WO2016171393A1 - 헬스케어를 위한 센서 통제 시스템 및 방법 - Google Patents

헬스케어를 위한 센서 통제 시스템 및 방법 Download PDF

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김영규
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김영규
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    • A61B5/14532—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to sensor control systems and methods for healthcare.
  • Health care is broadly defined as the overall health care business, which combines traditional medical care with the concept of disease prevention and management. Healthcare in the narrow sense refers to businesses such as remote check-ups or visiting health consulting.
  • Sensors necessary for healthcare are not things that users do, like things in IoT (Internet of Things) environment, but things (sensors) need to measure and provide a variety of information, and sensing information related to users.
  • Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0130306 analyzes an emergency situation, calories burned, and a center of gravity based on the exercise pattern of a shoe wearer, such as emergency calling service, obesity management service, and posture management service during an emergency situation.
  • a smart shoe system for healthcare that can provide.
  • the present invention provides a sensor control system and method for overcoming spatial limitations by grouping a plurality of sensors and modularizing the sensors by group to provide a module of a required sensor group in a removable form to a wearable device.
  • It provides a sensor control system and method that can provide a connection interface that allows users to easily add grouped sensor modules to wearable devices that include a sensor controller without any prior knowledge.
  • the present invention provides a sensor control system and method that can reduce the amount of power used to operate the sensors by automatically controlling the information request cycle according to the type of sensor module attached to the sensor controller.
  • a sensor control system comprising: a plurality of sensor modules modularized to include at least one sensor, detachable from a connection interface, and transmitting information sensed by the at least one sensor to a sensor controller through the connection interface;
  • the connection interface to which the plurality of sensor modules are detached and to relay communication between the sensor controller and the plurality of sensor modules;
  • the sensor controller for requesting information from the plurality of sensor modules through the connection interface according to a schedule, and processing sensing information received from the plurality of sensor modules, and included in an object mounted on a specific part of the human body. It provides a sensor control system, characterized in that.
  • the plurality of sensor modules the analog sensor module detachably attached to the connection interface; And a plurality of digital sensor modules detachable in series with the connection interface, each of the plurality of digital sensor modules including an integrated interface for an included sensor, communicating with or in series with the connection interface via the integrated interface. It may be characterized in that the communication with the integrated interface of the other digital sensor module attached.
  • the sensor controller manages information about the at least one sensor included in the plurality of sensor modules in association with identifiers of the plurality of sensor modules, and connects the request for information including the identifiers. It may be characterized in that for transmitting to the plurality of sensor modules through an interface.
  • the plurality of sensor modules include a plurality of digital sensor modules attached to the connection interface in series, each of the plurality of digital sensor modules, the information request for information sent by the sensor controller, Compare the identifier included in the request with its own identifier and transmit the sensed information to the sensor controller, and if it does not match, transmit the information request to the digital sensor module. can do.
  • the electrode and the user when at least one of the object and the auxiliary object worn with the object includes an electrode that is required to be in electrical contact with the skin of the user in the at least one sensor, the electrode and the user It may be characterized by including a conductive material in the area between the skin.
  • connection interface transmits a signal associated with a detached sensor module of the plurality of sensor modules or a signal associated with a newly attached sensor module to the sensor controller, and the sensor controller sends the transmitted signal. It may be characterized in that for recognizing the detachable sensor module or the newly attached sensor module.
  • the sensor control system further includes a network interface for transmitting the sensing information or the processed information to the user terminal, the schedule of the plurality of sensor modules attached to the connection interface
  • the information may be preset by using information on a sensor type and information on a user input to the user terminal.
  • a sensor control method of a sensor control system comprising: managing information about a sensor included in a plurality of sensor modules in association with identifiers of the plurality of sensor modules, wherein the plurality of sensor modules include at least one sensor; Modularized and detachable from a connection interface comprised by the sensor control system; Transmitting an information request including the identifier to the plurality of sensor modules according to a schedule, wherein the plurality of sensor modules compares the identifier included in the information request with its own identifier and determines whether to respond to the information request. Hamm; And collecting sensing information transmitted through the plurality of sensor modules and the connection interface in response to the information request, wherein the sensor control system is included in an object mounted on a specific part of the human body. It provides a sensor control method.
  • the spatial limitation can be overcome by providing modules of the required sensor group in a removable form to the wearable device.
  • a connection interface can be provided that allows users to easily add grouped sensor modules to wearable devices that include a sensor controller without any prior knowledge.
  • FIG. 1 is a view for explaining the internal configuration of the sensor control system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for describing a process of collecting sensing information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a sensor control method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a shoe to which a sensor control system is attached according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a smart watch with a sensor control system according to an embodiment of the present invention.
  • the sensor control system 100 may be a device that is included in clothing, shoes, insoles, glasses, watches, and the like, to control sensors for healthcare.
  • FIG. 1 illustrates an example of a sensor control system 100 that includes a sensor controller 110, a connection interface 112, a network interface 114, and a plurality of modules 120, 122, 124, 126, and 128. It is shown.
  • the sensor controller 110 includes a plurality of modules 120, 122, 124, 126, and 128 from a plurality of modules 120, 122, 124, 126, and 128 respectively connected to the sensor connection interface 120 in a detachable manner. At least one sensor included in each may receive and process the information sensed.
  • the plurality of modules 120, 122, 124, 126, and 128 are optionally comprised of two modules 120 and 122 for the digital sensor group and three modules 124, 126 and 128 for the analog sensor group.
  • Modules 120 and 122 for the digital sensor group may each include at least one digital sensor
  • modules 124, 126 and 128 for the analog sensor group may each include at least one analog sensor. have.
  • the sensors may be classified into analog sensors and digital sensors, respectively.
  • the analog sensors may be classified into a plurality of analog sensor groups and modularized
  • the digital sensors may also be classified into a plurality of digital sensor groups and modularized, respectively.
  • sensors that measure bioimpedance through connection with a user may be modularized into a group, sensors that measure and utilize acceleration by a group, or sensors that collect external environmental information (eg, Sensors for measuring the concentration of carbon dioxide, carbon monoxide, nitrogen dioxide, ozone, fine dust, ultrafine dust, or the like, or measuring temperature and humidity can be modularized into a group.
  • the modules 124, 126 and 128 for the analog sensor group can be attached to the connection interface 112 individually, respectively, and the modules 120 and 122 for the digital sensor group are integrated interfaces for the digital sensors (Fig. Integrated interface 1 130 for digital sensors and integrated interface 2 132 for digital sensors), and may be attached to connection interface 112 via such integrated interface.
  • the modules 120 and 122 for the digital sensor group may be connected to the connection interface 112 in series.
  • the new module may be connected in series to the connection interface 112 through module 2 122 and module 1 120.
  • the sensor controller 110 receives sensing information of a plurality of sensors included in the plurality of modules 120, 122, 124, 126, and 128 through the connection interface 112, or processes the network interface 114 as it is. It can be transmitted to the external user terminal 140 through.
  • the user terminal 140 may be a device of a user who manages information about the user and sensed information, such as a smartphone.
  • the sensor controller 110 may further include an output unit (for example, a display) for processing the received sensing information and outputting the processed information.
  • the output may replace the network interface 114.
  • connection interface 112 transmits a signal associated with a detached module of the plurality of modules 120, 122, 124, 126, and 128 or a signal associated with a module newly attached to the connection interface 112 to the sensor controller 110.
  • the sensor controller may recognize the detachable module or the newly attached module by using the transmitted signal.
  • 2 is a diagram for describing a process of collecting sensing information according to an embodiment of the present invention. 2 illustrates examples of a process of collecting sensing information from three modules 120, 122, and 310 for a digital sensor group. In this case, it is assumed that the three modules 120, 122, and 310 are connected in series to the connection interface 112 in the order of the module 1 120, the module 2 122, and the module 3 310.
  • Table 1 shows a table in which identifiers of sensor modules 120, 122, and 310 and information on a sensor type are stored in association with each other.
  • an identifier of module 1 120 is ID 1
  • an identifier of module 2 122 is ID 2
  • an identifier of module 3 310 is ID 3.
