 개입 차단 모드로 전환하는 동작(720)은 개입 차단 모드에 관한 설정에 기초하여, 외력이 단계적으로 감소하도록 구동 모듈을 제어하는 동작을 포함할 수 있다. 일 예로, 개입 차단 모드에 관한 설정은 개입 차단 모드에서 외력의 생성이 중단되는 방식 설정을 포함할 수 있다. 외력의 생성이 중단되는 방식의 설정 값에 따라 웨어러블 장치에서 생성되는 외력은 바로 생성이 중단될 수 있다. 외력의 생성이 중단되는 방식의 설정 값에 따라 웨어러블 장치에서 생성되는 외력은 단계적으로 생성이 중단될 수 있다. 예를 들어, 일정 주기로 외력의 강도가 일정 크기만큼 감소되도록 외력의 생성이 중단되는 방식이 설정될 수 있다.

일 실시 에에 따르면, 웨어러블 장치의 동작 방법은 개입 차단 모드로 전환되었음을 알리기 위한 신호를 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 개입 차단 모드로 전환되었음을 알리기 위한 신호는 사용자가 인지 가능한 방식으로 웨어러블 장치 및/또는 웨어러블 장치와 연동된 전자 장치의 출력 장치를 통해 출력될 수 있다. 예를 들어, 개입 차단 모드로 전환되었음을 알리기 위한 신호는 웨어러블 장치의 스피커 및/또는 웨어러블 장치와 연동된 전자 장치의 스피커를 통해 청각적 형태로 출력될 수 있다. 예를 들어, 개입 차단 모드로 전환되었음을 알리기 위한 신호는 웨어러블 장치의 디스플레이 및/또는 웨어러블 장치와 연동된 전자 장치의 디스플레이(예: 디스플레이(212))를 통해 시각적 형태로 출력될 수 있다. 예를 들어, 개입 차단 모드로 전환되었음을 알리기 위한 신호는 진동 형태로 출력될 수 있다.

도 9a 내지 도 9c는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치를 제어하기 위한 프로그램의 개입 차단 모드 설정을 위한 UI 화면을 예시한 도면들이다.

일 예로, 웨어러블 장치(예: 웨어러블 장치(100))를 제어하기 위한 프로그램은 웨어러블 장치와 연동된 사용자 단말(예: 사용자 단말(220))에 설치될 수 있다. 사용자(예: 사용자(110))는 사용자 단말에 설치된 프로그램을 실행시킬 수 있으며, 프로그램을 통해 웨어러블 장치에 관한 설정 값을 입력할 수 있다.

도 9a를 참조하면, 프로그램을 통해 개입 차단 모드 설정을 위한 UI 화면이 사용자 단말의 디스플레이(예: 디스플레이(212))를 통해 제공될 수 있다. 사용자는 버튼(911)을 선택하는 입력을 통해 웨어러블 장치의 개입 차단 모드를 사용하는 설정 값을 입력할 수 있다. 사용자는 버튼(912)을 선택하는 입력을 통해 웨어러블 장치의 개입 차단 모드를 사용하지 않는 설정 값을 입력할 수 있다.

도 9b를 참조하면, 프로그램을 통해 사용자의 음성 등록을 위한 UI 화면이 사용자 단말의 디스플레이(예: 디스플레이(212))를 통해 제공될 수 있다. 사용자 단말의 입력 장치를 통해 사용자는 자신의 음성을 등록할 수 있다. 등록된 음성 데이터에 기초하여 발성 트리거 신호의 감지를 위한 기준 파형 데이터가 생성될 수 있다. 기준 파형 데이터는 등록된 사용자 음성에 관한 평균적인 크기 및 높이와 같은 데이터를 포함할 수 있다.

