WO2020111342A1 - 인지 능력 측정 시스템 및 그의 측정 방법 - Google Patents

인지 능력 측정 시스템 및 그의 측정 방법 Download PDF

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WO2020111342A1
WO2020111342A1 PCT/KR2018/015124 KR2018015124W WO2020111342A1 WO 2020111342 A1 WO2020111342 A1 WO 2020111342A1 KR 2018015124 W KR2018015124 W KR 2018015124W WO 2020111342 A1 WO2020111342 A1 WO 2020111342A1
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WO
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score
content
cognitive
user
unit
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/015124
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English (en)
French (fr)
Inventor
김준영
최혜민
Original Assignee
주식회사 아리아케어코리아
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B19/00—Teaching not covered by other main groups of this subclass

Definitions

  • the present invention relates to a system for measuring cognitive ability and a method for measuring the same.
  • dementia is diagnosed when subjective and objective cognitive decline is accompanied by significant impairment in daily life performance, but current cognitive screening tests have limitations in capturing the fine cognitive change signals of the high-dementia group of dementia.
  • the existing cognitive status test tool exists in the form of a scale, and is a tool written by hand, which is not easy to manage data for the test process and test results, and has a problem in that diagnosis results may vary depending on the tester.
  • this type of cognitive state inspection is mainly performed offline, it is difficult to continuously consider changes in the cognitive state of the user.
  • cognitive status tests, as well as cognitive training based on test results should be systemized to find ways to help alleviate and delay cognitive impairment caused by aging.
  • the present invention provides a cognitive ability measurement system and a method for measuring the cognitive ability to uniformly train a user's cognitive area.
  • the cognitive ability measurement system submits a problem that provides the user with content including items for measuring the cognitive ability for the user's memory, attention, language, computing power, processing speed, problem solving ability, and spatial perception through the display unit part;
  • An input unit that receives a user's response to an item included in the content;
  • a score calculating unit that collects information on response time, total number of questions, correct answers, and difficulty from the user's response to calculate a score for each cognitive area;
  • a control unit that compares a score for each cognitive region calculated by the score calculating unit with each reference score, and recommends content corresponding to a cognitive region lower than the reference score to the user.
  • the problem submission unit provides a plurality of contents to the user, and the contents may include at least one cognitive area among memory, attention, language, computing, processing speed, problem solving, and spatial perception.
  • the score calculation unit calculates the score of the content by the following formula,
  • ln is a natural logarithmic function
  • unit of response time may be seconds (s).
  • the score calculation unit may calculate the score of each cognitive area by allocating the calculated content score as an engagement ratio of the cognitive area included in the corresponding content.
  • the storage unit may accumulate and store scores of each cognitive area of the user.
  • the question submission unit may adjust the difficulty level of the content according to the number of correct answers of the user.
  • the problem submission unit may provide the basic content to the user at the first time, and receive the information of the cognitive area insufficient for the user from the control unit from the next time onwards and provide the corresponding content to the user.
  • the measurement method of the cognitive ability measurement system displays the content including the question submission unit measuring the cognitive ability of the user's memory, attention, language, computing power, processing speed, problem solving ability, and spatial perception.
  • a content recommendation step in which the controller compares the score for each cognitive area calculated by the score calculating unit with each reference score, and recommends content corresponding to the cognitive area lower than the reference score to the user.
  • the problem submission unit provides a plurality of contents to the user, and the contents may include at least one cognitive area among memory, attention, language, computing, processing speed, problem solving, and spatial perception.
  • the score calculation unit calculates the score of the content by the following equation,
  • ln is a natural logarithmic function
  • unit of response time may be seconds (s).
  • the score calculation unit may allocate the calculated content score as an engagement ratio of the cognitive area included in the corresponding content, thereby calculating the score of each cognitive area.
  • the question submission unit may provide the content to the user by adjusting the difficulty level of the content according to the number of correct answers.
  • the problem submission unit may receive information on a cognitive area insufficient for the user from the control unit and provide the corresponding content to the user.
  • the cognitive ability measurement system analyzes a plurality of contents for measuring cognitive ability and results measured from the corresponding contents to calculate scores of each cognitive region, and is associated with a cognitive region having a relatively low score. By providing content to the user, it is possible to help the user uniformly train each cognitive area.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a cognitive ability measurement system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a corresponding cognitive area and engagement rate for each content provided by the problem submission unit.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a measurement method of a cognitive ability measurement system according to an embodiment of the present invention.
  • 4A and 4B are screens capturing a state displayed on the display unit.
  • 1 is a block diagram showing a cognitive ability measurement system according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a diagram showing a corresponding cognitive area and engagement rate for each content provided by the problem submission unit.
  • the cognitive ability measurement system 100 includes a display unit 110, an input unit 120, a problem submission unit 130, a storage unit 140, and a score calculation unit ( 150) and a control unit 160.
  • the cognitive ability measurement system 100 may be installed on a user's smartphone, tablet or PC through a dedicated application.
  • the user's cognitive area measured by the cognitive ability measurement system 100 according to the present invention may be seven items: memory, attention, language, computing, processing speed, problem solving, and spatial perception.
