WO2020153584A1 - 전자 장치 및 이의 수면 유도 방법 - Google Patents

전자 장치 및 이의 수면 유도 방법 Download PDF

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WO2020153584A1
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sleep
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electronic device
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곽노산
파브러브스키로헝
김동언
이승환
임양훈
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삼성전자주식회사
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    • A61M2230/08—Other bio-electrical signals
    • A61M2230/10—Electroencephalographic signals

Definitions

  • the present disclosure relates to an electronic device and a method for inducing sleep.
  • Lucid Dream means a state of being aware of whether you are dreaming while dreaming. Lucid dreams are predominant in the sleep phase of REM (rapid eye movement). Lucid dreams can occur naturally, but sleep gets shorter with age, and the frequency of expression can be lowered by frequent use of smartphones.
  • Lucid Dream state Users in the Lucid Dream state can recognize dreams, change the content of dreams, or communicate with characters appearing in dreams. Alternatively, the user may experience non-physical behavior such as flying in the sky without being restricted by physical restrictions. Alternatively, the user may improve the learning ability, overcome the nightmare, or lower stress by using the dream itself.
  • a body stimulating method is mainly used. For example, if the user is identified as being in REM sleep state using an electrocardiogram (EEG) sensor, a body stimulation method that induces a lucid dream by giving a body stimulus to the user may be used.
  • EEG electrocardiogram
  • the existing lucid dream induction method was mainly performed by the user during sleep.
  • the EEG sensor is used to detect that the user is in REM sleep, but the EEG sensor has a problem that the REM sleep state detection rate is low.
  • a sensitive user may wake up during sleep, while a dull user may have difficulty detecting physical stimulation provided during sleep.
  • a new method and apparatus for minimizing sleep disturbance of a user and increasing a success rate of entering a lucid dream there is provided a new method and apparatus for minimizing sleep disturbance of a user and increasing a success rate of entering a lucid dream.
  • the method for inducing sleep of an electronic device provides an operation of providing at least one mode among a plurality of modes using body stimulation to induce a user to enter sleep, and identifying whether the user enters sleep And as the user is identified as sleeping, stopping the user from inducing to enter the sleep or providing a lucid sleep entry mode.
  • the body stimulation includes at least one of image stimulation, electrical stimulation, sound wave stimulation, voice stimulation, or light stimulation.
  • An electronic device includes an electrical stimulation unit, a speaker, and a processor operably connected to the display, the electrical stimulation unit, and the speaker.
  • the processor provides at least one mode among a plurality of modes using body stimulation to induce the user to enter the sleep, identify whether the user enters sleep, and as the user is identified as being sleeping To stop the user from entering the sleep or to provide a lucid sleep entry mode.
  • the body stimulation includes at least one of image stimulation through the display, voice stimulation through the speaker, light stimulation through the display, sound wave stimulation through the speaker, or electrical stimulation through the electrical stimulation unit.
  • a computer program product including a computer-readable storage medium provides an operation of providing at least one mode among a plurality of modes using body stimulation to induce a user to enter sleep.
  • the body stimulation includes at least one of image stimulation, electrical stimulation, sound wave stimulation, voice stimulation, or light stimulation.
  • the electronic device provides a sleep induction mode for inducing a lucid dream while the user is awake, the user's sleep disturbance can be minimized.
  • the probability of the user entering the lucid dream can be further increased.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an electronic device and a content source device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating a shape of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a block diagram of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a flowchart of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of image stimulation according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a view showing an example of electrical stimulation according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7A and 7B are diagrams illustrating an example of sound wave stimulation according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a voice stimulus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a view showing an example of light stimulation according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of identifying a user's state according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an electronic device according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an electronic device according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an electronic device according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a stimulation protocol according to an embodiment of the present disclosure.
  • Terms such as “first”, “second”, or “first” or “second” can be used to simply distinguish a component from other components, and to separate components from other aspects (eg, importance or Order).
  • any (eg, first) component is referred to as “coupled” or “connected” to another (eg, second) component, with or without the term “functionally” or “communically”
  • any of the above components can be connected directly to the other component (eg, by wire), wirelessly, or through a third component.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an electronic device and a content source device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may be, for example, a wearable display device, and the content source device may be a portable terminal device, a server, or a set-top box device.
  • the electronic device 100 may be a device capable of processing image data received from a content source device, processing image data stored in a storage medium built in the electronic device 100, and visually displaying the processed image. .
  • the electronic device 100 may be worn on the body of the user U and fixed to the body of the user U.
  • the electronic device 100 may be in a variety of product forms, such as a head mount display (HMD), smart glasses, or smart helmet worn on the head or face of the user U. Can be implemented.
  • the electronic device 100 may be worn on a portion other than the head of the user U.
  • the electronic device 100 may be a watch, ring, bracelet, anklet, necklace, glasses, contact lens, one piece of clothing (for example, electronic clothing), a body attachment type (for example, a skin pad or tattoo), or a bio implantable circuit. It may be implemented in the form.
  • the electronic device 100 may be wirelessly or wiredly connected to the portable terminal device 201 as a content source device, as shown in (1-a) of FIG. 1A.
  • the portable terminal device 201 may include, for example, a smart phone, a tablet PC, a mobile phone, a video phone, an e-book reader, or an MP3 player.
  • the electronic device 100 is wirelessly or wiredly connected to the external content source device 202 as a content source device, as shown in (1-b) of FIG. 1A. At least one of an image, video, or audio from the external content source device 202 may be received through a communication network.
  • External content source device 202 for example, set-top boxes, home automation sheet Orientation control panel, security, control panel, media boxes (eg Samsung HomeSync TM, Apple TV TM, or Google TV TM), game consoles (for example: Xbox TM , PlayStation TM ) or a server.
  • set-top boxes for example, set-top boxes, home automation sheet Orientation control panel, security, control panel, media boxes (eg Samsung HomeSync TM, Apple TV TM, or Google TV TM), game consoles (for example: Xbox TM , PlayStation TM ) or a server.
  • media boxes eg Samsung HomeSync TM, Apple TV TM, or Google TV TM
  • game consoles for example: Xbox TM , PlayStation TM
  • Xbox TM PlayStation TM
  • server for example, set-top boxes, home automation sheet Orientation control panel, security, control panel, media boxes (eg Samsung HomeSync TM, Apple TV TM, or Google TV TM), game consoles (for example: Xbox TM , PlayStation TM
  • the electronic device 100 may receive video content (eg, virtual reality (VR) content) from the content source device and reproduce the video content.
  • video content eg, virtual reality (VR) content
  • the electronic device 100 may be worn on the body of the user U to reproduce at least one of a stereoscopic image, a 360 degree VR image, and a 360 degree VR stereoscopic image.
  • the content source device may provide the electronic device 100 with at least one of, for example, a natural image for inducing a user's sleep, an image of a specific frequency, a sound of a specific frequency, or a self-hinting voice.
  • the electronic device 100 may provide the user with the received natural environment image or a specific frequency image as a 360 degree VR image.
  • the electronic device 100 may provide a user with sound of a specific frequency or self-hinting voice through the speaker of the electronic device 100.
  • FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating a shape of the electronic device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • 2A (2-a) shows a front view of the electronic device 100 in a state worn by a user
  • (2-b) shows a plan view of the electronic device 100 as viewed from above
  • (2-c) The side view of the electronic device 100 in a state worn by the user
  • (2-d) represents the electrical stimulation unit (or electrical stimulation device) 106 used in the electronic device 100.
  • the electronic device 100 accommodates a plurality of components and is mounted on the body of the user U, and the main body 101 and a display 102 provided on one surface of the main body 101 to display an image And a seating member 103 mounted on the body of the user U, and a fixing member 104 fixing the main body 101 and the seating member 103 to the body of the user U.
  • the main body 101 forms an external shape of the electronic device 100, and the main body 101 may be provided with components for the electronic device 100 to output images and sounds.
  • the main body 101 may be provided with an accommodating portion for mounting the content source device 100, but when the content source device 100 is located outside and communicates with the main body 101, the accommodating portion may be omitted from components.
  • the body 101 may have a flat plate shape, but the shape of the body is not limited to that shown in FIGS. 2A and 2B, and the center portion may be curved to be concave or convex.
  • the display 102 is formed on the front surface of the main body 101, and an image that is visual information may be displayed.
  • a still image or a video may be displayed on the display 102, and may include a 2D flat image, a 3D image, a 360 degree VR image, a 360 degree VR stereo image, or a stereoscopic image.
  • the display 102 may display a 360-degree VR natural environment image or an image blinking at a specific frequency in order to provide a light stimulus to a user.
  • the seating member 103 is attached to the front of the main body 101, is provided between the body of the user U and the body 101, and may be seated on the body of the user U.
  • the seating member 103 may include a curved portion seated on the body of the user U.
  • the curved portion may be in close contact with the body of the user U, for example, the face of the user U, and the curved portion may be contracted and expanded by external force so that the portion in close contact with the body of the user U is maximized. It can be composed of.
  • the shape of the curved portion may change according to the shape of the user U, and when separated from the face of the user U, the curved portion may be restored to its original shape.
  • the seating member 103 may block external light and limit the view of the user U to the display 102, and the center of the seating member 103 may be hollow to allow the user U to see the display 102. Can be formed.
  • the fixing member 104 may fix the main body 101 and the seating member 103 to the body of the user U.
  • the fixing member 104 may be formed in a band shape, and may be formed of a material having elasticity that can be expanded and contracted by external force.
  • the fixing member 104 may surround the head of the user U.
  • the seating member 103 may be fixed to the face of the user U by the elasticity of the fixing member 104.
  • the fixing member 104 is not limited to the shape of the band shown in FIGS. 2A and 2B, and the shape is limited as long as it is a means for fixing the seating member 103 and the main body 101 to the head of the user U Does not work.
  • the electronic device 100 may further include a speaker (eg, an earphone) 105 and an electrical stimulation unit 106.
  • a speaker eg, an earphone
  • the speaker 105 may convert an electrical signal into a sound signal.
  • the speaker 105 may provide sound stimulation to a user.
  • the speaker 105 may provide a user with low-frequency sound waves according to a binaural beats method.