  • Information about the sensor type may be automatically checked when the modules 120, 122, and 310 are connected to the connection interface 112 and stored in a table with an identifier. For example, when a new module 6 310 is connected with the connection interface 112 in series through the module 2 122, the new module 6 310 sends information about its identifier and sensor type to the connection interface 112. ) May be transmitted to the sensor controller 110, and the sensor controller 110 may store the received identifier and the sensor type in a table in association with each other. Therefore, the user can detachably connect various types of modules without prior knowledge of the sensor or the connection of the sensors.
  • the sensor controller 110 may determine which modules including the sensors are inserted through the information on the sensor types, and reduce the amount of power used to operate the sensors by controlling the information request period according to which modules are inserted. Can be.
  • the sensor controller 110 may transmit an information request including the identifier ID 1 of the module 1 120 to request the information to the module 1 120. This request for information may be communicated to module 1 120 via connection interface 112.
  • module 1 120 may compare its identifier ID 1 with the identifier ID 1 included in the information request. In this case, since the two identifiers coincide with each other, the module 1 120 may transmit the measured value, which is sensed information, together with its identifier ID 1 to the sensor controller 110. In this case, the identifier and the measured value may be transmitted to the sensor controller 110 through the connection interface 112, and the sensor controller 110 may determine which module is the measured value received through the identifier ID 1 transmitted along with the measured value. It can be determined whether the information is received from.
  • the sensor controller 110 may transmit an information request including the identifier ID 2 of the module 2 122 to request the information to the module 2 122.
  • module 1 120 may compare its identifier ID 1 with the identifier ID 2 included in the information request. In this case, the module 1 120 may transmit the information request to the module 2 122 which is the next module of the serial connection because the identifier ID 2 included in the information request is different from the identifier ID 1 thereof.
  • module 2 122 may compare the identifier ID 2 included in the information request with its identifier ID 2. In this case, since the two identifiers coincide with each other, the module 2 122 may transmit the measured value, which is sensed information, together with its identifier ID 2 to the sensor controller 110. In this case, the identifier and the measured value may be transmitted to the sensor controller 110 through the module 1 120 and the connection interface 112. Similarly, the sensor controller 110 may check whether the received measurement value is information received from which module through the identifier ID 2 transmitted along with the measurement value.
  • the sensor controller 110 may transmit an information request including the identifier ID 3 of the module 3 310 to request the information to the module 3 310.
  • the module 1 120 may compare its identifier ID 1 with the identifier ID 3 included in the information request. In this case, the module 1 120 may transmit the information request to the module 2 122 which is the next module of the serial connection because the identifier ID 3 included in the information request is different from the identifier ID 1 thereof.
  • module 2 122 may compare the identifier ID 3 included in the information request with its identifier ID 2. In this case, the module 2 122 may transmit the information request to the module 3 310, which is the next module of the serial connection, because the identifier ID 3 included in the information request is different from the identifier ID 2.
  • the module 3 310 may compare the identifier ID 3 included in the information request with its identifier ID 3. In this case, since the two identifiers coincide with each other, the module 3 310 may transmit the measured value, which is sensed information, together with its identifier ID 3 to the sensor controller 110. In this case, the identifier and the measured value may be transmitted to the sensor controller 110 through the module 1 120, the module 2 122, and the connection interface 112. Similarly, the sensor controller 110 may check whether the received measurement value is information received from which module through the identifier ID 3 transmitted along with the measurement value.
  • the sensor controller 110 may transmit a request for information for individual modules, and determine which module the measured value is information sensed by the received measurement value and the identifier. You can also check whether these are measurements.
  • the sensor controller 110 may be configured for measurement (sensing method, sensing time, number of sensing, etc.) according to the type of the module (information on the sensor type) or the information input from the user (for example, the user's body information). ) Can be automatically determined.
  • the user may change settings of the sensor controller 110 through the user terminal 140.
  • the sensor controller 110 may control the period of the information request based on these settings, and as described above, information is requested for each module grouped according to the controlled period, thereby optimizing power consumption for the sensors. .
  • the power supply of the sensor control system 100 may be provided in the form of a battery, may be included with the sensor controller 110 or may be provided in a detachable form as a module.
  • the battery may be implemented rechargeable. For example, if a shoe (or insole) is implemented with a sensor control system 100, the shoe (or insole) is placed on a wireless charging device to allow the battery to be automatically recharged, or the battery can be removed and wired again after charging. It may be provided by way of attachment.
  • the biometric information sensor includes (1) a pressure sensor for weight measurement, (2) an acceleration sensor for measuring momentum and gait correction, (3) a bioimpedance sensor for body fat and body moisture, and (4) a pulse Heart rate sensors and photo-plethysmography (PPG) array sensors for the measurement of the body, (5) vibration sensors for measuring the body's impact, (6) temperature sensors for measuring body temperature and pressure on the soles of the feet, and Pressure sensor, (7) Galvanic Skin Reflex (GSR) sensor for mental state-stress measurement, (8) insole sensor for measuring changes in force on the foot, (9) piezo sensor for heart rate measurement, (10 ) May include various sensors such as a glucol sensor for measuring blood glucose. Such sensors may be modularized into a plurality of modules, and the user may attach and use the module to the sensor control system 100 according to the purpose.
  • Some sensors may be provided so that at least some of the areas in contact with the user's skin are conductive since electrical contact with the user's skin is required.
  • a conductive sock (functional sock) may be provided so that the electrode included in the bioimpedance sensor provided in the insole of the shoe may be in electrical contact with the skin of the user.
  • the conductive socks may be manufactured so that at least some of the parts constituting the socks are conductive so as to provide a function of making electrical contact between the electrode and the user's skin. In the case of an object mounted on a specific part of the user's body, such as other clothes, such a conductive function may be included.
  • the sensing information received by the sensor control system 100 may be transmitted to the user terminal 140 including basic information of the user through the network interface 114.
  • the user terminal 140 may manage a schedule for sensing based on basic information and received sensing information.
  • schedule information may be transferred to the sensor controller 110 of the sensor control system 100, and the sensor controller 110 receives the sensing information by requesting the information to the modules including the sensor as described with reference to FIG. 2. And it can be delivered to the user terminal 140.
  • the user input information and the sensing information may be combined in the user terminal 140.
  • the user terminal 140 may combine the basic information input by the user and the sensed and received information to express the health state of the user in a table, 2D, or 3D manner.
  • items to be served to the user include activity time, pedometer, exercise, calorie consumption, basal metabolism, weight (overweight), body fat, body fluid, pulse, skeletal, muscle mass, basal metabolism, visceral fat, energy consumption, steps This can vary greatly, including how to correct your hook, body temperature, ovulation days, and stress conditions.
  • the biometric information of the user may be managed through a program installed in the user terminal 140.
  • the user terminal 140 When the biometric information becomes less than the reference value, the user terminal 140 outputs an alarm or a voice to inform the user of abnormality of the biometric information. You can inform.
  • the user terminal 140 may notify the user of the overweight warning message and the amount of exercise through the weight measured by the pressure sensor or analyze the Z axis measured by the acceleration sensor and provide the user with correction information about the gait. have.
  • the user terminal 140 measures the body water fraction through the bioimpedance to inform the user of the warning message and the amount of water to be replenished, or to inform the user of the current body condition through the heart rate sensor. Can provide.
  • the user terminal 140 measures the amount of impact transmitted to the body through the vibration sensor, calculates the replacement cycle, the amount of exercise and the calories of the shoe, and informs the user or informs the user of the temperature change and the ovulation date of the woman through the temperature sensor. It can provide psychological stress status through GRL sensor, provide warning message or provide body status information through insole sensor. The values measured by the sensor may be transferred to the user terminal 140 through the sensor control system 100 as described above.
  • the user terminal 140 may select a medical institution to transmit the user's biometric information. This selection may be set automatically by the user terminal 140 or according to a user's input, and the user terminal 140 may transmit biometric information to a server of a corresponding medical institution on a regular or irregular basis (emergency situation).
  • the medical institution may provide information such as medical visits through the biometric information provided by the user.
  • an emergency treatment facility (Fire Protection Agency, etc.) may provide the user's biometric information and location information.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a sensor control method according to an embodiment of the present invention.
  • the sensor control method according to the present embodiment may be performed by the sensor control system 100.
  • the sensor control system 100 may manage information about sensors included in the plurality of sensor modules in association with identifiers of the plurality of sensor modules.
  • the plurality of sensor modules may be modularized to include at least one sensor and detachable from the connection interface that the sensor control system includes.