  • the display unit 110 is for providing a test for measuring cognitive ability to a user, and may be configured as a display of a user's smartphone, tablet, or PC.
  • the display 110 may include a liquid crystal screen of a smartphone or tablet, a PC monitor, and the like.
  • the display 110 may display a plurality of content for measuring cognitive ability to the user, and questions (or problems) and results (or scores) for each content.
  • the input unit 120 may be formed of various input devices such as a user's smart phone, a tablet or PC keypad, a virtual keypad or a mouse.
  • the input unit 120 may be used by a user to select any one of a plurality of contents displayed on the display unit 110 or to submit an answer to a question for each content.
  • the problem submission unit 130 provides a plurality of contents for measuring a user's cognitive ability.
  • one content may include tests for a plurality of cognitive areas, and the engagement rate for each cognitive area may be applied differently.
  • the problem submission unit 130 provides an item for the corresponding content to the user through the display unit 110.
  • the problem submission unit 130 may increase or decrease the difficulty level according to the number of correct answers of the user.
  • the first content called “number memory fan” is a main test area for memory, and may further include tests for processing speed and attention concentration as well as memory.
  • the involvement with respect to each cognitive area in the first content may be set as 100 memory, 40 processing speed, and 50 attention concentration.
  • the second content called “allocated OX” is a main test area focused on attention, and may further include tests on processing speed and problem solving ability as well as attention concentration.
  • attention, processing speed, and problem solving ability are required.
  • the involvement of each cognitive area in the second content may be set to attention concentration 100, processing speed 60, and problem solving ability 30.
  • FIG. 2 Various contents provided by the problem submission unit 130 are summarized in FIG. 2.
  • the problem submission unit 130 is illustrated as including 14 kinds of contents, but the number of contents is not limited in the present invention.
  • the content provided by the problem submission unit 130 may be modified as necessary, so that the content of the item, the corresponding cognitive area, and the degree of involvement may be changed.
  • the storage unit 140 may be provided in the user's smartphone, tablet or PC, or may be configured as a separate server.
  • the storage unit 140 may store the answers submitted by the user through the input unit 120, and may also store the scores calculated by the score calculation unit 150.
  • the storage 140 may store the user's test results in a cumulative manner, so that the user may predict which cognitive area is insufficient.
  • a reference score of each cognitive area is stored in the storage 140.
  • the score calculating unit 150 analyzes a user's answer to the questions included in each content provided by the question submission unit 140 to calculate the score of the corresponding content and the score of the cognitive area involved in each content, respectively. You can.
  • the score calculating unit 150 may obtain a score of the corresponding content through Equation 1 below.
  • ln is a natural logarithmic function
  • response time is in seconds (S).
  • the total number of questions is the sum of the number of correct answers, the number of incorrect answers, and the number of non-answers.
  • the value of the coefficient of variation of difficulty has a value greater than the value of the coefficient of variation by the number of correct answers. That is, since the score deviation is greatly influenced by the difficulty, the portion of difficulty in Equation 1 was adjusted through the natural logarithm function (ln).
  • the reason for multiplying the response time by 100 in the equation 1 and multiplying it by 0.01 again is to reflect this because the response time of the user differs in units of 0.01 second.
  • the content score calculated by the score calculator 150 may be stored in the storage 140 and displayed to the user through the display 110.
  • the score calculating unit 150 may calculate the score of each cognitive area by assigning a score of the corresponding content as an engagement ratio of each cognitive area. That is, the score calculator 150 may obtain scores of each cognitive area through Equation 2 below.
  • Cognitive area score content score* (corresponding cognitive area ratio/sum of ratios of cognitive areas involved)
  • the score of the first content calculated by Equation 1 is 100 points, and referring to FIG. 2, since the cognitive area included in the first content is memory 100, processing speed 40, and attention concentration 50, the score is calculated.
  • scores for each cognitive region calculated by the score calculator 150 may be stored in the storage 140.
  • the control unit 160 may check the score of each user's cognitive area calculated by the score calculation unit 15, select a list of contents to be provided next, and display it to the user through the display unit 110.
  • the control unit 160 may check the scores for each cognitive area stored in the storage 140 and recommend the content based on the cognitive area having a relatively low score to the user. For example, if it is determined that the score of the spatial perception power is relatively low among the scores for each user's cognitive area, the control unit 160 refers to FIG. 2, where the spatial perception power is the main test areas of the ninth content, the eleventh content, and the third content. By recommending 14 content, users can enhance learning of spatial perception.
  • the controller 160 compares the score of each user's cognitive area with each reference score, recommends content corresponding to the cognitive area lower than the reference score, and enhances learning of the cognitive area.
  • the problem submission unit 130 may provide the content recommended by the control unit 160 to the user.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a measurement method of a cognitive ability measurement system according to an embodiment of the present invention.
  • 4A and 4B are screens capturing a state displayed on the display unit.
  • a method of measuring a cognitive ability measurement system includes a content providing step (S1), a response obtaining step (S2), a score calculation step (S3), and a content recommendation step (S4). Includes.
  • the content providing step (S1) is a step in which the problem submission unit 130 provides a plurality of contents for measuring a user's cognitive ability through the display unit 110.