도 9c를 참조하면, 프로그램을 통해 웨어러블 장치의 동작 모드를 지시하는 UI 화면이 사용자 단말의 디스플레이(예: 디스플레이(212))를 통해 제공될 수 있다. 사용자는 프로그램을 통해 웨어러블 장치의 동작 모드(예: 워킹 모드)를 확인할 수 있다. 예를 들어, UI 화면은 웨어러블 장치의 동작 모드를 지시하는 동작 모드의 표시(931)를 포함할 수 있다. 사용자는 프로그램을 통해 웨어러블 장치의 동작 모드를 다른 모드로 변경할 수 있다. 개입 차단 모드를 사용하는 것으로 설정된 경우, 타겟 상황이 검출되면 웨어러블 장치의 동작 모드는 개입 차단 모드로 전환될 수 있다. 웨어러블 장치의 동작 모드가 변경된 경우, UI 화면을 통해 변경된 동작 모드가 지시될 수 있다.

사용자는 프로그램을 통해 웨어러블 장치의 개입 차단 모드의 사용 여부에 관한 설정 값을 확인할 수 있다. 예를 들어, 개입 차단 모드로 설정된 경우, 웨어러블 장치의 동작 모드를 지시하는 UI 화면에 웨어러블 장치의 동작 모드의 표시(931)와 함께 개입 차단 모드의 지원 여부를 알리기 위한 표시(932)가 부가될 수 있다.

도 10은 일 실시예에 따른 개입 차단 모드로 전환된 이후 타겟 상황의 종료 여부에 대응하는 웨어러블 장치의 동작 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 웨어러블 장치(예: 웨어러블 장치(100))의 동작 방법은 타겟 상황의 종료 여부를 판단하는 동작(1010)을 포함할 수 있다. 일 예로, 웨어러블 장치는 기준 패턴에 대응하는 센서 데이터의 패턴의 감지에 기초하여, 타겟 상황의 종료를 검출할 수 있다. 기준 패턴에 대응하는 센서 데이터의 패턴은 웨어러블 장치의 타겟 상황이 검출된 시점의 동작 모드에 대응하는 움직임이 수행되는 경우 일반적으로 나타나는 센서 데이터의 패턴을 의미할 수 있다. 기준 패턴에 대응하는 센서 데이터의 패턴이 감지된 경우, 타겟 상황이 종료된 것으로 판단될 수 있다.

일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 동작 방법은 타겟 상황의 종료에 반응하여, 웨어러블 장치의 동작 모드를 타겟 상황이 검출된 시점의 동작 모드로 복원하는 동작(1020)을 포함할 수 있다. 웨어러블 장치의 동작 모드는 개입 차단 모드에서 타겟 상황이 검출된 시점의 동작 모드로 전환될 수 있다. 예를 들어, 타겟 상황이 검출됨에 따라 웨어러블 장치의 동작 모드가 제1 모드에서 개입 차단 모드로 전환된 경우, 타겟 상황의 종료에 반응하여, 웨어러블 장치의 동작 모드는 개입 차단 모드에서 제1 모드로 전환될 수 있다.

일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 동작 방법은 복원된 동작 모드에 대응하는 외력을 생성하는 동작(1030)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치의 복원된 동작 모드가 보행 보조 모드인 경우, 웨어러블 장치에서 사용자(예: 사용자(110))의 보행을 보조하기 위한 외력이 생성될 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치의 복원된 동작 모드가 운동 보조 모드인 경우, 웨어러블 장치에서 사용자의 운동을 보조하기 위한 외력이 생성될 수 있다.