  • the modularization may be grouped and modularized according to various conditions such as types or characteristics of sensors.
  • Information and identifiers for the sensors may be managed by a sensor controller included in the sensor control system 100.
  • the sensor control system 100 may transmit an information request including an identifier to a plurality of sensor modules according to a schedule.
  • the plurality of sensor modules may determine whether to respond to the information request by comparing the identifier included in the information request with its identifier. This request for information can be sent by the sensor controller and via the connection interface to the plurality of sensor modules.
  • the plurality of sensor modules may include a plurality of digital sensor modules connected in series with the connection interface.
  • Each of the plurality of digital sensor modules compares the identifier included in the information request with its own identifier and transmits the sensed information to the sensor controller when the information requests match.
  • the information request can then be forwarded to the digital sensor module.
  • the next digital sensor module may also transmit sensing information by comparing its identifier with the identifier included in the information request, or transmit the information request to the next digital sensor module.
  • the digital sensor module can include an integrated interface for the included sensor, and can communicate with the connection interface via the integrated interface or with the integrated interface of another digital sensor module attached in series.
  • the plurality of sensor modules may further include an analog sensor module. While the digital sensor module is detachably attached to the connection interface in series, the analog sensor module can be separately attached to the connection interface.
  • the sensor control system 100 may collect sensing information transmitted through the plurality of sensor modules and the connection interface in response to the information request.
  • the sensor module specified through the identifier included in the information request among the plurality of sensor modules may transmit sensing information in response to the information request, and the transmitted sensing information may be transmitted to the sensor controller through the connection interface.
  • the sensor control system 100 may transmit the sensing information or the processed information to the user terminal through a network interface included in the sensor control system.
  • the schedule described in operation 320 may be preset using information on sensor types of the plurality of sensor modules attached to the connection interface and information on the user input to the user terminal.
  • the sensor control system 100 may be included in an object mounted on a specific part of the human body. At least one of the object or the auxiliary object worn with the object may include a conductive material in an area between the electrode and the user's skin when the sensor includes an electrode requiring electrical contact with the skin of the user.
  • the sensor control system 100 may receive a signal associated with a sensor module detached from the connection interface among the plurality of sensor modules or a signal associated with a sensor module newly attached to the connection interface through the connection interface.
  • the sensor control system 100 may recognize the detached sensor module or the newly attached sensor module using the received signal.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a shoe to which a sensor control system is attached according to an embodiment of the present invention.
  • 4 illustrates a plurality of sensor modules, module a 410, module b 420, module c 430, module d 440 and module e 450, including a sensor controller 110 and a connection interface 112.
  • Shoes 400 are shown.
  • the module a 410, the module b 420, the module c 430, the module d 440, and the module e 450 are all digital sensor modules, and are examples of being connected in series with the connection interface 112.
  • module a 410 includes an electrode that is required to be in electrical contact with the user's skin, at least a portion of the shoe's insole or socks the user wears as an auxiliary object (the area between the electrode and the user's skin) is a conductive material It can be implemented as. If the user removes the module a 410, the connection interface 112 may transmit a signal related to the removal of the module a 410 to the sensor controller 110. In this case, the sensor controller 110 may recognize that the module a 410 is detached from the received signal.
  • connection interface 112 transmits a signal related to the attachment of the new digital sensor module to the sensor controller 110.
  • the sensor controller 110 may recognize that the new digital sensor module is attached through the received signal.
  • FIG. 4 illustrates only one embodiment in which the sensor control system is included in an object, and the position where the components included in the sensor control system are disposed is not limited thereto, and the object is not limited to shoes.
  • components included in the sensor control system may be further added, for example, the network interface 114.
  • the smart watch 500 may include the sensor controller 110 and the connection interface 112 described above.
  • the user may insert a desired module 520 among the modules 510, 520, and 530 into the module groove 540 included in the smart watch 500.
  • the module 520 attached to the module groove 540 may be electrically connected to the connection interface 112, and the connection interface 112 transmits a signal related to the attachment of the module 520 to the sensor controller 110 by transmitting a signal to the sensor controller 110.
  • the controller 110 may recognize the attached module 520.
  • module 510 is modularized to include sensors for bioimpedance measurements
  • module 520 is modularized to include sensors for environmental sensing
  • module 530 includes sensors for basic healthcare
  • the user who wants to sense the environment simply attaches the desired module 520 among the modules 510, 520, and 530 to the smart watch 500, and automatically attaches the module 520 to which the sensor controller 110 is attached. It may recognize and collect necessary information from the module 520 and process it. Therefore, the user should not care at all about the selection of the modules 510, 520, and 530, the recognition of the modules 510, 520, and 530, the processing of information, etc., in addition to the physical connection of the modules 510, 520, and 530. There will be no.
  • the spatial limitation may be overcome by grouping a plurality of sensors and modularizing the sensors by groups to provide a module of a required sensor group in a form that is detachable to a wearable device.
  • a connection interface can be provided so that users can easily add grouped sensor modules to a wearable device including a sensor controller without any prior knowledge, and automatically request information cycles according to the type of sensor module attached to the sensor controller. In this way, the amount of power used to operate the sensors can be reduced.
  • the system described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components.
  • the devices and components described in the embodiments are, for example, processors, controllers, arithmetic logic units (ALUs), digital signal processors, microcomputers, field programmable gate arrays (FPGAs).
  • ALUs arithmetic logic units
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • PLU programmable logic unit
  • the processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system.
  • the processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software.
  • the processing apparatus may be described as one being used, but a person skilled in the art may recognize that the processing apparatus includes a plurality of processing elements and / or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it may include.
  • the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller.
  • other processing configurations are possible, such as parallel processors.
  • the software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the above, and configure the processing device to operate as desired, or process it independently or collectively. You can command the device.
  • Software and / or data may be any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device in order to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. Or may be permanently or temporarily embodied in a signal wave to be transmitted.
  • the software may be distributed over networked computer systems so that they may be stored or executed in a distributed manner.
  • Software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
  • the method according to the embodiment may be embodied in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium.
  • the computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • the program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the embodiments, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks.
  • Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

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Abstract

헬스케어를 위한 센서 통제 시스템 및 방법이 개시된다. 센서 통제 시스템은, 적어도 하나의 센서를 포함하도록 모듈화되어 연결 인터페이스에 탈부착되고 상기 연결 인터페이스를 통해 센서 컨트롤러로 상기 적어도 하나의 센서가 센싱한 정보를 전송하는 복수의 센서 모듈, 상기 복수의 센서 모듈이 탈부착되고 상기 센서 컨트롤러와 상기 복수의 센서 모듈간의 통신을 중계하는 상기 연결 인터페이스 및 스케쥴에 따라 상기 연결 인터페이스를 통해 상기 복수의 센서 모듈로 정보를 요청하고, 상기 복수의 센서 모듈로부터 수신되는 센싱 정보를 처리하는 상기 센서 컨트롤러를 포함할 수 있고, 인체의 특정 부위에 장착되는 사물에 포함될 수 있다.

Description

헬스케어를 위한 센서 통제 시스템 및 방법
본 발명의 실시예들은 헬스케어를 위한 센서 통제 시스템 및 방법에 관한 것이다.
헬스케어(health care)는 넓은 의미로 기존의 치료 부문 의료서비스에다 질병 예방 및 관리 개념을 합친 전반적인 건강관리 사업을 일컫는다. 좁은 의미의 헬스케어는 원격 검진이나 방문 건강컨설팅 등의 사업을 지칭한다.
이러한 헬스케어에 필요한 센서들은 IoT(Internet of Things) 환경의 사물들과 같이 사용자가 무엇을 하는 것이 아니라 사물(센서)이 다양한 정보를 알아서 측정 및 제공할 필요성이 있기 있으며, 사용자와 연관된 정보들의 센싱을 위해 시계나 신발 등에 포함되는 웨어러블(wearable) 디바이스의 형태로 사용자의 몸에 착용된다. 예를 들어, 한국공개특허 제10-2012-0130306호는 신발 착용자의 운동패턴에 기반하여 응급상황, 소모칼로리 및 무게중심을 분석함으로써, 응급상황 시의 응급 콜링 서비스, 비만관리 서비스 및 자세관리 서비스를 제공할 수 있는, 헬스케어를 위한 스마트 슈즈 시스템에 대해 개시하고 있다.