  • the problem submission unit 130 provides a plurality of contents to the user through the display unit 110.
  • the problem submission unit 130 may provide different types of content according to the user's rating. For example, the problem submission unit 130 may provide only the basic five types of content for free users, and provide a greater number of content for paid users.
  • the content basically provided by the cognitive ability measurement system 100 according to the present invention includes one type of content whose memory is set to 100, one type whose content is set to 100, and two types of content whose attention is set to 100 and calculation power.
  • One type of content set to 100 may be provided.
  • the problem submission unit 130 may display the recognition area and the engagement rate included in the selected content through the display unit 110. As illustrated in FIG. 4B, when the user selects the first content, the problem submission unit 130 requests the user through the display unit 110 that the ability corresponding to the memory capacity 100, the processing speed 40, and the attention concentration 50 is required. Can show.
  • the response acquisition step (S2) is a step in which the problem submission unit 130 provides the corresponding question about the content selected by the user and acquires the user's answer to it through the input unit 120.
  • the problem submission unit 130 provides an item included in the corresponding content through the display unit 110, and the user inputs an answer to the item through the input unit 120.
  • the answer entered by the user is stored in the storage 140.
  • the score calculation unit 150 analyzes the answer input by the user to calculate the score of the corresponding content and the score of the cognitive area related to the content.
  • the score calculator 150 may calculate the content score in consideration of the total number of questions, the number of correct answers, the response time, and difficulty. Specifically, the score calculator 150 may calculate the content score through Equation 1 and show it to the user. In addition, the score calculator 150 may calculate the score of the cognitive area involved from the content score. That is, the score calculating unit 150 may allocate the calculated content scores as a percentage of the cognitive areas involved, and calculate the scores of the cognitive areas involved.
  • the content recommendation step (S4) is a step in which the controller 160 checks a score for each cognitive area of the user and recommends content corresponding to the cognitive area having a relatively low score to provide it to the user. Specifically, the controller 160 may compare the score of each cognitive area with a reference score, and instruct the user to submit the problem to content corresponding to a cognitive area lower than the reference score. In other words, the user may select the content in the first time, but from the second time, the controller 160 may catch the user's insufficient recognition area and recommend the corresponding content to learn the insufficient recognition area.
  • each reference score for each cognitive domain that is, memory, attention concentration, language ability, computational power, processing speed, problem solving ability, and spatial perception ability, is stored in advance in the storage unit 140.
  • control unit 160 may control the user to evenly train each cognitive area by providing the user with content corresponding to the insufficient area according to the score of each cognitive area of the user.

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Abstract

본 발명은 사용자의 각 인지 영역을 균일하게 훈련시킬 수 있는 인지 능력 측정 시스템 및 그의 측정 방법에 관한 것이다. 일례로, 사용자의 기억력, 주의집중력, 언어력, 계산력, 처리속도, 문제 해결력 및 공간 지각력에 대한 인지 능력을 측정하는 문항이 포함된 콘텐츠를 디스플레이부를 통해 사용자에게 제공하는 문제 제출부; 상기 콘텐츠에 포함된 문항에 대해 사용자의 응답을 입력 받는 입력부; 상기 사용자의 응답으로부터 응답시간, 총 문제 수, 정답 수, 난이도의 정보를 취합하여 각 인지 영역 별 점수를 산출하는 점수 산출부; 및 상기 점수 산출부에서 산출한 인지 영역 별 점수를 각각의 기준 점수와 비교하여, 기준 점수보다 낮은 인지 영역에 해당하는 콘텐츠를 사용자에게 추천하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 능력 측정 시스템을 개시한다.

Description

인지 능력 측정 시스템 및 그의 측정 방법
본 발명은 인지 능력 측정 시스템 및 그의 측정 방법에 관한 것이다.
고령화 사회가 지속됨에 따라 치매 및 인지 저하와 같은 뇌 질환을 앓는 환자의 수도 늘어나고 있다. 특히, 치매의 경우, 치매가 진행된 후에는 치료 반응의 한계를 가진다는 점에서, 치매 고위험군(잠재적 치매환자)를 정확하게 검출하고 예측하는 것은 치매로의 진행을 예방하거나 지속적인 관리를 수월하게 해 줄 수 있다. 치매를 예측하기 위한 기존 인지지능검사는 치매 및 기타 인지장애 증상을 호소하는 질환을 진단하기 위해 검사 비용이 높은 PET, fMRI와 같은 영상 검사 전 선별검사 도구로 사용되어왔다. 특히 척도 형태의 MMSE-K 등의 간이 정신상태검사 도구는 현재 치매 위험군 선별검사에 활발하게 사용되고 있다.