  • the electrical stimulation unit 106 may provide a user with a transcranial alternative current stimulation (tACS) stimulation.
  • FIG. 2B (2-d) is a view showing the electrical stimulation unit 106 separated from the electronic device 100.
  • the electrical stimulation unit 106 may be composed of electrode patches 106a and 106b and a current generation unit 106c that contact the user's skin.
  • the electrode patches 106a and 106b may be attached to at least one of the prefrontal or temporal lobes to tune the user's brain waves.
  • the current generator 106c may be configured using at least one of a microcontroller (eg, a low power Bluetooth communication support chip), a battery, a power sensor (or power amplifier), or a tACS driver.
  • FIG. 3 is a block diagram of an electronic device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may include a display 102, a speaker 105, an electrical stimulation unit 106, a processor 107, and a memory 108.
  • the electronic device 100 may further include a communication unit (not shown) capable of communicating with an external content source device (eg, 202 of FIG. 1 ).
  • the display 102, the speaker 105, and the electrical stimulation unit 106 will be omitted in the above description in detail in FIGS. 2A and 2B.
  • the processor 107 may control the overall operation of the electronic device 100. For example, the processor 107 may perform various operations by copying and executing various software programs or instructions stored in the memory 108 in RAM.
  • the processor 107 provides at least one mode among a plurality of modes using body stimulation to induce the user to enter the sleep, identify whether the user enters sleep, and is identified as being sleeping by the user Accordingly, it is possible to stop inducing the user to enter the sleep or provide a lucid sleep entry mode.
  • the body stimulation is the image stimulation through the display 102, the voice stimulation through the speaker 105, the light stimulation through the display 102, the sound wave stimulation through the speaker 105 or the electrical stimulation unit 106 It may include at least one of the electrical stimulation.
  • the optical stimulus may include a stimulus that blinks the screen at a predetermined period based on the frequency of the theta wave or the alpha wave band of the brain wave.
  • the electrical stimulation may include tACS stimulation based on alternating current.
  • the sound wave stimulation may include a binaural beat stimulus based on the frequency of the theta wave or the alpha wave band of the brain wave.
  • the voice stimulus may include voice necessary for self-suggestion to increase the probability of entering lucid sleep.
  • the plurality of modes may include at least one of a relaxation induction mode for relaxing the user, a brainwave tuning mode for tuning the user's brain waves, or a self-suggestion mode for self-suggesting the user.
  • the relaxation induction mode may be a mode using at least one of an image stimulus or a voice stimulus.
  • the EEG tuning mode may be a mode using sound wave stimulation.
  • the self-hinting mode may be a mode using at least one of voice stimulation or light stimulation.
  • the lucid sleep entry mode may be a mode that provides electrical stimulation based on the frequency of the gamma wave band of the EEG.
  • the processor 107 may determine a stimulation protocol indicating an order of providing a plurality of modes, and provide at least one of a plurality of modes according to the determined stimulation protocol.
  • the processor 107 may determine a stimulation parameter indicating the degree of stimulation of the body stimulus, and provide at least one of a plurality of modes according to the determined stimulation parameter.
  • the processor 107 may identify whether a user enters sleep based on the user's electrocardiogram or electroencephalogram.
  • the memory 108 may store various software programs (or applications) for the electronic device 100 to operate, data and instructions for the operation of the electronic device 100. At least a part of the program may be downloaded from an external server through wireless or wired communication.
  • the memory 108 is accessed by the processor 107, and the processor 107 can read/write/modify/delete/update software programs, data, and instructions included in the memory 108.
  • the memory 108 provides an operation of providing at least one mode among a plurality of modes using body stimulation, inducing a user to enter sleep, and inducing the user to sleep to induce the user to enter sleep
  • the electronic device 100 may include at least one instruction set to perform an operation of stopping the user from inducing sleep or providing a lucid sleep entry mode.
  • the body stimulus may include at least one of an image stimulus, an electrical stimulus, a sound wave stimulus, a voice stimulus, or a light stimulus.
  • FIG. 4 is a flowchart of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may provide at least one mode among a plurality of modes for inducing the user to enter the sleep.
  • the plurality of modes may include, for example, at least two or more of a relaxation induction mode for relaxing a user, a brainwave tuning mode for tuning a user's EEG, or a self-suggestion mode for self-suggesting the user.
  • the relaxation induction mode among the plurality of modes may use, for example, at least one of image stimulation or electrical stimulation.
  • the image stimulus is an stimulus using an image, and may be, for example, a stimulus providing an image of a natural environment using a 360 degree virtual reality (VR) image.
  • VR virtual reality
  • FIG 5 shows an example of image stimulation according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may provide a natural environment image 501 such that a view of the user U is blocked from the outside as a 360-degree virtual reality (VR) image.
  • the 360-degree VR natural environment image 501 may provide immersiveness to quickly relax the body of the user U.
  • the natural environment image 501 may relax the user's body by lowering the heart rate and blood pressure of the user U, and in particular, the unrealistic natural environment may increase the probability of being induced in the lucid dream.
  • the natural environment image 501 may be, for example, a beach, a forest, a landscape viewed from the top of a mountain, or a desert, etc., and a sound that enhances immersion with the natural environment image 501 (for example, the sound of a wind or a wave) Or bird sounds, etc.) may be provided.
  • FIG 6 shows an example of electrical stimulation according to an embodiment of the present disclosure.
  • Electrical stimulation may be performed on the frontal or temporal lobe of the head of the user U.
  • (6-a) of FIG. 6 shows each position of the human head.
  • the body of the user U can relax well.
  • tACS transcranial alternative current stimulation
  • a 7.5 Hz band tACS stimulation may be used for the electrical stimulation.
  • tACS stimulation is an stimulation based on alternating current, and may be more effective than a transcranial direct current stimulation (tDSC) stimulation using direct current.
  • tDSC transcranial direct current stimulation
  • the EEG tuning mode among the plurality of modes may be, for example, a mode using sound wave stimulation.
  • FIG. 7A and 7B show an example of sound wave stimulation according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may provide sound wave stimulation according to a binaural beats method that provides low frequencies according to pulse phenomena by varying left and right frequencies.
  • the electronic device 100 may provide sound waves of a first frequency to one ear of the user and sound waves of a second frequency to the other ear.
  • sound waves of the third frequency corresponding to the theta wave or the alpha wave band (eg, 4 Hz to 13 Hz) of the brain wave may be stimulated to the user.
  • a sound wave of 315 Hz may be provided as the first frequency to the user's left ear, and a sound wave of 325 Hz as the second frequency may be provided to the user's right ear.
  • a sound wave of a third frequency of 10 Hz may be stimulated to the user.
  • FIG. 7B is a diagram showing the experimental results in which the EEG was tuned when a 10 Hz sound wave was stimulated according to the binaural beat method. Referring to FIG. 7B, when about 6 minutes elapse after stimulating a sound wave of 10 Hz, an experiment result in which the response of the EEG corresponding to 10 Hz increases.
  • a sound wave of 432 Hz may be provided as the first frequency to the user's left ear, and a sound wave of 424.5 Hz as the second frequency may be provided to the user's right ear.
  • a sound wave of 424.5 Hz as the second frequency may be provided to the user's right ear.
  • sound waves at a third frequency of 7.5 Hz may be stimulated to the user.
  • the EEG tuning mode may utilize light stimulation.
  • An example of using light stimulation will be described later in FIG. 8.
  • the self-hinting mode among the plurality of modes may be, for example, a mode using voice stimulation.
  • FIG 8 shows an example of a voice stimulus according to an embodiment of the present disclosure.
  • the voice stimulus may provide an augo-suggestion voice for the user to increase the likelihood of entering lucid sleep. That is, voice stimulation may be provided as a self-hinting method for increasing the user's willingness to decorate a lucid dream.
  • voice stimulation may be provided as a self-hinting method for increasing the user's willingness to decorate a lucid dream.
  • the user's self-suggestion may be provided in various voice messages.
  • the voice message may include at least some of the following content.
  • the EEG tuning mode or the self-hinting mode among the plurality of modes may be, for example, a mode using light stimulation.
  • FIG 9 shows an example of light stimulation according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may guide the user to a hypnagogic state through light stimulation.
  • the hypnagogic state may mean an intermediate step of entering a sleep state from awake state. At this point, people can see certain geometric patterns or experience dreamy visual phenomena.
  • the electronic device 100 may provide a flickering light stimulus to a person. Light stimulation may provide a user with a similar experience to the elevation by blinking the screen at a specific frequency in a situation where the user closes his or her eyes.
  • the electronic device 100 may tune the user's brain waves to theta waves or alpha waves through light stimulation.
  • the cells of the optic nerve can be tuned to a frequency that is a multiple of the specific frequency. This phenomenon can be referred to as Steady State Visually Evoked Potential (SSVEP).
  • SSVEP Steady State Visually Evoked Potential
  • the EEG is a multiple of a specific frequency. Synchronization can be confirmed. For example, as the electronic device 100 provides a screen flickering at a frequency of 7.5 Hz in a situation where the user closes his or her eyes, the user's optic nerve may be tuned to 7.5 Hz.
  • the electronic device 100 is based on at least two of the above-described relaxation induction mode, EEG tuning mode, or self-suggestion mode, and a stimulation protocol (or protocol) indicating a sequence of providing a plurality of modes for stimulating the user's body.
  • the stimulation session can be determined.
  • the stimulation protocol is determined by the manufacturer of the electronic device 100 or a provider providing a program for an application according to an embodiment of the present disclosure, or is determined according to a user's selection, a user's physical condition or a user's usage history And the like.
  • the stimulation protocol may have the order of both relaxation induction, EEG tuning mode, and self-hinting mode, but is not limited to the above-described order, and a stimulation protocol having various orders or repeated combinations may be generated.
  • the electronic device 100 may determine a stimulation parameter indicating the stimulation degree of each stimulation type included in the plurality of modes. For example, the electronic device 100 may determine stimulation parameters such as stimulation frequency, stimulation intensity, and stimulation duration.
  • the stimulation parameter is determined by the manufacturer of the electronic device 100 or a provider providing a program for an application according to an embodiment of the present disclosure, or is determined according to a user's selection, a user's physical condition or a user's usage history And the like.