그러나, 종래기술에서는 사용자에게 착용 가능한 제품(일례로, 시계나 상술한 신발 또는 신발의 깔창)에 다양한 센서를 부착시키는 것은 공간적인 한계가 존재한다는 문제점이 있으며, 센서가 많을수록 그리고 센싱 횟수를 증가시킬수록 센서들을 동작시키기 위한 전원의 사용량이 많아진다는 문제점이 있다. 예를 들어, 종래기술에서는 센서의 정보를 주기적으로 사용자의 이동통신단말기로 전송하기 때문에 전원의 소모가 과다해지는 문제점이 있다.
다수의 센서들을 그룹화하고 그룹별로 센서들을 모듈화하여 필요한 센서 그룹의 모듈을 웨어러블 디바이스에 탈부착이 가능한 형태로 제공함으로써 공간적인 한계를 극복할 수 있는 센서 통제 시스템 및 방법을 제공한다.
사용자들이 아무런 사전 지식 없이도 센서 컨트롤러를 포함하는 웨어러블 디바이스에 그룹화된 센서 모듈들을 간편하게 추가할 수 있도록 연결 인터페이스를 제공할 수 있는 센서 통제 시스템 및 방법을 제공한다.
센서 컨트롤러에 부착되는 센서 모듈의 종류에 따라 정보 요청 주기를 자동적으로 제어함으로써 센서들을 동작시키기 위한 전원의 사용량을 줄일 수 있는 센서 통제 시스템 및 방법을 제공한다.
센서 통제 시스템에 있어서, 적어도 하나의 센서를 포함하도록 모듈화되어 연결 인터페이스에 탈부착되고 상기 연결 인터페이스를 통해 센서 컨트롤러로 상기 적어도 하나의 센서가 센싱한 정보를 전송하는 복수의 센서 모듈; 상기 복수의 센서 모듈이 탈부착되고 상기 센서 컨트롤러와 상기 복수의 센서 모듈간의 통신을 중계하는 상기 연결 인터페이스; 및 스케쥴에 따라 상기 연결 인터페이스를 통해 상기 복수의 센서 모듈로 정보를 요청하고, 상기 복수의 센서 모듈로부터 수신되는 센싱 정보를 처리하는 상기 센서 컨트롤러를 포함하고, 인체의 특정 부위에 장착되는 사물에 포함되는 것을 특징으로 하는 센서 통제 시스템을 제공한다.
일측에 따르면, 상기 복수의 센서 모듈은, 상기 연결 인터페이스에 개별적으로 탈부착되는 아날로그 센서 모듈; 및 상기 연결 인터페이스에 직렬로 탈부착되는 복수의 디지털 센서 모듈을 포함하고, 상기 복수의 디지털 센서 모듈 각각은 포함된 센서를 위한 통합 인터페이스를 포함하고, 상기 통합 인터페이스를 통해 상기 연결 인터페이스와 통신하거나 또는 직렬로 부착된 다른 디지털 센서 모듈의 통합 인터페이스와 통신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 센서 컨트롤러는 상기 복수의 센서 모듈이 포함하는 상기 적어도 하나의 센서에 대한 정보를 상기 복수의 센서 모듈의 식별자와 서로 연관하여 관리하고, 상기 식별자를 포함하는 정보 요청을 상기 연결 인터페이스 를 통해 상기 복수의 센서 모듈로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 복수의 센서 모듈은 상기 연결 인터페이스에 직렬로 부착되는 복수의 디지털 센서 모듈을 포함하고, 상기 복수의 디지털 센서 모듈 각각은 상기 센서 컨트롤러가 전송하는 정보 요청에 대해, 상기 정보 요청이 포함하는 식별자와 자신의 식별자를 비교하여 서로 일치하는 경우 센싱된 정보를 상기 센서 컨트롤러로 전송하고, 서로 일치하지 않는 경우 직렬로 부착된 다음 디지털 센서 모듈로 상기 정보 요청을 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 사물 및 상기 사물과 함께 착용되는 보조 사물중 적어도 하나는, 상기 적어도 하나의 센서에서 사용자의 피부와 전기적으로 접촉이 요구되는 전극을 포함하는 경우, 상기 전극과 상기 사용자의 피부 사이의 영역에 전도성 물질을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 연결 인터페이스는 상기 복수의 센서 모듈들 중 탈착되는 센서 모듈과 연관된 신호 또는 새롭게 부착되는 센서 모듈과 연관된 신호를 상기 센서 컨트롤러로 전송하고, 상기 센서 컨트롤러는 상기 전송된 신호를 이용하여 상기 탈착되는 센서 모듈 또는 상기 새롭게 부착된 센서 모듈을 인식하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 센서 통제 시스템은 사용자 단말로 상기 센싱 정보 또는 상기 센싱 정보를 가공한 정보를 전송하는 네트워크 인터페이스를 더 포함하고, 상기 스케쥴은 상기 연결 인터페이스에 부착된 상기 복수의 센서 모듈의 센서 종류에 대한 정보 및 상기 사용자 단말로 입력된 사용자에 대한 정보를 이용하여 기설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
센서 통제 시스템의 센서 통제 방법에 있어서, 복수의 센서 모듈이 포함하는 센서에 대한 정보를 상기 복수의 센서 모듈의 식별자와 서로 연관하여 관리하는 단계 - 상기 복수의 센서 모듈은 적어도 하나의 센서를 포함하도록 모듈화되어 상기 센서 통제 시스템이 포함하는 연결 인터페이스에 탈부착됨 -; 스케쥴에 따라 상기 식별자를 포함하는 정보 요청을 상기 복수의 센서 모듈로 전송하는 단계 - 상기 복수의 센서 모듈은 상기 정보 요청이 포함하는 식별자와 자신의 식별자를 비교하여 상기 정보 요청에 대한 응답 여부를 결정함 -; 및 상기 정보 요청에 대한 응답으로 상기 복수의 센서 모듈 및 상기 연결 인터페이스를 통해 전달되는 센싱 정보를 수집하는 단계를 포함하고, 상기 센서 통제 시스템은 인체의 특정 부위에 장착되는 사물에 포함되는 것을 특징으로 하는 센서 통제 방법을 제공한다.
다수의 센서들을 그룹화하고 그룹별로 센서들을 모듈화하여 필요한 센서 그룹의 모듈을 웨어러블 디바이스에 탈부착이 가능한 형태로 제공함으로써 공간적인 한계를 극복할 수 있다.
사용자들이 아무런 사전 지식 없이도 센서 컨트롤러를 포함하는 웨어러블 디바이스에 그룹화된 센서 모듈들을 간편하게 추가할 수 있도록 연결 인터페이스를 제공할 수 있다.
센서 컨트롤러에 부착되는 센서 모듈의 종류에 따라 정보 요청 주기를 자동적으로 제어함으로써 센서들을 동작시키기 위한 전원의 사용량을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 센서 통제 시스템의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 센싱 정보의 수집 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 센서 통제 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 센서 통제 시스템이 부착된 신발의 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 센서 통제 시스템이 부착된 스마트워치의 예를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 센서 통제 시스템의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다. 본 실시예에 따른 센서 통제 시스템(100)은 의복이나 신발, 깔창, 안경, 시계 등에 포함되어 헬스케어를 위한 센서들을 통제하는 장치일 수 있다.
이때, 도 1은 센서 컨트롤러(110), 연결 인터페이스(112), 네트워크 인터페이스(114) 및 복수의 모듈들(120, 122, 124, 126 및 128)을 포함하는 센서 통제 시스템(100)의 예를 나타내고 있다.
센서 컨트롤러(110)는 각각 탈부착 방식으로 센서 연결 인터페이스(120)에 연결되는 복수의 모듈들(120, 122, 124, 126 및 128)로부터 복수의 모듈들(120, 122, 124, 126 및 128) 각각이 포함하는 적어도 하나의 센서들이 센싱한 정보들을 수신하여 처리할 수 있다.