하지만, 치매는 주관적, 객관적 인지 저하와 더불어 일상생활 수행 능력의 유의한 손상이 동반될 때 진단되나, 현재 인지 선별 검사에서 치매 고위험군의 미세한 인지 변화 시그널을 포착하기에 한계가 있다. 또한, 기존의 인지 상태 검사 도구는 척도 형태로 존재하며, 수기로 작성하는 도구로 검사 과정, 검사 결과에 대한 데이터 관리가 용이하지 않으며 검사자에 따라 진단 결과가 달라질 수 있는 문제점이 있다. 또한, 이러한 방식의 인지 상태 검사는 오프라인상에서 주로 이루어지고 있기 때문에 지속적인 사용자의 인지상태변화를 고려하기 어렵다. 그리고 인지 상태 검사는 물론이고 검사결과를 기반으로 하여 인지 훈련을 돕는 것도 시스템화하여 고령화로 인해 발생하는 인지장애를 완화하고 지연시키는데 도움을 줄 수 있는 방안도 모색되어야 한다.
본 발명은 사용자의 인지 영역을 균일하게 훈련시킬 수 있는 인지 능력 측정 시스템 및 그의 측정 방법을 제공한다.
본 발명에 의한 인지 능력 측정 시스템은 사용자의 기억력, 주의집중력, 언어력, 계산력, 처리속도, 문제 해결력 및 공간 지각력에 대한 인지 능력을 측정하는 문항이 포함된 콘텐츠를 디스플레이부를 통해 사용자에게 제공하는 문제 제출부; 상기 콘텐츠에 포함된 문항에 대해 사용자의 응답을 입력 받는 입력부; 상기 사용자의 응답으로부터 응답시간, 총 문제 수, 정답 수, 난이도의 정보를 취합하여 각 인지 영역 별 점수를 산출하는 점수 산출부; 및 상기 점수 산출부에서 산출한 인지 영역 별 점수를 각각의 기준 점수와 비교하여, 기준 점수보다 낮은 인지 영역에 해당하는 콘텐츠를 사용자에게 추천하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 문제 제출부는 다수의 콘텐츠를 사용자에게 제공하며, 상기 콘텐츠는 기억력, 주의집중력, 언어력, 계산력, 처리속도, 문제 해결력 및 공간 지각력 중 적어도 하나 이상의 인지 영역을 포함할 수 있다.
상기 점수 산출부는 다음 수식에 의해 상기 콘텐츠의 점수를 계산하고,
콘텐츠 점수 = [정답 수 * 정답 수 * (ln(난이도)+1) * (ln(난이도)+1)] / (응답시간 * 100 * 0.01) * (총 문제 수)
여기서, ln은 자연로그함수이고, 난이도는 자연수(n=1,2,3, ……)이며, 응답시간의 단위는 초(s) 일 수 있다.
상기 점수 산출부는 계산된 콘텐츠 점수를 해당 콘텐츠에 포함된 인지 영역의 관여 비율로 할당하여, 각 인지 영역의 점수를 산출할 수 있다.
상기 입력부를 통해 입력된 사용자의 응답과 상기 점수 산출부에서 산출된 각 인지 영역의 점수와, 각 인지 영역 별 기준 점수가 저장되는 저장부를 더 포함할 수 있다.
상기 저장부는 사용자의 각 인지 영역의 점수를 누적하여 저장할 수 있다.
상기 문제 제출부는 사용자의 정답 수에 따라 콘텐츠의 난이도를 조절할 수 있다.
상기 문제 제출부는 최초 1회에는 기본 콘텐츠를 사용자에게 제공하고, 그 다음 회차부터는 상기 제어부로부터 사용자에게 부족한 인지 영역의 정보를 받아 그에 해당하는 콘텐츠를 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 인지 능력 측정 시스템의 측정 방법은 문제 제출부가 사용자의 기억력, 주의집중력, 언어력, 계산력, 처리속도, 문제 해결력 및 공간 지각력에 대한 인지 능력을 측정하는 문항이 포함된 콘텐츠를 디스플레이부를 통해 사용자에게 제공하는 콘텐츠 제공 단계; 입력부를 통해 상기 콘텐츠에 포함된 문항에 대한 사용자의 응답을 획득하는 응답 획득 단계; 상기 사용자의 응답으로부터 점수 산출부가 응답시간, 총 문제 수, 정답 수, 난이도의 정보를 취합하여 각 인지 영역 별 점수를 산출하는 점수 산출 단계; 및 제어부가 상기 점수 산출부에서 산출한 인지 영역 별 점수를 각각의 기준 점수와 비교하여, 기준 점수보다 낮은 인지 영역에 해당하는 콘텐츠를 사용자에게 추천하는 콘텐츠 추천 단계;를 포함할 수 있다.
상기 콘텐츠 제공 단계에서 상기 문제 제출부는 다수의 콘텐츠를 사용자에게 제공하며, 상기 콘텐츠는 기억력, 주의집중력, 언어력, 계산력, 처리속도, 문제 해결력 및 공간 지각력 중 적어도 하나 이상의 인지 영역을 포함할 수 있다.
상기 점수 산출 단계에서 상기 점수 산출부는 다음 수식에 의해 상기 콘텐츠의 점수를 계산하고,
콘텐츠 점수 = [정답 수 * 정답 수 * (ln(난이도)+1) * (ln(난이도)+1)] / (응답시간 * 100 * 0.01) * (총 문제 수)
여기서, ln은 자연로그함수이고, 난이도는 자연수(n=1,2,3, ……)이며, 응답시간의 단위는 초(s) 일 수 있다.