  • the electronic device 100 determines whether the user is sleeping In order to do so, the user state can be identified.
  • the electronic device 100 may identify the user's state based on the user's electrocardiogram (ECG) signal or the electroencephalogram (EEG) signal.
  • ECG electrocardiogram
  • EEG electroencephalogram
  • the electronic device 100 may identify the user's state according to a heart rate variability (HRV) method that measures a time between user's heartbeats based on an electrocardiogram signal.
  • HRV heart rate variability
  • FIG. 10 illustrates an example of identifying a user's status according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may measure the ECG of the user.
  • the electronic device 100 acquires the filtered ECG, extracts ECG feature values in (10-c) of FIG. 10, and then features of ECG in (10-d) of FIG. 10
  • a sleep step can be determined as shown in (10-f) of FIG. 10.
  • the electronic device 100 determines a sleep step over time as shown in (10-h) of FIG. 10 from an ECG signal measured over time as shown in (10-g) of FIG. 10 ( Can be estimated or predicted).
  • the electronic device 100 may determine whether the user is sleeping.
  • the electronic device 100 may stop or end the induction of the user to enter the sleep. Alternatively, if it is determined that the user is sleeping (405-Yes2), in operation 407, the electronic device 100 may provide a lucid sleep entry mode.
  • the lucid sleep entry mode may include, for example, electrical stimulation.
  • tACS stimulation corresponding to a higher band than that of the electrical stimulation in the relaxation induction mode may be used.
  • a gamma-wave band electrical stimulus for example, a 39 Hz, 40 Hz, or 110 Hz tACS electrical stimulus may be used.
  • the electronic device 100 may continuously induce the user to enter the sleep. At this time, the electronic device 100 may induce the user to enter the sleep according to the initially set stimulation protocol or stimulation parameter and other types of stimulation protocol or stimulation parameter.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an electronic device 100 according to another embodiment of the present disclosure.
  • the user U may wear the electronic device 100.
  • the user U may attach a content source device (eg, a portable terminal device) to the electronic device 100 and wear the electronic device 100 equipped with the content source device to the head.
  • a content source device eg, a portable terminal device
  • the electronic device 100 may provide a plurality of modes for inducing the user to enter the sleep according to a predetermined stimulation protocol.
  • the electronic device 100 prior to providing a plurality of modes, changes or determines a stimulation protocol, or a user interface for changing or determining a stimulation parameter (eg, a stimulation protocol or a stimulation parameter setting screen) You can also provide
  • the electronic device 100 may provide a relaxation induction mode.
  • the electronic device 100 may provide the user with at least one of an image stimulus or an electrical stimulus included in the relaxation induction mode.
  • the electronic device 100 may provide an EEG tuning mode.
  • the electronic device 100 may provide the user with at least one of sound wave stimulation or light stimulation included in the EEG tuning mode.
  • the electronic device 100 may provide a self-hinting mode.
  • the electronic device 100 may provide at least one of a voice stimulus or a light stimulus included in the self-suggestion mode to the user.
  • the electronic device 100 may terminate a program that provides a plurality of modes or provide a user interface that checks whether or not the provision of the plurality of modes is repeated.
  • the user may separate the electronic device 100 off the head.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a flowchart of an electronic device 100 according to another embodiment of the present disclosure.
  • the user U may wear the electronic device 100.
  • the electronic device 100 may provide a relaxation induction mode.
  • the electronic device 100 may identify the user's state. For example, the electronic device 100 may identify the user's state in consideration of the user's heart rate variation value based on the electrocardiogram signal.
  • the electronic device 100 may determine whether the user is sleeping.
  • the electronic device 100 may sequentially provide an EEG tuning mode and a self-hinting mode.
  • the electronic device 100 may provide a relaxation induction mode that continuously induces the user to enter the sleep.
  • the electronic device 100 may end the program providing the plurality of modes.
  • the user separates the electronic device 100 from the head and separates it, and a good night's sleep is achieved.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an electronic device 100 according to another embodiment of the present disclosure.
  • the user U may wear the electronic device 100.
  • the electronic device 100 may identify the user's state. For example, the electronic device 100 may identify the user's state based on the EEG signal or the ECG signal, or may identify the user's state by measuring eye movement with a camera.
  • the electronic device 100 may determine whether the user is in a non-sleep state.
  • the electronic device 100 may provide a relaxation induction mode.
  • the relaxation induction mode may include, for example, electrical stimulation in the theta-wave, alpha-wave or beta-wave range, and an image stimulus providing a VR image inducing relaxation. Meanwhile, if it is determined that the user is sleeping (1305-No), the electronic device 100 may perform a lucid sleep entry mode of operation 1315, which will be described later.
  • the electronic device 100 may determine whether the user's brain waves are in theta wave or alpha wave range based on the EEG signal or the ECG signal.
  • the electronic device 100 may provide a self-hinting mode.
  • the self-hinting mode may include, for example, a sound wave stimulation according to the binaural beat method for tuning the brain waves within the theta wave range, and a light stimulation for causing the optic nerve cells to tune within the theta wave range by inducing SSVEP. That is, the electronic device 100 blinks the VR screen at theta wave frequency to tune the optic nerve cells to theta wave, and accelerates theta wave tuning according to the binaural beat method to induce the entire brain to tune to theta wave. Can.
  • the electronic device 100 may determine whether the user is sleeping, based on an EEG signal, an ECG signal, or a signal measuring eye movement.
  • the electronic device 100 may provide a lucid induction mode.
  • the lucid induction mode may include, for example, tACS electrical stimulation provided for 1 minute to 2 minutes.
  • the electronic device 100 may end the program providing the plurality of modes.
  • the user may take the electronic device 100 off the head and separate it, and then go to bed.
  • the electronic device 100 may end the program providing the plurality of modes. As the program ends, in operation 1317, the user may take the electronic device 100 off the head and separate it, and then go to bed.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a stimulation protocol according to an embodiment of the present disclosure.
  • Various combinations of stimulation protocols are pre-stored in the electronic device 100 so that the user can select one stimulation protocol that they think will have an effect on them.
  • the user may create new protocols by arbitrarily combining each mode.
  • the provision time of a plurality of modes included in each stimulation protocol may be a value between about 3 minutes and about 15 minutes, but a value for each module may be newly set according to a user's preference.
  • the first stimulation protocol of 1401 of FIG. 14 may have a sequence of relaxation stimulation mode, EEG tuning mode, and self-hinting mode.
  • the relaxation stimulation mode may include, for 5 minutes, an image stimulus providing a 306 degree VR natural environment image and a tACS electrical stimulation at 7.8 Hz.
  • the EEG tuning mode may include sound wave stimulation according to a binaural beat method having a carrier of 7.5 Hz and 432 Hz for 5 minutes.
  • the self-suggestion mode may include voice stimulation that induces elevation light, flashing dream memory, and lucid dreams, blinking at 7.7 Hz for 5 minutes.
  • the relaxation stimulation mode may include an image stimulus providing a 306 degree VR natural environment image and a tACS electrical stimulation at 15 Hz for 10 minutes.
  • the EEG tuning mode may include, for 5 minutes, a sound wave stimulation according to a binaural beat method having a carrier of 7.5 Hz and 432 Hz, and an optical stimulus blinking at 7.8 Hz to induce SSVEP.
  • the self-suggestion mode may include voice stimulation that induces dream memory enhancement and lucid dreams for 5 minutes.
  • the second stimulation protocol of FIG. 1401 may have a sequence of relaxation stimulation mode, EEG tuning mode, self-hinting mode, and lucid induction mode.
  • the lucid induction mode may be a mode performed by the electronic device 100 when the user is identified as sleeping.
  • the relaxation stimulation mode may include an image stimulus providing a 306 degree VR natural environment image and a tACS electrical stimulation at 15 Hz for 10 minutes.
  • the EEG tuning mode may include, for 5 minutes, a sound wave stimulation according to a binaural beat method having a carrier of 7.5 Hz and 432 Hz, and an optical stimulus blinking at 7.8 Hz to induce SSVEP.
  • the self-suggestion mode may include voice stimulation that induces dream memory enhancement and lucid dreams for 5 minutes.
  • the lucid induction mode can include tACS electrical stimulation at 39 Hz or tACS electrical stimulation at 110 Hz for 3 minutes.
  • a ratio of a user using an electronic device according to the present disclosure to induce sleep, dream, or enter a lucid dream can be significantly improved.
  • [Table 1] below shows the results of attempting to induce sleep during the day in a large number of subjects (about 30 or more) according to the first stimulation protocol of the present disclosure.
  • the rate of subjects having a lucid dream is 33%, and it can be confirmed that a significantly higher value was obtained compared to the probability that the average person has a lucid dream by self-learning.
  • the relaxation induction mode of the present disclosure may provide an effect of inducing subjects to enter the sleep.
  • the EEG tuning mode may provide the effect of allowing the subjects to remember and perceive their dreams by keeping the brain waves of the subjects in theta wave or alpha wave state, thereby awakening the consciousness of a part of the brain.
  • the self-suggestion mode may provide a self-save effect that the dream can be remembered and recognized.
  • the Lucid Dream can enable a true-to-life experience.
  • the brain since the brain generates sensory signals without external stimulation, it is possible to have a more vivid and true-to-real experience in the dream. Accordingly, it may be possible to have various kinds of experiences without being constrained by physical constraints.
  • the learning ability can be improved.
  • a creative invention is possible by improving learning ability, and when exercise training through lucid dream, exercise effect can actually affect.
  • mental abilities can be strengthened. For example, you can use Lucid Dream to overcome mental stress or fear. That is, through the Lucid Dream, a situation in which a person feels stressed or feared is reproduced, and the mental ability can be strengthened by overcoming the situation.
  • module may include units implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as, for example, logic, logic blocks, components, or circuits.
  • the module may be an integrally configured component or a minimum unit of the component or a part thereof performing one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document are software including one or more instructions stored in a storage medium (eg, memory 108 or external memory) readable by a machine (eg, electronic device 100).