복수의 모듈들(120, 122, 124, 126 및 128)은 디지털 센서 그룹을 위한 두개의 모듈들(120 및 122)과 아날로그 센서 그룹을 위한 세 개의 모듈들(124, 126 및 128)이 선택적으로 부착된 실시예를 나타내고 있다. 디지털 센서 그룹을 위한 모듈들(120 및 122)은 각각 적어도 하나의 디지털 센서를 포함할 수 있으며, 아날로그 센서 그룹을 위한 모듈들(124, 126 및 128)은 각각 적어도 하나의 아날로그 센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에서는 헬스케어를 위해 이미 알려진 다양한 센서들 중 적어도 일부가 이용될 수 있으며, 센서들은 각각 아날로그 센서와 디지털 센서로 분류될 수 있다. 이 경우, 아날로그 센서들은 복수의 아날로그 센서 그룹들로 분류되어 각각 모듈화될 수 있고, 디지털 센서들 역시 복수의 디지털 센서 그룹들로 분류되어 각각 모듈화될 수 있다. 예를 들어, 사용자와의 접속을 통해 생체 임피던스를 측정하는 센서들을 하나의 그룹으로 모듈화하거나 가속도를 측정하여 활용하는 센서들을 하나의 그룹으로 모듈화하거나 또는 외부 환경 정보를 수집하는 센서들(일례로, 이산화탄소, 일산화탄소, 이산화질소, 오존, 미세먼지, 초미세먼지 등의 농도를 측정하거나,　온도, 습도 등을 측정하는 센서들)을 하나의 그룹으로 모듈화할 수 있다.
아날로그 센서 그룹을 위한 모듈들(124, 126 및 128)은 각각 개별적으로 연결 인터페이스(112)에 부착될 수 있으며, 디지털 센서 그룹을 위한 모듈들(120 및 122)은 디지털 센서들을 위한 통합 인터페이스(도 1의 디지털 센서용 통합 인터페이스 1(130) 및 디지털 센서용 통합 인터페이스 2(132))를 포함할 수 있으며, 이러한 통합 인터페이스를 통해 연결 인터페이스(112)에 부착될 수 있다. 이때, 디지털 센서 그룹을 위한 모듈들(120 및 122)은 직렬로 연결 인터페이스(112)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 디지털 센서 그룹을 위한 새로운 모듈(미도시)이 추가적으로 부착되는 경우 새로운 모듈은 모듈 2(122)와 모듈 1(120)을 통해 연결 인터페이스(112)에 직렬 연결될 수 있다.
센서 컨트롤러(110)는 복수의 모듈들(120, 122, 124, 126 및 128)이 포함하는 복수의 센서들의 센싱 정보를 연결 인터페이스(112)를 통해 수신하여 그대로 또는 가공하여 네트워크 인터페이스(114)를 통해 외부의 사용자 단말(140)로 전송할 수 있다. 사용자 단말(140)은 스마트폰 등과 같이 사용자에 대한 정보와 센싱된 정보 등을 관리하는 사용자의 장치일 수 있다.
또 다른 실시예로 센서 컨트롤러(110)는 수신된 센싱 정보를 가공하여 외부로 출력하기 위한 출력부(일례로, 디스플레이)를 더 포함할 수 있다. 선택적으로 출력부가 네트워크 인터페이스(114)를 대체할 수도 있다.
연결 인터페이스(112)는 복수의 모듈들(120, 122, 124, 126 및 128) 중 탈착되는 모듈과 연관된 신호 또는 연결 인터페이스(112)에 새롭게 부착되는 모듈과 연관된 신호를 센서 컨트롤러(110)로 전송할 수 있다. 이때, 센서 컨트롤러는 전송된 신호를 이용하여 탈착되는 모듈 또는 상기 새롭게 부착된 모듈을 인식할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 센싱 정보의 수집 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 디지털 센서 그룹을 위한 세 개의 모듈들(120, 122 및 310)로부터 센싱 정보를 수집하는 과정의 예들을 나타내고 있다. 이때, 세 개의 모듈들(120, 122 및 310)은 모듈 1(120), 모듈 2(122) 및 모듈 3(310)의 순서로 연결 인터페이스(112)에 직렬 연결되어 있다고 가정한다.
아래 표 1은 모듈들(120, 122 및 310)의 식별자와 센서 종류에 대한 정보가 서로 연관되어 저장된 테이블을 나타내고 있다.
식별자 센서 종류
ID 1 센서 A, B, C
ID 2 센서 D, E
ID 3 센서 F, G, H, I
여기서 모듈 1(120)의 식별자를 ID 1, 모듈 2(122)의 식별자를 ID 2, 모듈 3(310)의 식별자를 ID 3이라 가정한다. 센서 종류에 대한 정보는 모듈들(120, 122 및 310)이 연결 인터페이스(112)에 연결되는 경우에 자동으로 확인되어 식별자와 함께 테이블에 저장될 수 있다. 예를 들어, 새로운 모듈 6(310)이 모듈 2(122)를 통해 직렬로 연결 인터페이스(112)와 연결되면, 새로운 모듈 6(310)은 자신의 식별자와 센서 종류에 대한 정보를 연결 인터페이스(112)를 통해 센서 컨트롤러(110)로 전송할 수 있고, 센서 컨트롤러(110)는 수신된 식별자와 센서 종류를 서로 연관하여 테이블에 저장할 수 있다. 따라서, 사용자는 센서 또는 센서의 연결에 대한 사전 지식 없이 다양한 종류의 모듈들을 탈부착 식으로 연결하여 사용할 수 있다.
센서 컨트롤러(110)는 센서 종류에 대한 정보를 통해 어떤 센서들을 포함하는 모듈이 삽입되었는가를 파악할 수 있으며, 어떤 모듈이 삽입되었는지에 따라 정보 요청 주기를 제어함으로써 센서들을 동작시키기 위한 전원의 사용량을 줄일 수 있다.
제1 과정(321)에서 센서 컨트롤러(110)는 모듈 1(120)로 정보를 요청하기 위해 모듈 1(120)의 식별자 ID 1을 포함하는 정보 요청을 전송할 수 있다. 이러한 정보 요청은 연결 인터페이스(112)를 통해 모듈 1(120)로 전달될 수 있다.
제2 과정(322)에서 모듈 1(120)은 정보 요청이 포함하는 식별자 ID 1과 자신의 식별자 ID 1을 비교할 수 있다. 이때, 모듈 1(120)은 두 식별자가 서로 일치하기 때문에 센싱된 정보인 측정값을 자신의 식별자 ID 1과 함께 센서 컨트롤러(110)로 전달할 수 있다. 이 경우에도 식별자와 측정값은 연결 인터페이스(112)를 통해 센서 컨트롤러(110)로 전달될 수 있고, 센서 컨트롤러(110)는 측정값과 함께 전달된 식별자 ID 1을 통해 수신된 측정값이 어떤 모듈로부터 수신된 정보인지를 파악할 수 있다.
제3과정(323)에서 센서 컨트롤러(110)는 모듈 2(122)로 정보를 요청하기 위해 모듈 2(122)의 식별자 ID 2를 포함하는 정보 요청을 전송할 수 있다.
제4 과정(324)에서 모듈 1(120)은 정보 요청이 포함하는 식별자 ID 2와 자신의 식별자 ID 1을 비교할 수 있다. 이때, 모듈 1(120)은 정보 요청이 포함하는 식별자 ID 2와 자신의 식별자 ID 1이 서로 다르기 때문에 정보 요청을 직렬 연결의 다음 모듈인 모듈 2(122)로 전달할 수 있다.
제5 과정(325)에서 모듈 2(122)는 정보 요청이 포함하는 식별자 ID 2와 자신의 식별자 ID 2를 비교할 수 있다. 이때, 모듈 2(122)는 두 식별자가 서로 일치하기 때문에 센싱된 정보인 측정값을 자신의 식별자 ID 2와 함께 센서 컨트롤러(110)로 전달할 수 있다. 이 경우, 식별자와 측정값은 모듈 1(120)과 연결 인터페이스(112)를 통해 센서 컨트롤러(110)로 전달될 수 있다. 마찬가지로 센서 컨트롤러(110)는 측정값과 함께 전달된 식별자 ID 2를 통해 수신된 측정값이 어떤 모듈로부터 수신된 정보인지를 확인할 수 있다.
제6 과정(326)에서 센서 컨트롤러(110)는 모듈 3(310)으로 정보를 요청하기 위해 모듈 3(310)의 식별자 ID 3을 포함하는 정보 요청을 전송할 수 있다.