상기 점수 산출 단계에서 상기 점수 산출부는 계산된 콘텐츠 점수를 해당 콘텐츠에 포함된 인지 영역의 관여 비율로 할당하여, 각 인지 영역의 점수를 산출할 수 있다.
상기 문제 제출부는 사용자의 정답 수에 따라 콘텐츠의 난이도를 조절하여 사용자에게 제공할 수 있다.
상기 콘텐츠 추천 단계에서 상기 문제 제출부는 상기 제어부로부터 사용자에게 부족한 인지 영역의 정보를 받아 그에 해당하는 콘텐츠를 사용자에게 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인지 능력 측정 시스템은 인지 능력을 측정하는 다수의 콘텐츠와 해당 콘텐츠로부터 측정된 결과를 분석하여 각각의 인지 영역의 점수를 산출하고, 상대적으로 점수가 낮은 인지 영역과 관련된 콘텐츠를 사용자에게 제공함으로써, 사용자가 각 인지 영역을 균일하게 훈련하도록 도와줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 능력 측정 시스템을 도시한 블럭도이다.
도 2는 문제 제출부에서 제공하는 각 콘텐츠 별 해당 인지 영역 및 관여 비율을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 능력 측정 시스템의 측정 방법을 도시한 순서도이다.
도 4a 및 도 4b는 디스플레이부에 표시되는 상태를 캡쳐한 화면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 능력 측정 시스템을 도시한 블럭도이다. 도 2는 문제 제출부에서 제공하는 각 콘텐츠 별 해당 인지 영역 및 관여 비율을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 능력 측정 시스템(100)은 디스플레이부(110), 입력부(120), 문제 제출부(130), 저장부(140), 점수 산출부(150) 및 제어부(160)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 능력 측정 시스템(100)은 전용 어플리케이션을 통해 사용자의 스마트폰, 태블릿 또는 PC 등에 설치될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 인지 능력 측정 시스템(100)에서 측정하는 사용자의 인지 영역은 기억력, 주의집중력, 언어력, 계산력, 처리속도, 문제 해결력, 공간 지각력의 7가지 항목일 수 있다.
상기 디스플레이부(110)는 사용자에게 인지 능력 측정을 위한 테스트를 제공하기 위한 것으로, 사용자의 스마트폰, 태블릿 또는 PC의 디스플레이로서 이루어질 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(110)는 스마트폰 또는 태블릿의 액정 화면, PC 모니터 등을 포함할 수 있다. 디스플레이부(110)는 사용자에게 인지 능력 측정을 위한 다수의 콘텐츠와 각 콘텐츠별 문항(또는 문제) 및 결과(또는 점수)를 표시할 수 있다.
상기 입력부(120)는 사용자의 스마트폰, 태블릿 또는 PC의 키패드, 가상 키패드 또는 마우스 등의 다양한 입력 디바이스로 이루어질 수 있다. 입력부(120)는 사용자가 상기 디스플레이부(110)에 표시된 다수의 콘텐츠 중 어느 하나를 선택하거나, 각 콘텐츠 별 문항에 대한 답을 제출하기 위해 사용될 수 있다.
상기 문제 제출부(130)는 사용자의 인지 능력 측정을 위한 다수의 콘텐츠를 제공한다. 여기서, 하나의 콘텐츠는 다수의 인지 영역에 대한 테스트를 포함할 수 있으며, 각 인지 영역 별 관여 비율이 상이하게 적용될 수 있다. 상기 문제 제출부(130)는 사용자가 입력부(120)를 통해 어느 하나의 콘텐츠를 선택하면, 해당 콘텐츠에 대한 문항을 디스플레이부(110)를 통해 사용자에게 제공한다. 또한, 문제 제출부(130)는 사용자의 정답 수에 따라 난이도를 상향 또는 하향시킬 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이,‘숫자 메모리 팡팡’이라는 제1콘텐츠는 기억력이 주된 테스트 영역이며, 기억력뿐만 아니라 처리속도 및 주의집중력에 대한 테스트를 더 포함할 수 있다. 즉, 제1콘텐츠에 대한 문항을 풀 때는 기억력과 처리속도 및 주의집중력을 요하게 되는 것을 의미한다. 또한, 제1콘텐츠에서 각 인지 영역에 대한 관여도는 기억력 100, 처리속도 40, 주의 집중력 50으로 설정될 수 있다.
다른 예로, 도 2에 도시된 바와 같이, ‘알록달록 OX’라는 제2콘텐츠는 주의집중력이 주된 테스트 영역이며, 주의집중력뿐만 아니라 처리속도 및 문제 해결력에 대한 테스트를 더 포함할 수 있다. 즉, 제2콘텐츠에 대한 문항을 풀 때는 주의집중력과 처리속도 및 문제 해결력을 요하게 되는 것을 의미한다. 또한, 제2콘텐츠에서 각 인지 영역에 대한 관여도는 주의집중력 100, 처리속도 60, 문제 해결력 30으로 설정될 수 있다.