  • a processor e.g., processor 107 of a device (e.g., electronic device 100 or electronic device 100) calls an instruction of at least one of one or more instructions stored from a storage medium, and It is workable. This enables the device to be operated to perform at least one function according to the at least one instruction called.
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code that can be executed by an interpreter.
  • the storage medium readable by the device may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • a signal eg, electromagnetic waves
  • a method may be provided as being included in a computer program product.
  • Computer program products can be traded between sellers and buyers as products.
  • the computer program product may be distributed in the form of a device-readable storage medium (eg compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (eg Play StoreTM) or between two user devices. It can be distributed directly, online (eg, downloaded or uploaded).
  • a device such as a memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server, or may be temporarily generated.
  • each component (eg, module or program) of the above-described components may include a singular or a plurality of entities.
  • one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg, modules or programs
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components the same or similar to that performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, or omitted Or, one or more other actions can be added.

Abstract

사용자 환경에 대한 정보를 이용하여 사용자에게 자극을 제시하고, 제시된 자극에 대한 사용자의 뇌전도 신호를 획득하고, 획득된 뇌전도 신호에 기초하여 디스플레이 장치를 제어하는 방법 및 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치 제어 방법 및 장치에 의하면, 사용자 환경에 대한 정보에 따라 적합한 자극을 제시함으로써, 사용자가 보다 편리하게 디스플레이 장치를 제어할 수 있고, 사용자의 의도에 따라 높은 정확도로 디스플레이 장치를 제어할 수 있다.

Description

전자 장치 및 이의 수면 유도 방법
본 개시는 전자 장치 및 이의 수면 유도 방법에 관한 것이다.
현대인들은 많은 스트레스와 피로를 겪으며 살아간다. 특히 직장이나 집에서 주변 사람들과의 마찰로 인하여 많은 스트레스를 받고, 이를 해소할 충분한 휴식조차 부족하다. 게다가, 스트레스로 인하여 숙면을 취하지 못하고 불면증을 겪는 사례도 빈번하다.
이에, 현대인들의 숙면을 도와주기 위한 많은 장치가 개발되고 있다. 더구나, 단순한 숙면에서 나아가 좋은 꿈을 유도하여 현대인들의 불안감이나 수면 문제를 해결하려는 방법 등이 모색되고 있다.
이러한 방법들 중의 하나로서 루시드 드림을 유도하는 방법이 있다. 루시드 드림은 꿈을 꾸면서 자신의 꿈을 꾸는지 자각하는 상태를 의미한다. 루시드 드림은 수면의 단계 중에서 REM(rapid eye movement) 수면 단계에서 주로 나타난다. 루시드 드림은 자연적으로 발생될 수 있으나, 나이가 들어가면서 수면이 짧아지고, 스마트폰의 잦은 사용으로 발현 빈도가 낮아질 수 있다.
루시드 드림 상태의 사용자는 꿈을 인식하고 꿈의 내용을 바꾸거나 꿈에 등장하는 캐릭터와 대화를 할 수 있다. 또는, 사용자는 물리적 제약에 구속 받지 않고, 하늘 날기 등과 같은 비물리적인 행동을 체험할 수 있다. 또는, 사용자는 꿈 자체를 이용하여 학습 능력을 향상시키거나, 악몽을 극복하거나, 스트레스를 낮출 수도 있다.
루시드 드림을 유도하는 장치에는, 신체 자극을 주는 방식이 주로 이용된다. 일 예로, EEG(electrocardiogram) 센서를 이용하여 사용자가 REM 수면 상태인 것으로 식별되면, 사용자에게 신체 자극을 주어 루시드 드림을 유도하는 신체 자극 방식이 이용될 수 있다.
기존의 루시드 드림 유도 방식은 주로 사용자가 수면 중에 수행되었다.
이에, 사용자가 REM 수면 중인 것을 검출하기 위하여 EEG 센서를 이용하였으나, EEG 센서는 REM 수면 상태 검출률이 낮은 문제가 있었다.
또한, 사용자가 수면 중에 신체 자극이 가해지는 경우, 민감한 사용자는 수면 중에 깰 수도 있으며, 반면에 둔감한 사용자는 수면 중에 제공되는 신체 자극을 감지하기 어려울 수도 있다.
이에, 본 개시에 따르면, 사용자의 수면 방해를 최소화하고 루시드 드림 진입 성공률을 높이기 위한 새로운 방법 및 이를 위한 장치를 제공한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 수면 유도 방법은, 사용자의 수면 진입을 유도하도록, 신체 자극을 이용하는 복수의 모드들 중에서 적어도 하나의 모드를 제공하는 동작, 상기 사용자의 수면 진입 여부를 식별하는 동작, 및 상기 사용자가 수면 중인 것으로 식별됨에 따라, 상기 사용자의 수면 진입 유도를 중지하거나 또는 루시드 수면 진입 모드를 제공하는 동작을 포함한다. 이 때, 상기 신체 자극은 영상 자극, 전기 자극, 음파 자극, 음성 자극 또는 광 자극 중 적어도 하나를 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 전기 자극부, 스피커, 및 상기 디스플레이, 상기 전기 자극부 및 상기 스피커와 동작 가능하게 연결된 프로세서를 포함한다. 이 때, 상기 프로세서는 사용자의 수면 진입을 유도하도록, 신체 자극을 이용하는 복수의 모드들 중에서 적어도 하나의 모드를 제공하고, 상기 사용자의 수면 진입 여부를 식별하고, 상기 사용자가 수면 중인 것으로 식별됨에 따라, 상기 사용자의 수면 진입 유도를 중지하거나 또는 루시드 수면 진입 모드를 제공한다. 여기서, 상기 신체 자극은 상기 디스플레이를 통한 영상 자극, 상기 스피커를 통한 음성 자극, 상기 디스플레이를 통한 광 자극, 상기 스피커를 통한 음파 자극 또는 상기 전기 자극부를 통한 전기 자극 중 적어도 하나를 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품은, 사용자의 수면 진입을 유도하도록, 신체 자극을 이용하는 복수의 모드들 중에서 적어도 하나의 모드를 제공하는 동작, 상기 사용자의 수면 진입 여부를 식별하는 동작, 및 상기 사용자가 수면 중인 것으로 식별됨에 따라, 상기 사용자의 수면 진입 유도를 중지하거나 또는 루시드 수면 진입 모드를 제공하는 동작을 전자 장치가 수행하도록 설정된 적어도 하나의 인스트럭션을 포함한다. 이 때, 상기 신체 자극은 영상 자극, 전기 자극, 음파 자극, 음성 자극 또는 광 자극 중 적어도 하나를 포함한다.
본 개시에 따른 전자 장치는 사용자가 깨어있는 상태에서 루시드 드림을 유도하는 수면 유도 모드를 제공함에 따라, 사용자의 수면 방해가 최소화될 수 있다.
즉, 수면 중에 전자 장치의 착용에 따른 불편함 또는 수면 중의 자극이 최소화되어 사용자가 숙면을 취하고 루시드 드림에 진입하기 용이한 상태가 유지될 수 있다.
또한, 사용자의 수면 상태를 고려하여, 루시드 수면 진입 모드를 추가로 제공함으로써, 사용자가 루시드 드림에 진입할 확률을 더욱 높일 수 있다.
그 밖에 본 개시에 따른 다양한 효과들이 후술할 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 통하여 자세히 설명될 예정이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치 및 컨텐츠 소스 장치를 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 형상을 나타내는 도면들이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 흐름도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 자극의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 전기 자극의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 개시의 일 실시예에 따른 음파 자극의 일 예를 나타내는 도면들이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 음성 자극의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 광 자극의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 사용자의 상태를 식별하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 전자 장치의 흐름도를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 전자 장치의 흐름도를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 전자 장치의 흐름도를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 자극 프로토콜의 예를 나타내는 도면이다.
-
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 실시예를 상세히 설명한다.
본 개시의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 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 문서에서, "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.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치 및 컨텐츠 소스 장치를 나타내는 도면들이다.
도 1에서, 전자 장치(100)는 예로, 웨어러블 디스플레이 장치이고, 컨텐츠 소스 장치는 휴대 단말 장치, 서버 또는 셋탑 박스 장치일 수 있다.
전자 장치(100)는 컨텐츠 소스 장치로부터 수신되는 영상 데이터를 처리하거나, 전자 장치(100)에 내장된 저장 매체에 저장된 영상 데이터를 처리하고, 처리된 영상을 시각적으로 표시할 수 있는 장치일 수 있다.
전자 장치(100)는 사용자(U)의 신체에 착용되어, 사용자(U)의 신체에 고정될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 사용자(U)의 두부 또는 안면에 착용되는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display, HMD), 스마트 글라스(smart glasses) 또는 스마트 헬멧(smart helmet) 등 다양한 제품 형태로 구현될 수 있다. 또는, 전자 장치(100)는 사용자(U)의 두부가 아닌 다른 부위에 착용될 수도 있다. 예로, 전자 장치(100)는 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드 또는 문신), 또는 생체 이식형 회로의 형태로 구현될 수도 있다.
일 예로, 전자 장치(100)는 도 1a의 (1-a)와 같이, 컨텐츠 소스 장치로서 휴대 단말 장치(201)와 무선 또는 유선으로 연결될 수 있다. 휴대 단말 장치(201)는, 예로, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기 또는 MP3 플레이어 등을 포함할 수 있다. 다른 예로, 전자 장치(100)는 도 1a의 (1-b)와 같이, 컨텐츠 소스 장치로서 외부 컨텐츠 소스장치(202)와 무선 또는 유선으로 연결되어. 외부 컨텐츠 소스 장치(202)로부터 이미지, 비디오 또는 오디오 중 적어도 하나를 통신망을 통하여 수신할 수 있다. 외부 컨텐츠 소스 장치(202)는, 예로, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스(예: 삼성 HomeSync TM, 애플TV TM, 또는 구글 TV TM), 게임 콘솔(예: Xbox TM, PlayStation TM) 또는 서버를 포함할 수 있다.