제7 과정(327)에서 모듈 1(120)은 정보 요청이 포함하는 식별자 ID 3와 자신의 식별자 ID 1을 비교할 수 있다. 이때, 모듈 1(120)은 정보 요청이 포함하는 식별자 ID 3와 자신의 식별자 ID 1이 서로 다르기 때문에 정보 요청을 직렬 연결의 다음 모듈인 모듈 2(122)로 전달할 수 있다.
제8 과정(328)에서 모듈 2(122)는 정보 요청이 포함하는 식별자 ID 3과 자신의 식별자 ID 2를 비교할 수 있다. 이때, 모듈 2(122)는 정보 요청이 포함하는 식별자 ID 3과 자신의 식별자 ID 2가 서로 다르기 때문에 정보 요청을 직렬 연결의 다음 모듈인 모듈 3(310)으로 전달할 수 있다.
제9 과정(329)에서 모듈 3(310)은 정보 요청이 포함하는 식별자 ID 3과 자신의 식별자 ID 3을 비교할 수 있다. 이때, 모듈 3(310)는 두 식별자가 서로 일치하기 때문에 센싱된 정보인 측정값을 자신의 식별자 ID 3과 함께 센서 컨트롤러(110)로 전달할 수 있다. 이 경우, 식별자와 측정값은 모듈 1(120), 모듈 2(122) 및 연결 인터페이스(112)를 통해 센서 컨트롤러(110)로 전달될 수 있다. 유사하게 센서 컨트롤러(110)는 측정값과 함께 전달된 식별자 ID 3을 통해 수신된 측정값이 어떤 모듈로부터 수신된 정보인지를 확인할 수 있다.
이처럼 센서 컨트롤러(110)는 개별 모듈들을 위한 정보 요청을 전송하고, 수신되는 측정값과 식별자를 통해 측정값이 어떠한 모듈에서 센싱된 정보인지를 확인 할 수 있으며, 앞서 설명한 표 1을 이용하여 어떠한 센서들의 측정값인지 여부도 확인할 수 있다.
센서 컨트롤러(110)는 부착된 모듈의 종류(센서 종류에 대한 정보)나 사용자로부터 입력되는 정보(일례로, 사용자의 신체 정보)에 따라 측정을 위한 설정사항(센싱 방법, 센싱 시간, 센싱 횟수 등)이 자동으로 결정될 수 있다. 또한, 사용자가 사용자 단말(140)을 통해 센서 컨트롤러(110)의 설정사항을 변경할 수도 있다.
센서 컨트롤러(110)는 이러한 설정사항에 기반하여 정보 요청의 주기를 제어할 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같이 제어된 주기에 따라 그룹화된 모듈별로 정보가 요청되기 때문에 센서들을 위한 전원 사용량을 최적화할 수 있다.
센서 통제 시스템(100)의 전원은 배터리의 형태로 제공될 수 있으며, 센서 컨트롤러(110)와 함께 포함되거나 하나의 모듈로서 탈부착 형태로 제공될 수도 있다. 배터리는 충전식으로 구현될 수 있다. 예를 들어 신발(또는 깔창)에 센서 통제 시스템(100)이 포함되어 구현되는 경우, 신발(또는 깔창)을 무선충전장치 위에 배치하여 배터리가 자동 충전되도록 구현되거나 또는 배터리를 탈착하여 유선 충전 후 다시 부착하는 방식으로 제공될 수 있다.
이하에서는 신발 또는 깔창에 센서 통제 시스템(100)이 포함되어 생체정보 센서들을 관리하는 실시예에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
일례로, 생체정보 센서는 (1) 몸무게 측정을 위한 압력센서, (2) 운동량 및 걸음 교정을 측정하기 위한 가속도센서, (3) 체지방 및 체수분 측정을 위한 생체 임피던스 방식의 센서, (4) 맥박의 측정을 위한 심박센서 및 광전용적맥파(Photo-plethysmography, PPG) 어레이센서, (5) 몸의 충격량을 측정하기 위한 진동센서, (6) 체온 및 발바닥에 가해지는 압력을 측정하기 위한 온도센서 및 압력센서, (7) 심리상태-스트레스 측정을 위한 GSR(Galvanic Skin Reflex) 센서, (8) 발에 가해지는 힘의 변화를 측정하기 위한 인솔 센서, (9) 심박수 측정을 위한 피에조 센서, (10) 혈당의 측정을 위한 글루콜 센서 등과 같이 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 이러한 센서들은 복수의 모듈들로 모듈화될 수 있으며, 사용자는 목적에 따라 모듈을 센서 통제 시스템(100)에 부착시켜 사용할 수 있다.
일부 센서들은 사용자의 피부와 전기적인 접촉이 요구되기 때문에 사용자의 피부와 접촉하는 부위 중 적어도 일부가 전도성을 갖도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 신발의 깔창에 구비된 생체 임피던스 방식의 센서가 포함하는 전극이 사용자의 피부와 전기적으로 접촉될 수 있도록 전도성 양말(기능성 양말)이 제공될 수 있다. 전도성 양말은 양말을 구성하는 부분 중 적어도 일부가 전도성을 갖도록 제작되어 전극과 사용자의 피부가 전기적으로 접촉될 수 있는 기능을 제공할 수 있다. 기타 다른 의복 등과 같이 사용자의 인체의 특정 부위에 장착되는 사물의 경우에도 이러한 전도성 기능이 포함될 수 있다.
센서 통제 시스템(100)으로 수신된 센싱 정보들은 네트워크 인터페이스(114)를 통해 사용자의 기본 정보를 포함하는 사용자 단말(140)로 전송될 수 있다. 사용자 단말(140)은 기본 정보와 수신된 센싱 정보에 기반하여 센싱을 위한 스케쥴을 관리할 수 있다. 이러한 스케쥴 정보는 센서 통제 시스템(100)의 센서 컨트롤러(110)로 전달될 수 있고, 센서 컨트롤러(110)가 도 2를 통해 설명한 바와 같이 센서를 포함하는 모듈들로 정보를 요청하여 센싱 정보를 수신하고 이를 사용자 단말(140)로 전달할 수 있다.
사용자의 입력 정보와 센싱 정보는 사용자 단말(140)에서 결합될 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(140)은 사용자가 입력한 기본 정보와 센싱되어 수신된 정보를 결합하여 사용자의 건강상태를 표 또는 2D, 3D 방식으로 표현할 수 있다. 예를 들어, 사용자에게 서비스될 항목으로는 활동시간, 만보기, 운동량, 칼로리 소모량, 기초대사량, 몸무게(과체중 정도), 체지방, 체수분, 맥박, 골격, 근육량, 기초대사량, 내장지방, 에너지 소비량, 걸음걸이 교정방법, 체온, 여성 배란일, 스트레스 상태 등과 같이 매우 다양할 수 있다.
사용자 단말(140)에 설치되는 프로그램을 통해서 사용자의 생체 정보가 관리될 수 있으며, 생체 정보가 기준치 이하가 되는 경우, 사용자 단말(140)은 경보 또는 음성 등을 출력하여 사용자에게 생체 정보의 이상을 알릴 수 있다.
예를 들어 사용자 단말(140)은 압력센서를 통해서 측정된 몸무게를 통해서 과체중 경고 메시지 및 운동량을 사용자에게 알려주거나 가속도센서를 통해서 측정된 Z축을 분석하여 걸음걸이에 대한 교정 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 사용자 단말(140)은 생체 임피던스를 통해서 체수분율을 측정하여 수분 보충에 대한 경고 메시지 및 보충해야 할 수분량에 대한 정보를 사용자에게 알려주거나 심박센서를 통해서 현재의 몸 상태에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 또다른 예로 사용자 단말(140)은 진동센서를 통해서 몸에 전해지는 충격량을 측정하여 신발의 교체주기 및 운동량과 칼로리를 계산하여 사용자에게 알려주거나 온도센서를 통해서 체온변화 및 여성의 배란일 등에 대한 정보를 제공하고, GRL 센서를 통해서 심리적 스트레스 상태를 나타내 주며 경고 메시지 제공하거나 인솔센서를 통해 신체의 상태 정보를 제공할 수 있다. 센서에서 측정된 값들은 앞서 설명한 바와 같이 센서 통제 시스템(100)을 통해 사용자 단말(140)로 전달될 수 있다.