상기 문제 제출부(130)에서 제공하는 다양한 콘텐츠에 대해서는 도 2에 정리하였다. 도 2에서는 문제 제출부(130)가 14가지의 콘텐츠를 포함하고 있는 것으로 도시하였으나, 본 발명에서 콘텐츠의 개수를 한정하는 것은 아니다. 문제 제출부(130)에서 제공되는 콘텐츠는 필요에 따라 수정되어, 문항의 내용, 해당 인지 영역 및 관여도가 변동될 수 있다.
상기 저장부(140)는 사용자의 스마트폰, 태블릿 또는 PC에 구비되거나 별도의 서버 형태로 구성될 수 있다. 저장부(140)는 사용자가 입력부(120)를 통해 제출한 답을 저장할 수 있으며, 점수 산출부(150)로부터 산출된 점수도 함께 저장할 수 있다. 또한, 저장부(140)는 사용자의 테스트 결과를 누적되게 저장되어, 사용자가 부족한 인지 영역이 무엇인지 예측하도록 할 수 있다. 더불어, 저장부(140)에는 각 인지 영역의 기준 점수가 저장되어 있다.
상기 점수 산출부(150)는 상기 문제 제출부(140)에서 제공하는 각 콘텐츠에 포함된 문항 대한 사용자의 답을 분석하여, 해당 콘텐츠의 점수 및 각 콘텐츠에 관여된 인지 영역의 점수를 각각 산출할 수 있다. 점수 산출부(150)는 하기 수식 1을 통해 해당 콘텐츠의 점수를 구할 수 있다.
콘텐츠 점수 = [정답 수 * 정답 수 * (ln(난이도)+1) * (ln(난이도)+1)] / (응답시간 * 100 * 0.01) * (총 문제 수)
여기서, ln은 자연로그함수이고, 난이도는 자연수(n=1,2,3,…) 이며, 응답시간은 초(S) 단위이다. 또한, 총 문제 수는 정답 수와 오답 수 및 무 응답 수를 모두 합한 수이다. 더불어, 점수를 산출할 때 난이도의 변동 계수 값이 정답 수에 의한 변동 계수 값보다 큰 값을 가지게 된다. 즉, 난이도에 따라서 점수 편차가 영향을 많이 받게 되므로, 수식 1에서 난이도에 대한 부분은 자연로그함수(ln)를 통해 조정하였다. 또한, 수식 1에서 응답시간에 100을 곱하고 다시 0.01을 곱한 이유는, 실질적으로 사용자가 응답하는 시간은 0.01초 단위로 차이가 나기 때문에 이를 반영하기 위한 것이다.
예를 들어, 사용자가 제1콘텐츠를 선택하여 테스트를 하였고, 총 문제 수 20문제, 정답 수 15문제, 난이도 2, 응답시간이 100초라면, 상기 점수 산출부(150)는 상기 수식1을 사용하여 제1콘텐츠의 점수를 15*15*(ln(2)+1)*(ln(2)+1)/100*20= 129점으로 계산할 수 있다.
점수 산출부(150)에서 산출한 콘텐츠 점수는 저장부(140)에 저장될 수 있으며, 상기 디스플레이부(110)를 통해 사용자에게 표시될 수 있다.
또한, 점수 산출부(150)는 해당 콘텐츠의 점수를 각 인지 영역의 관여 비율로 할당하여 각 인지 영역의 점수를 산출할 수 있다. 즉, 점수 산출부(150)는 하기 수식2를 통해 각 인지 영역의 점수를 구할 수 있다.
인지 영역 점수 = 콘텐츠 점수*(해당 인지 영역 비율/관여된 인지 영역의 비율 합)
예를 들어, 상기 수식1에 의해 계산된 제1콘텐츠의 점수가 100점이고, 도 2를 참조하여, 제1콘텐츠가 포함하는 인지 영역이 기억력 100, 처리속도 40, 주의집중력 50 이므로, 상기 점수 산출부(150)는 기억력이 100점*(100/190)=52.6점, 처리속도가 100점*(40/190)=21점, 주의집중력이 100점*(50/190)=26.3점인 것으로 각각 산출할 수 있다.
또한, 점수 산출부(150)에서 산출한 각 인지 영역 별 점수는 저장부(140)에 저장될 수 있다.
상기 제어부(160)는 상기 점수 산출부(15)에서 산출된 사용자의 인지 영역 별 점수를 확인하여, 다음에 제공할 콘텐츠의 목록을 선정하여 디스플레이부(110)를 통해 사용자에게 보여줄 수 있다. 제어부(160)는 저장부(140)에 저장된 인지 영역 별 점수를 확인하여, 상대적으로 점수가 낮은 인지 영역을 위주로 하는 콘텐츠를 사용자에게 추천할 수 있다. 예를 들어, 제어부(160)는 사용자의 인지 영역 별 점수 중 상대적으로 공간 지각력의 점수가 낮은 것으로 판단되면, 도 2를 참조하여, 공간 지각력이 주요 테스트 영역인 제9콘텐츠, 제11콘텐츠 및 제14콘텐츠를 추천하여 사용자가 공간 지각력에 대한 학습을 강화하도록 할 수 있다. 또한, 제어부(160)는 사용자의 인지 영역 별 점수를 각각의 기준 점수와 비교하여, 기준 점수 보다 낮은 인지 영역에 해당하는 콘텐츠를 추천하여, 해당 인지 영역의 학습을 강화하도록 할 수 있다. 이때, 문제 제출부(130)는 제어부(160)가 추천한 콘텐츠를 사용자에게 제공할 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 능력 측정 시스템의 측정 방법에 대해서 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 능력 측정 시스템의 측정 방법을 도시한 순서도이다. 도 4a 및 도 4b는 디스플레이부에 표시되는 상태를 캡쳐한 화면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 능력 측정 시스템의 측정 방법은 콘텐츠 제공 단계(S1), 응답 획득 단계(S2), 점수 산출 단계(S3) 및 콘텐츠 추천 단계(S4)를 포함한다.