전자 장치(100)는 컨텐츠 소스 장치로부터 영상 컨텐츠(예: 가상 현실(Virtual Reality, VR) 컨텐츠)를 수신하고, 영상 컨텐츠를 재현할 수 있다. 예로, 전자 장치(100)는 사용자(U)의 신체에 착용되어 입체 영상, 360도 VR 영상, 360도 VR 입체 영상 중 적어도 하나를 재현할 수 있다. 본 개시에 따른 컨텐츠 소스 장치는, 예로, 사용자의 수면을 유도하기 위한 자연 영상, 특정 주파수의 영상, 특정 주파수의 사운드 또는 자기 암시 음성 중 적어도 하나를 전자 장치(100)에게 제공할 수 있다. 전자 장치(100)는 수신된 자연 환경 영상 또는 특정 주파수의 영상을 360도 VR 영상으로서 사용자에게 제공할 수 있다. 또는, 전자 장치(100)는 특정 주파수의 사운드 또는 자기 암시 음성을 전자 장치(100)의 스피커를 통하여 사용자에게 제공할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치(100)의 형상을 나타내는 도면들이다.
도 2a의 (2-a)는 사용자가 착용한 상태에서의 전자 장치(100)를 정면도를 나타내고, (2-b)는 전자 장치(100)를 위에서 바라본 평면도를 나타내고, (2-c)는 사용자가 착용한 상태에서의 전자 장치(100)의 측면도를 나타내고, (2-d)는 전자 장치(100)에 이용되는 전기 자극부(또는, 전기 자극 장치)(106)를 나타낸다.
도 2a 및 도 2b에서, 전자 장치(100)는 복수의 부품들을 수용하고 사용자(U)의 신체에 안착되는 본체(101)와, 본체(101)의 일면에 마련되어 영상을 표시하는 디스플레이(102)와, 사용자(U)의 신체에 안착되는 안착 부재(103)와, 본체(101)를 및 안착 부재(103)를 사용자(U)의 신체에 고정시키는 고정 부재(104)를 포함한다.
본체(101)는 전자 장치(100)의 외형을 형성하며, 본체(101)에는 전자 장치(100)가 영상과 음향의 출력을 위한 부품이 마련될 수 있다. 또한, 본체(101)에는 컨텐츠 소스 장치(100)를 장착하기 위한 수용부가 마련될 수 있으나, 컨텐츠 소스 장치(100)가 외부에 위치하여 본체(101)와 통신하는 경우 수용부는 구성 요소에서 생략될 수 있다. 도 2a 및 도 2b에서, 본체(101)는 평평한 판 형상일 수 있으나, 본체의 형상이 도 2a 및 도 2b에 도시된 바에 한정되는 것은 아니며, 중심부가 오목 또는 볼록하도록 휘어질 수 있다.
디스플레이(102)에는 본체(101)의 전면에 형성되며, 시각 정보인 영상이 표시될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(102)에는 정지 영상 또는 동영상이 표시될 수 있으며, 2차원 평면 영상, 입체 영상, 360도 VR 영상, 360도 VR 입체 영상 또는 스테레오스코픽(stereoscopic) 영상을 포함할 수 있다. 본 개시에서, 디스플레이(102)는 360도 VR 자연 환경 영상을 표시하거나, 사용자에게 광 자극을 제공하기 위하여 특정 주파수로 깜빡이는 영상을 표시할 수 있다.
안착 부재(103)는 본체(101)의 전방에 부착되어, 사용자(U)의 신체와 본체(101) 사이에 마련되며, 사용자(U)의 신체에 안착될 수 있다. 안착 부재(103)는 사용자(U)의 신체에 안착되는 곡면부를 포함할 수 있다. 곡면부는 사용자(U)의 신체 예를 들어 사용자(U)의 안면에 밀착될 수 있으며, 사용자(U)의 신체와 밀착되는 부분이 최대화되도록 곡면부는 외력에 의하여 수축 및 확장이 가능한 탄성을 가지는 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 사용자(U)의 안면에 밀착될 때 곡면부의 형태는 사용자(U)의 안면의 형태에 따라 변화할 수 있으며, 사용자(U)의 안면으로부터 분리되면 곡면부는 원래의 형태로 복원될 수 있다. 안착 부재(103)는 외광을 차단하고 사용자(U)의 시야를 디스플레이(102)으로 제한할 수 있으며, 안착 부재(103)의 중심에는 사용자(U)가 디스플레이(102)을 볼 수 있도록 중공이 형성될 수 있다.
고정 부재(104)는 본체(101) 및 안착 부재(103)를 사용자(U)의 신체에 고정시킬 수 있다. 고정 부재(104)는 띠 형태로 형성될 수 있으며, 외력에 의하여 확장 및 수축이 가능한 탄성을 가지는 재질로 구성될 수 있다. 고정 부재(104)는 사용자(U)의 머리를 둘러쌀 수 있다. 고정 부재(104)의 탄성에 의하여 안착 부재(103)는 사용자(U)의 안면에 고정될 수 있다. 고정 부재(104)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 띠 형태에 한정되는 것은 아니며, 안착 부재(103) 및 본체(101)를 사용자(U)의 두부에 고정할 수 있는 수단이라면 그 형태가 한정되지 않는다.
도 2a 및 도 2b에서, 전자 장치(100)는 스피커(예: 이어폰)(105) 및 전기 자극부(106)를 더 포함할 수 있다.
스피커(105)는 전기 신호를 소리 신호로 변환할 수 있다. 스피커(105)는 사용자에게 소리 자극을 제공할 수 있다. 예로, 스피커(105)은 바이노럴 비트(binaural beats) 방식에 따른 저주파의 음파를 사용자에게 제공할 수 있다.
전기 자극부(106)는 tACS(transcranial Alternative Current Stimulation) 자극을 사용자에게 제공할 수 있다. 도 2b의 (2-d)는 전자 장치(100)에서 전기 자극부(106)를 분리하여 나타낸 도면이다. 전기 자극부(106)는 사용자의 피부에 접촉되는 전극 패치들(106a, 106b) 및 전류 발생부(106c)로 구성될 수 있다. 전극 패치들(106a, 106b)은 사용자의 뇌파를 동조시키도록 전전두엽 또는 측두엽 중 적어도 하나에 부착될 수 있다. 전류 발생부(106c)는 마이크로 컨트롤러(예: 저전력 블루투스 통신 지원 칩), 배터리, 전력 센서(또는, 전력 증폭기) 또는 tACS 드라이버 중 적어도 하나를 이용하여 구성될 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치(100)의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(100)는 디스플레이(102), 스피커(105), 전기 자극부(106), 프로세서(107) 및 메모리(108)를 포함할 수 있다. 일 실시예로, 전자 장치(100)는 외부의 컨텐츠 소스 장치(예: 도 1의 202)와 통신 가능한 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 디스플레이(102), 스피커(105), 전기 자극부(106)는 도 2a 및 도 2b에서 상세히 전술하여 중복되는 설명은 생략한다.
프로세서(107)는 전자 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예로, 프로세서(107)는 메모리(108)에 저장된 각종 소프트웨어 프로그램 또는 인스트럭션들을 램에 복사하고, 실행시켜 각종 동작을 수행할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(107)는, 사용자의 수면 진입을 유도하도록, 신체 자극을 이용하는 복수의 모드들 중에서 적어도 하나의 모드를 제공하고, 사용자의 수면 진입 여부를 식별하고, 사용자가 수면 중인 것으로 식별됨에 따라, 사용자의 수면 진입 유도를 중지하거나 또는 루시드 수면 진입 모드를 제공할 수 있다.
이 때, 신체 자극은 디스플레이(102)를 통한 영상 자극, 스피커(105)를 통한 음성 자극, 디스플레이(102)를 통한 광 자극, 스피커(105)를 통한 음파 자극 또는 전기 자극부(106)를 통한 전기 자극 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 광 자극은, 뇌파의 쎄타파 또는 알파파 대역의 주파수에 기반하여 화면을 일정 주기로 깜빡이는 자극을 포함할 수 있다. 전기 자극은, 교류 전류에 기반하는 tACS 자극을 포함할 수 있다. 음파 자극은, 뇌파의 쎄타파 또는 알파파 대역의 주파수에 기반하는 바이노럴 비트 자극을 포함할 수 있다. 음성 자극은, 루시드 수면 진입 가능성을 높이기 위한 자기 암시에 필요한 음성을 포함할 수 있다.
이 때, 복수의 모드들은, 사용자를 이완시키는 이완 유도 모드, 사용자의 뇌파를 동조시키는 뇌파 동조 모드 또는 사용자를 자기 암시시키는 자기 암시 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이완 유도 모드는, 영상 자극 또는 음성 자극 중 적어도 하나를 이용하는 모드일 수 있다. 뇌파 동조 모드는, 음파 자극을 이용하는 모드일 수 있다. 자기 암시 모드는, 음성 자극 또는 광 자극 중 적어도 하나를 이용하는 모드일 수 있다. 또한, 루시드 수면 진입 모드는 뇌파의 감마파 대역의 주파수에 기반한 전기 자극을 제공하는 모드일 수 있다.
다양한 실시예로, 프로세서(107)는, 복수의 모드들의 제공 순서를 나타내는 자극 프로토콜을 결정하고, 결정된 자극 프로토콜에 따라 복수의 모드들 중 적어도 하나의 모드를 제공할 수 있다.
다양한 실시예로, 프로세서(107)는, 신체 자극의 자극 정도를 나타내는 자극 파라미터를 결정하고, 결정된 자극 파라미터에 따라 복수의 모드들 중에서 적어도 하나의 모드를 제공할 수 있다.
다양한 실시예로, 프로세서(107)는 사용자의 심전도 또는 뇌전도에 기반하여, 사용자의 수면 진입 여부를 식별할 수도 있다.
메모리(108)는 전자 장치(100)가 동작하기 위한 각종 소프트웨어 프로그램(또는, 어플리케이션), 전자 장치(100)의 동작을 위한 데이터들 및 인스트럭션들(instructions)을 저장할 수 있다. 이러한, 프로그램의 적어도 일부는 무선 또는 유선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수도 있다. 메모리(108)는 프로세서(107)에 의해 액세스되며, 프로세서(107)는 메모리(108)에 포함된 소프트웨어 프로그램, 데이터들 및 인스트럭션들의 독취/기록/수정/삭제/갱신 등을 수행할 수 있다.