일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 동작 방법은 타겟 상황의 종료가 검출되지 않은 경우, 타겟 상황의 지속 시간이 임계 시간을 초과하는지 여부를 판단하는 동작(1040)을 포함할 수 있다. 웨어러블 장치의 동작 방법은 타겟 상황이 임계 시간 이상 지속되는 경우, 타겟 상황의 발생을 알리기 위한 신호를 출력하는 동작(1050)을 포함할 수 있다. 타겟 상황의 발생을 알리기 위한 신호는 사용자가 인지 가능한 방식으로 웨어러블 장치 및/또는 웨어러블 장치와 연동된 전자 장치(예: 전자 장치(210))의 출력 장치를 통해 출력될 수 있다. 예를 들어, 타겟 상황의 발생을 알리기 위한 신호는 웨어러블 장치의 스피커 및/또는 웨어러블 장치와 연동된 전자 장치의 스피커를 통해 청각적 형태로 출력될 수 있다. 예를 들어, 타겟 상황의 발생을 알리기 위한 신호는 웨어러블 장치의 디스플레이 및/또는 웨어러블 장치와 연동된 전자 장치의 디스플레이(예: 디스플레이(212))를 통해 시각적 형태로 출력될 수 있다. 예를 들어, 타겟 상황의 발생을 알리기 위한 신호는 진동 형태로 출력될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 타겟 상황의 발생을 알리기 위한 신호는 다른 장치에 전송될 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치는 긴급 연락처로 지정된 번호로 SOS 발신을 전송할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치와 연동된 사용자 단말은 긴급 연락처로 지정된 번호로 SOS 발신을 전송할 수 있다.

일 실시예에 따른 웨어러블 장치는 동작 모드에 대응하는 외력을 생성하는 구동 모듈(예: 도 1의 구동 모듈(120), 도 3의 구동 모듈(35, 45), 도 4의 구동 모듈(35), 도 5a의 구동 모듈(530), 도 5b의 구동 모듈(530) 또는 도 5b의 구동 모듈(530-1))을 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 컴퓨터로 실행 가능한 명령어들이 저장된 메모리(예: 메모리(514))를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 메모리에 억세스(access)하여 명령어들을 실행하는 프로세서(예: 프로세서(512))를 포함할 수 있다. 명령어들은 센서 데이터의 패턴 변화의 감지 및 발성 트리거(trigger) 신호의 감지에 기초하여, 타겟 상황을 검출하도록 구성될 수 있다. 명령어들은 타겟 상황의 검출에 반응하여, 웨어러블 장치의 동작 모드를 외력의 생성을 중단하는 개입 차단 모드로 전환하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 따른 웨어러블 장치는 웨어러블 장치를 착용한 사용자의 움직임 데이터가 포함된 센서 데이터를 획득하는 센서 모듈(예: 센서 모듈(520))을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 웨어러블 장치는 웨어러블 장치에 연동된 적어도 하나의 전자 장치로부터 센서 데이터를 수신하는 통신 모듈(예: 통신 모듈(516))을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 명령어들은 센서 데이터의 패턴과 기준 패턴의 차이에 기초하여, 센서 데이터의 패턴 변화를 감지하도록 구성될 수 있다. 기준 패턴은 웨어러블 장치에 설정된 동작 모드에 기초하여 결정될 수 있다.

일 실시예에 따른 명령어들은 수신된 음성 신호의 파형 데이터와 기준 파형 데이터의 차이에 기초하여, 발성 트리거 신호를 감지하도록 구성될 수 있다. 기준 파형 데이터는 사람의 발화 음성의 파형에 기초하여 결정될 수 있다.

일 실시예에 따른 명령어들은 수신된 음성 신호의 인식 결과가 미리 정해진 단어에 대응하는지 여부에 기초하여, 발성 트리거 신호를 감지하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 따른 명령어들은 개입 차단 모드에 관한 설정에 기초하여, 외력이 생성되지 않도록 구동 모듈을 제어하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 따른 명령어들은 개입 차단 모드에 관한 설정에 기초하여, 외력이 단계적으로 감소하도록 구동 모듈을 제어하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 따른 명령어들은 기준 패턴에 대응하는 센서 데이터의 패턴의 감지에 기초하여, 타겟 상황의 종료를 검출하도록 구성될 수 있다. 명령어들은 타겟 상황의 종료에 반응하여, 웨어러블 장치의 동작 모드를 타겟 상황의 검출 전의 동작 모드로 복원하도록 구성될 수 있다. 명령어들은 복원된 동작 모드에 대응하는 외력을 생성하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 따른 명령어들은 개입 차단 모드로 전환되었음을 알리기 위한 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 따른 명령어들은 타겟 상황이 임계 시간 이상 지속되는 경우, 타겟 상황의 발생을 알리기 위한 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.