먼저, 콘텐츠 제공 단계(S1)는 문제 제출부(130)가 디스플레이부(110)를 통해 사용자의 인지 능력 측정을 위한 다수의 콘텐츠를 제공하는 단계이다. 구체적으로, 사용자가 어플리케이션을 실행하면, 도 4a에 도시된 바와 같이, 문제 제출부(130)는 다수의 콘텐츠를 디스플레이부(110)를 통해 사용자에게 제공한다. 이때, 문제 제출부(130)는 사용자의 등급에 따라 콘텐츠의 종류를 다르게 제공할 수 있다. 예를 들어, 문제 제출부(130)는 무료 사용자의 경우 기본 5가지의 콘텐츠만 제공하고, 유료 사용자의 경우 이 보다 많은 수의 콘텐츠를 제공할 수 있다. 일례로, 본 발명에 따른 인지 능력 측정 시스템(100)에서 기본적으로 제공하는 콘텐츠는 기억력이 100으로 설정된 콘텐츠 1종, 언어력이 100으로 설정된 콘텐츠 1종, 주의집중력이 100으로 설정된 콘텐츠 2종 및 계산력이 100으로 설정된 콘텐츠 1종을 제공할 수 있다.
또한, 문제 제출부(130)는 선택된 콘텐츠에 포함된 인지 영역과 관여 비율을 디스플레이부(110)를 통해 표시할 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 문제 제출부(130)는 사용자가 제1콘텐츠를 선택하면, 기억력 100, 처리 속도 40, 주의집중력 50 에 해당하는 능력을 요함을 디스플레이부(110)를 통해 사용자에게 보여줄 수 있다.
응답 획득 단계(S2)는 사용자가 선택한 콘텐츠에 대해 문제 제출부(130)가 해당 문항을 제공하고 그에 대한 사용자의 답을 입력부(120)를 통해 획득하는 단계이다. 문제 제출부(130)는 디스플레이부(110)를 통해 해당 콘텐츠에 포함된 문항을 제공하고, 사용자는 입력부(120)를 통해 문항에 대한 답을 입력한다. 저장부(140)에는 사용자가 입력한 답이 저장된다.
점수 산출 단계(S3)에서, 점수 산출부(150)는 사용자가 입력한 답을 분석하여 해당 콘텐츠의 점수 및 콘텐츠에 관여된 인지 영역의 점수를 산출한다. 점수 산출부(150)는 총 문제 수, 정답 수, 응답 시간, 난이도 등을 고려하여 콘텐츠 점수를 산출할 수 있다. 구체적으로, 점수 산출부(150)는 상기 수식1을 통해 콘텐츠 점수를 산출하고 이를 사용자에게 보여줄 수 있다. 또한, 점수 산출부(150)는 콘텐츠 점수로부터 관여된 인지 영역의 점수를 산출할 수 있다. 즉, 점수 산출부(150)는 산출된 콘텐츠 점수를 관여된 인지 영역의 비율로 할당하여, 관여된 인지 영역의 점수를 각각 산출할 수 있다.
콘텐츠 추천 단계(S4)는 제어부(160)가 사용자의 각 인지 영역 별 점수를 확인하여, 상대적으로 점수가 낮은 인지 영역에 해당하는 콘텐츠를 추천하여 사용자에게 제공하는 단계이다. 구체적으로, 제어부(160)는 각 인지 영역의 점수를 기준 점수와 비교하여, 기준 점수보다 낮은 인지 영역에 해당하는 콘텐츠를 사용자에게 제공하도록 상기 문제 제출부에 명령할 수 있다. 다시 말해, 최초 1회에는 사용자가 콘텐츠를 선택할 수 있으나, 2회부터는 제어부(160)가 사용자의 부족한 인지 영역을 캐치하여 부족한 인지 영역을 학습하도록 해당 콘텐츠를 추천하는 방식으로 진행될 수 있다. 여기서, 각 인지 영역, 즉, 기억력, 주의집중력, 언어력, 계산력, 처리속도, 문제 해결력, 공간 지각력에 대한 각각의 기준 점수는 상기 저장부(140)에 미리 저장되어 있다.