구체적으로, 메모리(108)는 사용자의 수면 진입을 유도하도록, 신체 자극을 이용하는 복수의 모드들 중에서 적어도 하나의 모드를 제공하는 동작, 사용자의 수면 진입 여부를 식별하는 동작, 및 상기 사용자가 수면 중인 것으로 식별됨에 따라, 상기 사용자의 수면 진입 유도를 중지하거나 또는 루시드 수면 진입 모드를 제공하는 동작을 전자 장치(100)가 수행하도록 설정된 적어도 하나의 인스트럭션을 포함할 수 있다. 이때, 신체 자극은 영상 자극, 전기 자극, 음파 자극, 음성 자극 또는 광 자극 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 흐름도이다.
동작 401에서, 전자 장치(100)는 사용자의 수면 진입을 유도하기 위한 복수의 모드들 중에서 적어도 하나의 모드를 제공할 수 있다.
복수의 모드들은, 예로, 사용자를 이완시키기 위한 이완 유도 모드, 사용자의 뇌파를 동조시키기 위한 뇌파 동조 모드 또는 사용자를 자기 암시시키는 자기 암시 모드 중 적어도 둘 이상을 포함할 수 있다.
복수의 모드들 중 이완 유도 모드는, 예로, 영상 자극 또는 전기 자극 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 영상 자극은 영상을 이용한 자극으로서, 예로, 360도 VR(virtual reality) 영상을 이용하여 자연 환경에 대한 영상을 제공하는 자극일 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 자극의 일 예를 나타낸다.
도 5에서, 전자 장치(100)는 360도 VR(virtual reality) 영상으로서 사용자(U)의 시야가 외부와 차단되도록 자연 환경 영상(501)을 제공할 수 있다. 이 경우, 360도 VR 자연 환경 영상(501)은 몰입감(immersiveness)을 제공하여 사용자(U)의 신체를 빠르게 이완시킬 수 있다. 자연 환경 영상(501)은 사용자(U)의 심장 박동과 혈압을 낮추어서 사용자의 신체를 이완시킬 수 있으며, 특히, 비 현실적인 자연 환경은 루시드 드림에 유도될 확률을 증가시킬 수 있다. 자연 환경 영상(501)은, 예로, 해변가, 숲 속, 산 정상에서 바라보는 풍경 또는 사막 등이 될 수 있으며, 자연 환경 영상(501)과 함께 몰입감을 증대시키는 소리(예로, 바람 소리, 파도 소리 또는 새소리 등)가 함께 제공될 수도 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 전기 자극의 일 예를 나타낸다.
전기 자극은 사용자(U)의 두부의 전전두엽 또는 측두엽을 대상으로 수행될 수 있다. 도 6의 (6-a)는 사람의 두부의 각 위치들을 나타낸다. 이 경우, 도 6의 (6-b)와 같이, 사용자(U)의 두부의 T3 지점(601) 및 T4 지점(602)에 전기 자극을 가하는 경우, 사용자(U)의 신체는 잘 이완될 수 있다. 전기 자극에는, 뇌파의 쎄타파, 알파파 또는 베타파대역(예: 4Hz ~ 20Hz)에 해당하는 tACS(transcranial alternative current stimulation) 자극이 이용될 수 있다. 바람직하게, 전기 자극에는 7.5Hz 대역의 tACS 자극이 이용될 수 있다. tACS 자극은 교류 전류에 기반한 자극으로서, 직류 전류를 이용하는 tDSC(transcranial direct current stimulation) 자극보다 효과적일 수 있다. tACS 자극을 이용하는 경우, 사람의 신체가 이완되거나, 우울증이 완화될 수 있으며, 이는 많은 논문을 통하여 증명되고 있다.
다시, 도 4의 동작 401에서, 복수의 모드들 중 뇌파 동조 모드는, 예로, 음파 자극을 이용하는 모드일 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 개시의 일 실시예에 따른 음파 자극의 일 예를 나타낸다.
도 7a에서, 전자 장치(100)는 좌우 주파수를 달리하여 맥놀이 현상에 따른 저주파를 제공하는 바이노럴 비트(binaural beats) 방식에 따른 음파 자극을 제공할 수 있다. 예로, 전자 장치(100)는 사용자의 한쪽 귀에는 제1 주파수의 음파를 제공하고, 반대쪽 귀에는 제2 주파수의 음파를 제공할 수 있다. 이 경우, 제1 주파수와 제2 주파수 간의 간섭현상에 의하여, 뇌파의 쎄타파 또는 알파파 대역(예: 4Hz ~ 13Hz)에 해당하는 제3 주파수의 음파가 사용자에게 자극될 수 있다. 예로, 사용자의 왼쪽 귀에 제1 주파수로서 315Hz의 음파가 제공되고, 사용자의 오른쪽 귀에는 제2 주파수로서 325Hz의 음파가 제공될 수 있다. 이 경우, 제1 주파수와 제2 주파수 간의 간섭현상에 의하여, 10Hz의 제3 주파수의 음파가 사용자에게 자극될 수 있다.
도 7b는, 바이노럴 비트 방식에 따라 10Hz의 음파를 자극시켰을 경우에, 뇌파가 동조된 실험 결과를 나타내는 도면이다. 도 7b를 참조하면, 10Hz의 음파를 자극시킨 후에 약 6분이 경과되면, 10Hz에 대응되는 뇌파의 반응이 증가하는 실험 결과가 나타난다.
다른 실시예로, 사용자의 왼쪽 귀에 제1 주파수로서 432Hz의 음파가 제공되고, 사용자의 오른쪽 귀에는 제2 주파수로서 424.5Hz의 음파가 제공될 수 있다. 이 경우, 제1 주파수와 제2 주파수 간의 간섭현상에 의하여, 7.5Hz의 제3 주파수의 음파가 사용자에게 자극될 수 있다.
다양한 실시예로, 뇌파 동조 모드는 광 자극을 이용할 수도 있다. 광 자극을 이용하는 예는, 도 8에서 후술할 예정이다.
다시, 도 4의 동작 401에서, 복수의 모드들 중 자기 암시 모드는, 예로, 음성 자극을 이용하는 모드일 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 음성 자극의 일 예를 나타낸다.
도 8에서, 음성 자극은 사용자가 루시드 수면에 진입 가능성을 높이기 위한, 자기 암시(augo-suggestion) 음성을 제공할 수 있다. 즉, 음성 자극은 사용자가 루시드 드림을 꾸고자 하는 의지를 증가시키기 위한 자기 암시 방법으로 제공될 수 있다. 전술한 이완 유도 모드에 따라 사용자의 신체가 이완되고, 전술한 뇌파 동조 모드에 따라 사용자의 뇌파가 쎄타파 또는 알파파로 동조되면, 상기 음성 자극에 의하여 사용자의 자기 암시가 용이하게 수행될 수 있다.
사용자의 자기 암시는 다양한 음성 메시지로 제공될 수 있다. 예로, 음성 메시지는 다음의 내용 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
"지금부터 듣게 되는 내용은 당신의 깊은 내면으로 들어가 자신감을 얻고 당신의 꿈을 명료하게 하는데 도움을 줄 것입니다. 꿈이 명료해지면 질수록 당신은 꿈 속에서 깨어날 것입니다. 보통의 꿈이 루시드 드림으로 바뀌어, 당신은 꿈 속에서 자유롭게 행동하고, 생각할 수 있게 될 것입니다.
자, 이제부터 들리는 대로 따라 해 주세요.
눈을 감고 폐에서 숨이 들어오고 나가는 자연스러운 리듬을 느끼기 시작합니다. 근육이 부드러워지고 몸이 가벼워져서 긴장이 풀어집니다.
아무것도 걱정하지 않고 바로 여기에서 바로 지금 휴식을 취합니다. 지금 당장 루시드 드림을 꾸지 못하더라도, 상심할 필요는 없습니다. 매일 훈련을 통해서 당신의 인지력은 강화될 것이고, 당신은 평소와 다른 매우 특별한 경험을 하게 될 것입니다.
기억할 것은 당신이 기대하는 것은 최대한 놓아두고 당신이 경험하는 모든 것을 조화롭게 받아들이며, 모든 과정을 그저 즐기면 된다는 것을 잊지 마십시오. 당신은 안전하며 완벽한 순간에 당신의 궁극적인 목표에 도달 할 것입니다.
당신의 숨이 들어가고 나가는 것을 느껴봅니다. 숨이 오가는 것을 자연스럽고 편안하게 그저 관찰합니다. 물처럼 흐르듯이 내 쉴 때 편안하고 숨을 길게 합니다. 당신의 몸은 편안함에 깊게 빠져듭니다. 똑같은 방법으로 들 숨을 쉴 때 조금 더 길게 들이 마십니다. 일상 생활의 스트레스로 우리의 마음은 몸이 일을 더 많이 할수록 몸을 잠들게 합니다. 지금 여기에서 당신의 몸은 잠들고 당신의 마음은 깨어 있도록 합니다. 당신은 언제라도 자신을 깨워서 일상으로 돌아갈 수 있습니다.
당신의 몸이 의자 또는 침대에 닿는 지점을 느껴보십시오. 피부에 닿는 부드러운 직물의 질감. 당신의 몸이 모든 감각을 흡수하게 합니다. 당신은 안전하고 편안하며 근육은 따뜻하게 되고 긴장과 통증이 완화됩니다. 당신의 심장 박동을 느껴봅니다. 당신의 숨소리를 들어봅니다. 이 모든 소리가 당신을 완전히 이완시키며, 당신의 모든 근심이 떨쳐 지도록 평온한 상태에 머뭅니다. 당신의 팔다리가 조금 더 무거워져서, 안전하게 당신을 잡고 있습니다. 당신은 고요하고 안전합니다. 이 감각이 얼마나 자연스럽게 나타나는지 항상 느끼고 그 느낌이 항상 당신 안에 있다는 것을 압니다"
다시, 도 4의 동작 401에서, 복수의 모드들 중 뇌파 동조 모드 또는 자기 암시 모드는, 예로, 광 자극을 이용하는 모드일 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 광 자극의 일 예를 나타낸다.