본 개시(disclosure)의 다양한 실시예들에 의하면, 사용자의 이상 움직임(예: 급정지, 낙상 등)이 발생한 경우, 웨어러블 장치는 사용자에게 외력을 가하는 것을 중단함으로써, 사용자의 움직임을 방해하지 않고, 사용자가 신체를 자유롭게 제어할 수 있도록 하여 사용자의 부상 가능성 및/또는 부상 정도를 낮출 수 있다.

본 개시의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 개시에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 개시에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.

본 개시의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 또는 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예들은 기기(machine)에 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 메모리(514))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기의 프로세서는 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.

일 실시예에 따르면, 본 개시에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어^TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (20)

1. 동작 모드에 대응하는 외력을 생성하는 구동 모듈(120; 35; 45; 530; 530-1);
   컴퓨터로 실행 가능한 명령어들이 저장된 메모리(514); 및
   상기 메모리(514)에 억세스(access)하여 상기 명령어들을 실행하는 프로세서(512)
   를 포함하고,
   상기 명령어들은
   센서 데이터의 패턴 변화의 감지 및 발성 트리거(trigger) 신호의 감지에 기초하여, 타겟 상황을 검출하고,
   상기 타겟 상황의 검출에 반응하여, 상기 웨어러블 장치(100)의 동작 모드를 외력의 생성을 중단하는 개입 차단 모드로 전환하도록 구성되는,
   웨어러블 장치(100).
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 웨어러블 장치(100)를 착용한 사용자(110)의 움직임 데이터가 포함된 센서 데이터를 획득하는 센서 모듈(520)
   을 더 포함하는,
   웨어러블 장치(100).
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 웨어러블 장치(100)에 연동된 적어도 하나의 전자 장치로부터 상기 센서 데이터를 수신하는 통신 모듈(516)
   을 더 포함하는,
   웨어러블 장치(100).
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 명령어들은,
   상기 센서 데이터의 패턴과 기준 패턴의 차이에 기초하여, 상기 센서 데이터의 패턴 변화를 감지하도록 구성되고,
   상기 기준 패턴은 상기 웨어러블 장치(100)에 설정된 동작 모드에 기초하여 결정되는,
   웨어러블 장치(100).
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 명령어들은,
   수신된 음성 신호의 파형 데이터와 기준 파형 데이터의 차이에 기초하여, 상기 발성 트리거 신호를 감지하도록 구성되고,
   상기 기준 파형 데이터는 사람의 발화 음성의 파형에 기초하여 결정되는,
   웨어러블 장치(100).
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 명령어들은,
   상기 수신된 음성 신호의 인식 결과가 미리 정해진 단어에 대응하는지 여부에 기초하여, 상기 발성 트리거 신호를 감지하도록 구성된,
   웨어러블 장치(100).
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 명령어들은,
   상기 개입 차단 모드에 관한 설정에 기초하여, 상기 외력이 생성되지 않도록 상기 구동 모듈(120; 35; 45; 530; 530-1)을 제어하도록 구성된,
   웨어러블 장치(100).
   
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 명령어들은,
   상기 개입 차단 모드에 관한 설정에 기초하여, 상기 외력이 단계적으로 감소하도록 상기 구동 모듈(120; 35; 45; 530; 530-1)을 제어하도록 구성된,
   웨어러블 장치(100).
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 명령어들은,
   기준 패턴에 대응하는 상기 센서 데이터의 패턴의 감지에 기초하여, 상기 타겟 상황의 종료를 검출하고,
   상기 타겟 상황의 종료에 반응하여, 상기 웨어러블 장치(100)의 동작 모드를 상기 타겟 상황의 검출 전의 동작 모드로 복원하며,
   상기 복원된 동작 모드에 대응하는 외력을 생성하도록 구성된,
   웨어러블 장치(100).
   