또한, 사용자 단말(140)은 사용자의 생체 정보를 전송할 의료기관을 선택할 수 있다. 이러한 선택은 사용자 단말(140)에 의해 자동적으로 또는 사용자의 입력에 따라 설정될 수 있으며, 사용자 단말(140)은 정기적 또는 비정기적(응급상황)으로 생체 정보를 해당 의료기관의 서버로 전송할 수 있다. 의료기관에서는 사용자가 제공한 생체정보를 통해서 방문진료 등의 정보를 제공할 수 있다. 특히, 응급 상황일 경우에는 의료기관뿐만 아니라 응급 처리시설(소방방재청 등)로 사용자의 생체 정보와 위치 정보를 제공 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 센서 통제 방법을 도시한 흐름도이다.
본 실시예에 따른 센서 통제 방법은 센서 통제 시스템(100)에 의해 수행될 수 있다.
단계(310)에서 센서 통제 시스템(100)는 복수의 센서 모듈이 포함하는 센서에 대한 정보를 복수의 센서 모듈의 식별자와 서로 연관하여 관리할 수 있다. 복수의 센서 모듈은 적어도 하나의 센서를 포함하도록 모듈화되어 센서 통제 시스템이 포함하는 연결 인터페이스에 탈부착될 수 있다. 이때 모듈화는 센서의 종류나 특징 등과 같이 다양한 조건에 따라 그룹핑되어 모듈화될 수 있다. 센서에 대한 정보와 식별자는 센서 통제 시스템(100)이 포함하는 센서 컨트롤러에 의해 관리될 수 있다.
단계(320)에서 센서 통제 시스템(100)은 스케쥴에 따라 식별자를 포함하는 정보 요청을 복수의 센서 모듈로 전송할 수 있다. 이때, 복수의 센서 모듈은 정보 요청이 포함하는 식별자와 자신의 식별자를 비교하여 정보 요청에 대한 응답 여부를 결정할 수 있다. 이러한 정보 요청은 센서 컨트롤러에 의해 그리고 연결 인터페이스를 통해 복수의 센서 모듈로 전송될 수 있다.
예를 들어, 복수의 센서 모듈은 연결 인터페이스에 직렬로 연결되는 복수의 디지털 센서 모듈을 포함할 수 있다. 복수의 디지털 센서 모듈 각각은 센서 컨트롤러가 전송하는 정보 요청에 대해, 정보 요청이 포함하는 식별자와 자신의 식별자를 비교하여 서로 일치하는 경우 센싱된 정보를 센서 컨트롤러로 전송하고, 서로 일치하지 않는 경우 직렬로 부착된 다음 디지털 센서 모듈로 정보 요청을 전달할 수 있다. 다음 디지털 센서 모듈 역시 정보 요청이 포함하는 식별자와 자신의 식별자를 비교하여 센싱 정보를 전송하거나 정보 요청을 다음 디지털 센서 모듈로 전달할 수 있다. 디지털 센서 모듈은 포함된 센서를 위한 통합 인터페이스를 포함할 수 있고, 통합 인터페이스를 통해 연결 인터페이스와 통신하거나 또는 직렬로 부착된 다른 디지털 센서 모듈의 통합 인터페이스와 통신할 수 있다.
또한, 복수의 센서 모듈은 아날로그 센서 모듈을 더 포함할 수 있다. 디지털 센서 모듈이 직렬로 연결 인터페이스에 탈부착되는 반면, 아날로그 센서 모듈은 개별적으로 연결 인터페이스에 탈부착될 수 있다.
단계(330)에서 센서 통제 시스템(100)은 정보 요청에 대한 응답으로 복수의 센서 모듈 및 연결 인터페이스를 통해 전달되는 센싱 정보를 수집할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 복수의 센서 모듈 중 정보 요청이 포함하는 식별자를 통해 특정되는 센서 모듈이 정보 요청에 대한 응답으로 센싱 정보를 전송할 수 있으며, 전송되는 센싱 정보는 연결 인터페이스를 통해 센서 컨트롤러로 전달될 수 있다
단계(340)에서 센서 통제 시스템(100)은 센서 통제 시스템이 포함하는 네트워크 인터페이스를 통해 센싱 정보 또는 센싱 정보를 가공한 정보를 사용자 단말로 전송할 수 있다. 이 경우, 단계(320)에서 설명한 스케쥴은 연결 인터페이스에 부착된 복수의 센서 모듈의 센서 종류에 대한 정보 및 사용자 단말로 입력된 사용자에 대한 정보를 이용하여 기설정될 수 있다.
이러한 센서 통제 시스템(100)은 인체의 특정 부위에 장착되는 사물에 포함될 수 있다. 사물이나 사물과 함께 착용되는 보조 사물 중 적어도 하나는 센서에 서 사용자의 피부와 전기적으로 접촉이 요구되는 전극을 포함하는 경우, 전극과 사용자의 피부 사이의 영역에 전도성 물질을 포함할 수 있다.
단계(350)에서 센서 통제 시스템(100)은 복수의 센서 모듈들 중 연결 인터페이스에서 탈착되는 센서 모듈과 연관된 신호 또는 연결 인터페이스에 새롭게 부착되는 센서 모듈과 연관된 신호를 연결 인터페이스를 통해 수신할 수 있다.
단계(360)에서 센서 통제 시스템(100)은 수신된 신호를 이용하여 탈착되는 센서 모듈 또는 새롭게 부착된 센서 모듈을 인식할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 센서 통제 시스템이 부착된 신발의 예를 도시한 도면이다. 도 4는 센서 컨트롤러(110) 및 연결 인터페이스(112)를 포함하고 복수의 센서 모듈들인 모듈 a(410), 모듈 b(420), 모듈 c(430), 모듈 d(440) 및 모듈 e(450)를 포함하는 신발(400)을 나타내고 있다. 여기서 모듈 a(410), 모듈 b(420), 모듈 c(430), 모듈 d(440) 및 모듈 e(450)는 모두 디지털 센서 모듈들로서 연결 인터페이스(112)와 직렬 연결되는 예를 나타내고 있다. 만약, 모듈 a(410)가 사용자의 피부와 전기적으로 접촉이 요구되는 전극을 포함한다면, 신발의 깔창 또는 사용자가 보조 사물로서 신는 양말의 적어도 일부(전극과 사용자의 피부 사이의 영역)는 전도성 물질로 구현될 수 있다. 만약, 사용자가 모듈 a(410)를 제거하는 경우, 연결 인터페이스(112)는 모듈 a(410)의 제거와 관련된 신호를 센서 컨트롤러(110)로 전송할 수 있다. 이 경우 센서 컨트롤러(110)는 수신되는 신호를 통해 모듈 a(410)가 탈착되었음을 인식할 수 있다. 만약 모듈 a(410)가 탈착된 자리에 새로운 디지털 센서 모듈(미도시)이 모듈 b(420)를 통해 부착되는 경우 연결 인터페이스(112)는 새로운 디지털 센서 모듈의 부착과 관련된 신호를 센서 컨트롤러(110)로 전송함으로써 센서 컨트롤러(110)가 수신된 신호를 통해 새로운 디지털 센서 모듈이 부착되었음을 인식하도록 할 수 있다.
도 4는 센서 통제 시스템이 사물에 포함되는 하나의 실시예를 나타낸 것일 뿐, 센서 통제 시스템이 포함하는 구성요소들이 배치되는 위치가 이에 한정되는 것은 아니며, 사물 역시 신발에 한정되는 것은 아니다. 또한, 일례로 네트워크 인터페이스(114)와 같이 센서 통제 시스템이 포함하는 구성요소들이 더 추가될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 센서 통제 시스템이 부착된 스마트워치의 예를 도시한 도면이다. 스마트워치(500)에는 도면에 나타나 있지 않으나 앞서 설명한 센서 컨트롤러(110)와 연결 인터페이스(112)가 포함될 수 있다. 이때, 사용자는 모듈들(510, 520 및 530) 중 원하는 모듈(520)을 스마트워치(500)가 포함 하는 모듈 홈(540)에 끼워 넣을 수 있다. 모듈 홈(540)에 부착된 모듈(520)은 연결 인터페이스(112)와 전기적으로 연결될 수 있고, 연결 인터페이스(112)는 모듈(520)의 부착과 관련된 신호를 센서 컨트롤러(110)로 전송함으로써 센서 컨트롤러(110)가 부착된 모듈(520)을 인식하도록 할 수 있다.