전자 장치(100)는 광 자극을 통하여 사용자를 입면 상태(hypnagogic state)로 유도할 수 있다.
입면 상태(hypnagogic state)는 깨어있는 상태에서 수면 상태로 진입하는 중간 단계를 의미할 수 있다. 이 때, 사람들은 특정 기하 패턴을 보거나 몽환적인 시각 현상을 경험할 수 있다. 이와 유사한 환경을 제공하기 위하여, 전자 장치(100)는 사람에게 깜빡이는 광 자극을 제공할 수 있다. 광 자극은 사용자가 눈을 감은 상황에서 특정 주파수로 화면을 깜빡임으로써, 사용자에게 입면 상태와 유사한 경험을 제공할 수 있다.
또한, 전자 장치(100)는 광 자극을 통하여 사용자의 뇌파를 쎄타파 또는 알파파로 동조시킬 수 있다. 사용자가 특정 주파수를 응시하면 시신경의 세포들은 상기 특정 주파수의 배수의 주파수로 동조될 수 있다. 이러한 현상을 정상상태 시각유발전위(SSVEP; Steady State Visually Evoked Potential)라 할 수 있다.
도 9를 참조하면, 사용자(U)가 특정 주파수의 광(901)를 응시한 결과에 따라 사용자(U)의 뇌전도(EEG: Electroencephalography) 신호를 FFT 알고리즘에 따라 분석하면, 뇌파가 특정 주파수의 배수로 동조되는 것이 확인될 수 있다. 예로, 전자 장치(100)가 7.5Hz의 주기로 깜빡이는 화면을 사용자가 눈을 감은 상황에서 제공함에 따라, 사용자의 시신경은 7.5Hz로 동조될 수 있다.
전자 장치(100)는 전술한 이완 유도 모드, 뇌파 동조 모드 또는 자기 암시 모드 중 적어도 둘 이상에 기반하여, 사용자의 신체를 자극하기 위한 복수의 모드들의 제공 순서를 나타내는 자극 프로토콜(protocol)(또는, 자극 세션(session))을 결정할 수 있다. 자극 프로토콜은 전자 장치(100)의 제조사 또는 본 개시의 실시예에 따른 어플리케이션을 프로그램을 제공하는 제공 업체에 의하여 디폴트로 결정되거나, 사용자의 선택에 따라 결정되거나, 사용자의 신체 조건 또는 사용자의 사용 이력 등을 고려하여 결정될 수 있다.
예로, 자극 프로토콜은 이완 유도 모두, 뇌파 동조 모드 및 자기 암시 모드의 순서를 가질 수 있으나, 전술한 순서에 한정되지 않고 다양한 순서 또는 반복된 조합을 가지는 자극 프로토콜이 생성될 수도 있다.
한편, 전자 장치(100)는 복수의 모드들에 포함되는 자극 유형 각각의 자극 정도를 나타내는 자극 파라미터를 결정할 수도 있다. 예로, 전자 장치(100)는 자극 주파수, 자극 세기, 자극 기간 등과 같은 자극 파라미터를 결정할 수도 있다. 자극 파라미터는 전자 장치(100)의 제조사 또는 본 개시의 실시예에 따른 어플리케이션을 프로그램을 제공하는 제공 업체에 의하여 디폴트로 결정되거나, 사용자의 선택에 따라 결정되거나, 사용자의 신체 조건 또는 사용자의 사용 이력 등을 고려하여 결정될 수 있다.
다시, 도 4의 동작 401에서, 전술한 복수의 모드들에 따라, 사용자의 수면 진입을 유도하기 위한 적어도 하나의 모드를 제공되면, 동작 403에서, 전자 장치(100)는 사용자가 수면 중인지를 판단하기 위하여 사용자 상태를 식별할 수 있다. 예로, 전자 장치(100)는 사용자의 심전도(ECG; electrocardiogram) 신호 또는 뇌전도(EEG; electroencephalogram) 신호에 기반하여 사용자의 상태를 식별할 수 있다. 특히, 전자 장치(100)는 심전도 신호에 기반하여 사용자의 심장 박동 간의 시간을 측정하는 심박 변이 HRV(HRV; heart rate variability) 방식에 따라 사용자의 상태를 식별할 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 사용자의 상태를 식별하는 일 예를 나타낸다.
도 10의 (10-a)에서, 전자 장치(100)는 사용자의 ECG를 측정할 수 있다. 도 10의 (10-b)에서 전자 장치(100)는 필터링된 ECG를 획득하고, 도 10의 (10-c)에서 ECG 특징 값을 추출한 후, 도 10의 (10-d)에서 ECG의 특징 값을 최적화하고, 도 10의 (10-e)에서 신경망 알고리즘을 이용하여 분류하여, 도 10의 (10-f)와 같이 수면 단계를 결정할 수 있다. 예로, 전자 장치(100)는 도 10의 (10-g)와 같이, 시간의 경과에 따라 측정된 ECG 신호로부터 도 10의 (10-h)와 같이, 시간의 경과에 따른 수면 단계를 결정(추정 또는 예측)할 수 있다.
다시, 도 4의 동작 403에서 사용자의 상태가 식별되면, 동작 405에서 전자 장치(100)는 사용자가 수면 중인지 여부를 판단할 수 있다.
사용자가 수면 중인 것으로 판단되면(405-Yes1), 전자 장치(100)는 사용자의 수면 진입 유도를 중지 또는 종료할 수 있다. 또는, 사용자가 수면 중인 것으로 판단되면(405-Yes2), 동작 407에서, 전자 장치(100)는 루시드 수면 진입 모드를 제공할 수 있다. 루시드 수면 진입 모드는, 예로, 전기 자극을 포함할 수 있다. 이 때의, 전기 자극은 이완 유도 모드의 전기 자극 보다 높은 대역에 해당하는 tACS 자극이 이용될 수 있다. 예로, 루시드 수면 진입 모드에서는 감마파 대역의 전기 자극으로서, 예로, 39Hz, 40Hz 또는 110Hz의 tACS 전기 자극이 이용될 수 잇다.
한편, 사용자가 수면 중이 아닌 것으로 판단되면(405-No), 전자 장치(100)는 사용자의 수면 진입을 계속하여 유도할 수 있다. 이 때, 전자 장치(100)는 초기에 설정된 자극 프로토콜 또는 자극 파라미터와, 다른 종류의 자극 프로토콜 또는 자극 파라미터에 따라 사용자의 수면 진입을 유도할 수도 있다.
도 11은 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 전자 장치(100)의 흐름도를 나타내는 도면이다.
동작 1101에서, 사용자(U)는 전자 장치(100)를 착용할 수 있다. 예로, 사용자(U)는 컨텐츠 소스 장치(예: 휴대 단말 장치)를 전자 장치(100)에 장착하고, 컨텐츠 소스 장치가 장착된 전자 장치(100)를 두부에 착용할 수 있다.
전자 장치(100)는 사용자(U)에게 기 결정된 자극 프로토콜에 따라 수면 진입을 유도하는 복수의 모드들을 제공할 수 있다.
일 실시예로, 복수의 모드들을 제공하기에 선행하여, 전자 장치(100)는 자극 프로토콜을 변경 또는 결정하거나, 자극 파라미터를 변경 또는 결정하기 위한 사용자 인터페이스(예: 자극 프로토콜 또는 자극 파라미터 설정 화면)을 제공할 수도 있다.
자극 프로토콜의 일 예로, 동작 1103에서, 전자 장치(100)는 이완 유도 모드를 제공할 수 있다. 예로, 전자 장치(100)는 이완 유도 모드에 포함된 영상 자극 또는 전기 자극 중 적어도 하나를 사용자에게 제공할 수 있다.
동작 1105에서, 전자 장치(100)는 뇌파 동조 모드를 제공할 수 있다. 예로, 전자 장치(100)는 뇌파 동조 모드에 포함된 음파 자극 또는 광 자극 중 적어도 하나를 사용자에게 제공할 수 있다.
동작 1107에서, 전자 장치(100)는 자기 암시 모드를 제공할 수 있다. 예로, 전자 장치(100)는 자기 암시 모드에 포함된 음성 자극 또는 광 자극 중 적어도 하나를 사용자에게 제공할 수 있다.
수면 진입을 유도하는 복수의 모드들이 모두 제공되면, 전자 장치(100)는 복수의 모드들을 제공하는 프로그램을 종료하거나, 복수의 모드들의 제공의 반복 여부를 확인하는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
사용자가 더 이상 복수의 모드들을 제공 받기를 원하지 않으면, 동작 1109에서, 사용자는 전자 장치(100)를 두부에서 벗어서 분리할 수 있다.
도 12는 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 전자 장치(100)의 흐름도를 나타내는 도면이다.
동작 1201에서, 사용자(U)는 전자 장치(100)를 착용할 수 있다.
동작 1203에서, 전자 장치(100)는 이완 유도 모드를 제공할 수 있다.
이완 유도 모드가 사용자에게 제공된 후 또는 이완 유도 모드가 사용자에게 제공되는 동안에, 동작 1205에서, 전자 장치(100)는 사용자의 상태를 식별할 수 있다. 예로, 전자 장치(100)는 심전도 신호에 기반한 사용자의 심박 변이 값을 고려하여 사용자의 상태를 식별할 수 있다.
사용자의 상태가 식별되면, 동작 1207에서, 전자 장치(100)는 사용자가 수면 중인지 여부를 판단할 수 있다.
사용자가 수면 중인 것으로 판단되면(1207-Yes), 동작 1209 및 동작 1211에서, 전자 장치(100)는 뇌파 동조 모드 및 자기 암시 모드를 순차적으로 제공할 수 있다.
한편, 사용자가 수면 중이 아닌 것으로 판단되면(1207-No), 전자 장치(100)는 사용자의 수면 진입을 계속하여 유도하는 이완 유도 모드를 다시 제공할 수 있다.
수면 진입을 유도하는 복수의 모드들이 모두 제공되면, 전자 장치(100)는 복수의 모드들을 제공하는 프로그램을 종료할 수 있다.
프로그램이 종료됨에 따라, 동작 1213에서, 사용자는 전자 장치(100)를 두부에서 벗어서 분리하고, 숙면을 취할 수 있다.