이와 같이, 상기 제어부(160)는 사용자의 각 인지 영역의 점수에 따라 부족한 영역에 해당하는 콘텐츠를 사용자에게 제공함으로써, 사용자가 각각의 인지 영역을 고르게 훈련하도록 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 인지 능력 측정 시스템 및 그의 측정 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (14)

  1. 사용자의 기억력, 주의집중력, 언어력, 계산력, 처리속도, 문제 해결력 및 공간 지각력에 대한 인지 능력을 측정하는 문항이 포함된 콘텐츠를 디스플레이부를 통해 사용자에게 제공하는 문제 제출부;
    상기 콘텐츠에 포함된 문항에 대해 사용자의 응답을 입력 받는 입력부;
    상기 사용자의 응답으로부터 응답시간, 총 문제 수, 정답 수, 난이도의 정보를 취합하여 각 인지 영역 별 점수를 산출하는 점수 산출부; 및
    상기 점수 산출부에서 산출한 인지 영역 별 점수를 각각의 기준 점수와 비교하여, 기준 점수보다 낮은 인지 영역에 해당하는 콘텐츠를 사용자에게 추천하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 능력 측정 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 문제 제출부는 다수의 콘텐츠를 사용자에게 제공하며,
    상기 콘텐츠는 기억력, 주의집중력, 언어력, 계산력, 처리속도, 문제 해결력 및 공간 지각력 중 적어도 하나 이상의 인지 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 능력 측정 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 점수 산출부는 다음 수식에 의해 상기 콘텐츠의 점수를 계산하고,
    콘텐츠 점수 = [정답 수 * 정답 수 * (ln(난이도)+1) * (ln(난이도)+1)] / (응답시간 * 100 * 0.01) * (총 문제 수)
    여기서, ln은 자연로그함수이고, 난이도는 자연수(n=1,2,3, ……)이며, 응답시간의 단위는 초(s) 인 것을 특징으로 하는 인지 능력 측정 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 점수 산출부는 계산된 콘텐츠 점수를 해당 콘텐츠에 포함된 인지 영역의 관여 비율로 할당하여, 각 인지 영역의 점수를 산출하는 것을 특징으로 하는 인지 능력 측정 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력부를 통해 입력된 사용자의 응답과 상기 점수 산출부에서 산출된 각 인지 영역의 점수와, 각 인지 영역 별 기준 점수가 저장되는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 능력 측정 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 저장부는 사용자의 각 인지 영역의 점수를 누적하여 저장하는 것을 특징으로 하는 인지 능력 측정 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 문제 제출부는 사용자의 정답 수에 따라 콘텐츠의 난이도를 조절하는 것을 특징으로 하는 인지 능력 측정 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 문제 제출부는 최초 1회에는 기본 콘텐츠를 사용자에게 제공하고, 그 다음 회차부터는 상기 제어부로부터 사용자에게 부족한 인지 영역의 정보를 받아 그에 해당하는 콘텐츠를 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 인지 능력 측정 시스템.
  9. 문제 제출부가 사용자의 기억력, 주의집중력, 언어력, 계산력, 처리속도, 문제 해결력 및 공간 지각력에 대한 인지 능력을 측정하는 문항이 포함된 콘텐츠를 디스플레이부를 통해 사용자에게 제공하는 콘텐츠 제공 단계;
    입력부를 통해 상기 콘텐츠에 포함된 문항에 대한 사용자의 응답을 획득하는 응답 획득 단계;
    상기 사용자의 응답으로부터 점수 산출부가 응답시간, 총 문제 수, 정답 수, 난이도의 정보를 취합하여 각 인지 영역 별 점수를 산출하는 점수 산출 단계; 및
    제어부가 상기 점수 산출부에서 산출한 인지 영역 별 점수를 각각의 기준 점수와 비교하여, 기준 점수보다 낮은 인지 영역에 해당하는 콘텐츠를 사용자에게 추천하는 콘텐츠 추천 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 능력 측정 시스템의 측정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 콘텐츠 제공 단계에서 상기 문제 제출부는 다수의 콘텐츠를 사용자에게 제공하며,
    상기 콘텐츠는 기억력, 주의집중력, 언어력, 계산력, 처리속도, 문제 해결력 및 공간 지각력 중 적어도 하나 이상의 인지 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 능력 측정 시스템의 측정 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 점수 산출 단계에서 상기 점수 산출부는 다음 수식에 의해 상기 콘텐츠의 점수를 계산하고,
    콘텐츠 점수 = [정답 수 * 정답 수 * (ln(난이도)+1) * (ln(난이도)+1)] / (응답시간 * 100 * 0.01) * (총 문제 수)
    여기서, ln은 자연로그함수이고, 난이도는 자연수(n=1,2,3, ……)이며, 응답시간의 단위는 초(s) 인 것을 특징으로 하는 인지 능력 측정 시스템의 측정 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 점수 산출 단계에서 상기 점수 산출부는 계산된 콘텐츠 점수를 해당 콘텐츠에 포함된 인지 영역의 관여 비율로 할당하여, 각 인지 영역의 점수를 산출하는 것을 특징으로 하는 인지 능력 측정 시스템의 측정 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 문제 제출부는 사용자의 정답 수에 따라 콘텐츠의 난이도를 조절하여 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 인지 능력 측정 시스템의 측정 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 콘텐츠 추천 단계에서 상기 문제 제출부는 상기 제어부로부터 사용자에게 부족한 인지 영역의 정보를 받아 그에 해당하는 콘텐츠를 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 인지 능력 측정 시스템의 측정 방법.
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