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 명령어들은,
    상기 개입 차단 모드로 전환되었음을 알리기 위한 신호를 출력하도록 구성된,
    웨어러블 장치(100).
    
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 명령어들은,
    상기 타겟 상황이 임계 시간 이상 지속되는 경우, 상기 타겟 상황의 발생을 알리기 위한 신호를 출력하도록 구성된,
    웨어러블 장치(100).
    
12. 웨어러블 장치(100)의 동작 방법에 있어서,
    센서 데이터의 패턴 변화의 감지 및 발성 트리거(trigger) 신호의 감지에 기초하여, 타겟 상황을 검출하는 동작; 및
    상기 타겟 상황의 검출에 반응하여, 상기 웨어러블 장치(100)의 동작 모드를 외력의 생성을 중단하는 개입 차단 모드로 전환하는 동작
    를 포함하는,
    동작 방법.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 센서 데이터의 패턴과 기준 패턴의 차이에 기초하여, 상기 센서 데이터의 패턴 변화를 감지하는 동작
    를 더 포함하고,
    상기 기준 패턴은 상기 웨어러블 장치(100)에 설정된 동작 모드에 기초하여 결정되는,
    동작 방법.
    
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    수신된 음성 신호의 파형 데이터와 기준 파형 데이터의 차이에 기초하여, 상기 발성 트리거 신호를 감지하는 동작; 및
    상기 수신된 음성 신호의 인식 결과가 미리 정해진 단어에 대응하는지 여부에 기초하여, 상기 발성 트리거 신호를 감지하는 동작
    중 적어도 하나를 더 포함하는,
    동작 방법.
    
15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 데이터는
    상기 웨어러블 장치(100)의 센서 모듈(520)로부터 수집된 상기 웨어러블 장치(100)를 착용한 사용자(110)의 움직임 데이터; 및
    상기 웨어러블 장치(100)와 연동된 적어도 하나의 전자 장치의 센서로부터 수집된 데이터
    중 적어도 하나를 포함하는,
    동작 방법.
    
16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개입 차단 모드로 전환하는 동작은
    상기 타겟 상황이 검출된 경우, 상기 개입 차단 모드의 사용 여부에 관한 설정에 기초하여, 상기 웨어러블 장치(100)의 동작 모드를 상기 개입 차단 모드로 전환하는 동작
    을 포함하는,
    동작 방법.
    
17. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개입 차단 모드로 전환하는 동작은
    상기 개입 차단 모드에 관한 설정에 기초하여, 상기 외력이 생성되지 않도록 상기 웨어러블 장치(100)의 외력 생성에 관한 구동 모듈(120; 35; 45; 530; 530-1)을 제어하는 동작; 및
    상기 개입 차단 모드에 관한 설정에 기초하여, 상기 외력이 단계적으로 감소하도록 상기 구동 모듈(120; 35; 45; 530; 530-1)을 제어하는 동작
    중 적어도 하나를 포함하는,
    동작 방법.
    
18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    기준 패턴에 대응하는 상기 센서 데이터의 패턴의 감지에 기초하여, 상기 타겟 상황의 종료를 검출하는 동작;
    상기 타겟 상황의 종료에 반응하여, 상기 웨어러블 장치(100)의 동작 모드를 상기 타겟 상황이 검출된 시점의 동작 모드로 복원하는 동작; 및
    상기 복원된 동작 모드에 대응하는 외력을 생성하는 동작
    을 더 포함하는,
    동작 방법.
    
19. 제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개입 차단 모드로 전환되었음을 알리기 위한 신호를 출력하는 동작; 및
    상기 타겟 상황이 임계 시간 이상 지속되는 경우, 상기 타겟 상황의 발생을 알리기 위한 신호를 출력하는 동작
    중 적어도 하나를 더 포함하는,
    동작 방법.
    
20. 하드웨어와 결합되어 제12항 내지 제19항 중 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
    
    

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