예를 들어, 모듈(510)이 생체 임피던스 측정을 위한 센서들을 포함하도록 모듈화되고, 모듈(520)이 환경 센싱을 위한 센서들을 포함하도록 모듈화되고, 모듈(530)이 기본 헬스케어를 위한 센서들을 포함하도록 모듈화되었다고 가정하자. 이때, 환경 센싱을 원하는 사용자는 모듈들(510, 520 및 530) 중 원하는 모듈(520)을 스마트워치(500)에 부착하기만 하면, 센서 컨트롤러(110)가 부착된 모듈(520)을 자동으로 인식하고 해당 모듈(520)로부터 필요한 정보를 수집하여 처리할 수 있다. 따라서, 사용자는 모듈들(510, 520 및 530)의 선택과 모듈들(510, 520 및 530)의 물리적 연결 외에 모듈들(510, 520 및 530)의 인식이나 정보의 처리 등에 대해서는 전혀 신경 쓸 필요가 없게 된다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 다수의 센서들을 그룹화하고 그룹별로 센서들을 모듈화하여 필요한 센서 그룹의 모듈을 웨어러블 디바이스에 탈부착이 가능한 형태로 제공함으로써 공간적인 한계를 극복할 수 있다. 또한, 사용자들이 아무런 사전 지식 없이도 센서 컨트롤러를 포함하는 웨어러블 디바이스에 그룹화된 센서 모듈들을 간편하게 추가할 수 있도록 연결 인터페이스를 제공할 수 있으며, 센서 컨트롤러에 부착되는 센서 모듈의 종류에 따라 정보 요청 주기를 자동적으로 제어함으로써 센서들을 동작시키기 위한 전원의 사용량을 줄일 수 있다.
이상에서 설명된 시스템은 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, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logicunit), 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 처리요소(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 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
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.
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.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 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.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (11)

  1. 센서 통제 시스템에 있어서,
    적어도 하나의 센서를 포함하도록 모듈화되어 연결 인터페이스에 탈부착되고, 상기 연결 인터페이스를 통해 센서 컨트롤러로 상기 적어도 하나의 센서가 센싱한 정보를 전송하는 복수의 센서 모듈;
    상기 복수의 센서 모듈이 탈부착되고 상기 센서 컨트롤러와 상기 복수의 센서 모듈간의 통신을 중계하는 상기 연결 인터페이스; 및
    스케쥴에 따라 상기 연결 인터페이스를 통해 상기 복수의 센서 모듈로 정보를 요청하고, 상기 복수의 센서 모듈로부터 수신되는 센싱 정보를 처리하는 상기센서 컨트롤러를 포함하고,
    인체의 특정 부위에 장착되는 사물에 포함되는 것을 특징으로 하는 센서 통제 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의센서 모듈은,
    상기 연결 인터페이스에 개별적으로 탈부착되는 아날로그 센서 모듈; 및
    상기 연결 인터페이스에 직렬로 탈부착되는 복수의 디지털 센서 모듈을 포함하고,
    상기 복수의 디지털 센서 모듈 각각은 포함된 센서를 위한 통합 인터페이스를 포함하고, 상기 통합 인터페이스를 통해 상기 연결 인터페이스와 통신하거나 또는 직렬로 부착된 다른 디지털 센서 모듈의 통합 인터페이스와 통신하는 것을 특징으로 하는 센서 통제 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서 컨트롤러는,
    상기 복수의 센서 모듈이 포함하는 상기 적어도 하나의 센서에 대한 정보를 상기 복수의 센서 모듈의 식별자와 서로 연관하여 관리하고, 상기 식별자를 포함하는 정보 요청을 상기 연결 인터페이스를 통해 상기 복수의 센서 모듈로 전송하는 것을 특징으로 하는 센서 통제 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 센서 모듈은,
    상기 연결 인터페이스에 직렬로 부착되는 복수의 디지털 센서 모듈
    을 포함하고,
    상기 복수의 디지털 센서 모듈 각각은,
    상기 센서 컨트롤러가 전송하는 정보 요청에 대해, 상기 정보 요청이 포함하는 식별자와 자신의 식별자를 비교하여 서로 일치하는 경우 센싱된 정보를 상기 센서 컨트롤러로 전송하고, 서로 일치하지 않는 경우 직렬로 부착된 다음 디지털 센서 모듈로 상기 정보 요청을 전달하는 것을 특징으로 하는 센서 통제 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연결 인터페이스는 상기 복수의 센서 모듈들 중 탈착되는 센서 모듈과 연관된 신호 또는 새롭게 부착되는 센서 모듈과 연관된 신호를 상기 센서 컨트롤러로 전송하고,
    상기 센서 컨트롤러는,
    상기 전송된 신호를 이용하여 상기 탈착되는 센서 모듈 또는 상기 새롭게 부착된 센서 모듈을 인식하는 것을 특징으로 하는 센서 통제 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 사물 및 상기 사물과 함께 착용되는 보조 사물 중 적어도 하나는, 상기 적어도 하나의 센서에서 사용자의 피부와 전기적으로 접촉이 요구되는 전극을 포함하는 경우, 상기 전극과 상기 사용자의 피부 사이의 영역에 전도성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 통제 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    사용자 단말로 상기 센싱 정보 또는 상기 센싱 정보를 가공한 정보를 전송하는 네트워크 인터페이스를 더 포함하고,
    상기 스케쥴은 상기 연결 인터페이스에 부착된 상기 복수의 센서 모듈의 센서 종류에 대한 정보 및 상기 사용자 단말로 입력된 사용자에 대한 정보를 이용하여 기설정되는 것을 특징으로 하는 센서 통제 시스템.
  8. 센서 통제 시스템의 센서 통제 방법에 있어서,
    복수의 센서 모듈이 포함하는 센서에 대한 정보를 상기 복수의 센서 모듈의 식별자와 서로 연관하여 관리하는 단계;
    스케쥴에 따라 상기 식별자를 포함하는 정보 요청을 상기 복수의 센서 모듈로 전송하는 단계; 상기 복수의 센서 모듈은 상기 정보 요청이 포함하는 식별자와 자신의 식별자를 비교하여 상기 정보 요청에 대한 응답 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 정보 요청에 대한 응답으로 상기 복수의 센서 모듈 및 상기 연결 인터페이스를 통해 전달되는 센싱 정보를 수집하는 단계를 포함하고, 상기 센서 통제 시스템은 인체의 특정 부위에 장착되는 사물에 포함되는 것을 특징으로 하는 센서 통제 방법.
  9. 제8항에 있어서
    상기 센서 통제 시스템이 포함하는 네트워크 인터페이스를 통해 상기 센싱정보 또는 상기 센싱 정보를 가공한 정보를 사용자 단말로 전송하는 단계를 더 포함하고,
    상기 스케쥴은 상기 연결 인터페이스에 부착된 상기 복수의 센서 모듈의 센서 종류에 대한 정보 및 상기 사용자 단말로 입력된 사용자에 대한 정보를 이용하여 기설정되는 것을 특징으로 하는 센서 통제 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 센서 모듈은 상기 연결 인터페이스에 직렬로 연결되는 복수의 디지털 센서 모듈을 포함하고,
    상기 복수의 디지털 센서 모듈 각각은 상기 센서 컨트롤러가 전송하는 정보요청에 대해, 상기 정보 요청이 포함하는 식별자와 자신의 식별자를 비교하여 서로 일치하는 경우 센싱된 정보를 상기 센서 컨트롤러로 전송하고, 서로 일치하지 않는 경우 직렬로 부착된 다음 디지털 센서 모듈로 상기 정보 요청을 전달하는 것을 특징으로 하는 센서 통제 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 센서 모듈들 중 상기 연결 인터페이스에서 탈착되는 센서 모듈과 연관된 신호 또는 상기 연결 인터페이스에 새롭게 부착되는 센서 모듈과 연관된 신호를 상기 연결 인터페이스를 통해 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 신호를 이용하여 상기 탈착되는 센서 모듈 또는 상기 새롭게 부착된 센서 모듈을 인식하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 통제 방법.
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