도 13은 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 전자 장치(100)의 흐름도를 나타내는 도면이다.
동작 1301에서, 사용자(U)는 전자 장치(100)를 착용할 수 있다.
동작 1303에서, 전자 장치(100)는 사용자의 상태를 식별할 수 있다. 예로, 전자 장치(100)는 EEG 신호 또는 ECG 신호에 기반하여 사용자의 상태를 식별하거나, 카메라로 눈의 움직임을 측정하여 사용자의 상태를 식별할 수 있다.
사용자의 상태가 식별되면, 동작 1305에서, 전자 장치(100)는 사용자가 비수면 중인지 여부를 판단할 수 있다.
사용자가 비수면 중인 것으로 판단되면(1305-Yes), 동작 1307에서, 전자 장치(100)는 이완 유도 모드를 제공할 수 있다. 이완 유도 모드는, 예로, 쎄타파, 알파파 또는 베타파 범위의 전기 자극, 및 이완을 유도하는 VR 영상을 제공하는 영상 자극을 포함할 수 있다. 한편, 사용자가 수면 중인 것으로 판단되면(1305-No), 전자 장치(100)는 후술할 동작 1315의 루시드 수면 진입 모드를 수행할 수 있다.
이완 유도 모드를 제공한 후, 동작 1309에서, 전자 장치(100)는 EEG 신호 또는 ECG 신호에 기반하여, 사용자의 뇌파가 쎄타파 또는 알파파 범위에 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.
사용자의 뇌파가 쎄타파 또는 알파파 범위에 존재하는 것으로 판단되면, 동작 1311에서, 전자 장치(100)는 자기 암시 모드를 제공할 수 있다. 자기 암시 모드는, 예로, 뇌파를 쎄타파 범위 내로 동조시키기 위한 바이노럴 비트 방식에 따른 음파 자극, SSVEP를 유발시켜 시신경 세포를 쎄타파 범위 내로 동조시키기 위한 광 자극을 포함할 수 있다. 즉, 전자 장치(100)는 VR 화면을 쎄타파 주파수로 깜빡이게 하여 시신경 세포를 쎄타파로 동조시키고, 바이노럴 비트 방식에 따라 쎄타파 동조를 가속화하여 뇌 전체가 쎄타파로 동조되도록 유도할 수 있다.
동작 1313에서, 전자 장치(100)는 EEG 신호, ECG 신호 또는 눈의 움직임을 측정한 신호에 기반하여, 사용자가 수면 중인지 여부를 판단할 수 있다.
사용자가 수면 중인 것으로 판단되면(1313-Yes), 동작 1315에서, 전자 장치(100)는 루시드 유도 모드를 제공할 수 있다. 루시드 유도 모드는, 예로, 1분 내지 2분 동안 제공하는 tACS 전기 자극을 포함할 수 있다.
루시드 유도 모드가 제공되면, 전자 장치(100)는 복수의 모드들을 제공하는 프로그램을 종료할 수 있다.
프로그램이 종료됨에 따라, 동작 1317에서, 사용자는 전자 장치(100)를 두부에서 벗어서 분리하고, 취침할 수 있다.
한편, 동작 1313에서, 사용자가 수면 중이 아닌 것으로 판단되면(1313-N0), 전자 장치(100)는 복수의 모드들을 제공하는 프로그램을 종료할 수 있다. 프로그램이 종료됨에 따라, 동작 1317에서, 사용자는 전자 장치(100)를 두부에서 벗어서 분리하고, 취침할 수 있다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 자극 프로토콜의 예를 나타내는 도면이다.
자극 프로토콜의 다양한 조합들은 전자 장치(100)에 기 저장되어 사용자가 자신에게 효과를 줄 것으로 생각하는 일 자극 프로토콜을 선택할 수 있다. 또는, 사용자가 각 모드를 임의로 조합하여 신규 프로토콜을 생성할 수도 있다. 각 자극 프로토콜에 포함된 복수의 모드들의 제공 시간은 약 3분 내지 약 15분 사이의 값이 될 수 있으나, 사용자의 기호에 따라 각 모들 별 값이 새롭게 설정될 수도 있다.
일 예로, 도 14의 1401의 제1 자극 프로토콜은, 이완 자극 모드, 뇌파 동조 모드 및 자기 암시 모드의 순서를 가질 수 있다. 이 경우, 이완 자극 모드는 5분 동안, 306도 VR 자연 환경 영상을 제공하는 영상 자극 및 7.8Hz의 tACS 전기 자극을 포함할 수 있다. 또한, 뇌파 동조 모드는 5분 동안, 7.5Hz, 432Hz 캐리어를 갖는 바이노럴 비트 방식에 따른 음파 자극을 포함할 수 있다. 또한, 자기 암시 모드는 5분 동안, 7.7Hz로 깜빡이는 입면 광, 꿈 기억력 향상 및 루시드 드림을 유도하는 음성 자극을 포함할 수 있다.
한편, 제1 자극 프로토콜과 순서는 동일하나 자극 파라미터와 다른 파라미터를 갖는 자극 프로토콜이 이용될 수도 있다. 이 경우, 이완 자극 모드는 10분 동안, 306도 VR 자연 환경 영상을 제공하는 영상 자극 및 15Hz의 tACS 전기 자극을 포함할 수 있다. 또한, 뇌파 동조 모드는 5분 동안, 7.5Hz, 432Hz 캐리어를 갖는 바이노럴 비트 방식에 따른 음파 자극, SSVEP를 유도하기 위하여 7.8Hz로 깜빡이는 광 자극을 포함할 수 있다. 자기 암시 모드는 5분 동안, 꿈 기억력 향상 및 루시드 드림을 유도하는 음성 자극을 포함할 수 있다.
다른 예로, 도 1401의 제2 자극 프로토콜은, 이완 자극 모드, 뇌파 동조 모드, 자기 암시 모드 및 루시드 유도 모드의 순서를 가질 수 있다. 이 경우, 루시드 유도 모드는, 사용자가 수면 중인 것으로 식별되는 경우에 전자 장치(100)의 의하여 수행되는 모드일 수 있다. 이 경우, 이완 자극 모드는 10분 동안, 306도 VR 자연 환경 영상을 제공하는 영상 자극 및 15Hz의 tACS 전기 자극을 포함할 수 있다. 또한, 뇌파 동조 모드는 5분 동안, 7.5Hz, 432Hz 캐리어를 갖는 바이노럴 비트 방식에 따른 음파 자극, SSVEP를 유도하기 위하여 7.8Hz로 깜빡이는 광 자극을 포함할 수 있다. 자기 암시 모드는 5분 동안, 꿈 기억력 향상 및 루시드 드림을 유도하는 음성 자극을 포함할 수 있다. 루시드 유도 모드는 3분 동안, 39Hz의 tACS 전기 자극 또는 110Hz의 tACS 전기 자극을 포함할 수 있다.
제1 자극 프로토콜에 따르면, 본 개시에 따른 전자 장치를 이용하는 사용자가 수면 유도되거나, 꿈을 꾸거나, 루시드 드림에 진입하는 비율이 상당히 향상될 수 있다.
아래의 [표 1]은 본 개시의 제1 자극 프로토콜에 따라 대상으로 다수(약 30명 이상)의 피험자들에게 낮 시간에 수면 유도를 시도한 결과를 나타낸다.
실험을 위해서, 피험자들은 깨어있는 상태에서 전자 장치(100)를 착용하고, 제1 자극 프로토콜에 따라 자극을 받은 후에, 최대 45분까지 숙면이 허용되었다. 그리고, 자극이 종료되거나 또는 잠에서 깨어난 직후에 설문을 통하여 실험 결과가 정리되었다.
자극 중에 수면에 진입한 비율 80%
꿈을 꾸고 기억하는 비율 60%
평소에 비교하여 생생한 꿈을 꾼 비율 50%
루시드 드림을 꾼 비율 33%(실험자의 의지로 능동적 꿈 제어: 33%)(수동적으로 꿈을 인지하여 관찰: 67%)
평소의 꿈과 다른 꿈을 꾼 비율 56%
상기 [표 1]에 따르면, 수면 진입을 유도하기 위한 자극이 진행되는 짧은 시간 동안에, 상당 수의 피험자들이 수면에 진입한 것을 확인할 수 있다. 피험자들이 낮 시간 동안에 익숙하지 않은 환경에서, 심리적인 부담감을 가지고 실험을 받은 것을 고려하였을 때, 80%의 피험자들이 수면에 진입했다는 것은 본 개시에 따른 발명의 효과가 높다고 볼 수 있다.
또한, [표 1]에 따르면, 피험자들이 꿈을 꾸고 기억하는 비율이 60%로 높은 것이 확인될 수 있다. 보통의 사람들은 꿈을 꾸지만 기억을 못하는 경우가 많은데, 본 개시의 뇌파 동조 모드를 이용함에 따라 피험자들의 뇌파가 쎄타파 또는 알파파로 동조되어 꿈을 기억할 수 있도록 유도된 것으로 볼 수 있다.
또한, [표 1]에 따르면, 피험자들이 루시드 드림을 꾼 비율은 33%로, 보통의 사람들이 자기 학습에 의하여 루시드 드림을 꾸는 확률에 비하여 상당히 높은 수치가 나온 것이 확인될 수 있다.
실험에 따르면, 본 개시의 이완 유도 모드는 피험자들의 수면 진입을 유도하는 효과를 제공할 수 있다. 또한, 뇌파 동조 모드는, 피험자들의 뇌파를 쎄타파 또는 알파파 상태로 유지하여, 뇌의 일부의 의식을 깨어있게 함으로써, 피험자들이 꿈을 기억 및 인지하게 하는 효과를 제공할 수 있다. 또한, 자기 암시 모드는, 꿈을 기억하고 인지할 수 있다는 자기 체면 효과를 제공할 수 있다.
본 개시에 따르면, 꿈 기억력이 향상되고, 루시드 드림이 발현됨에 따라, 이를 이용한 사용자의 자아 능력이 향상될 수 있다. 구체적으로, 루시드 드림은 사실과 같은 경험을 가능하게 할 수 있다.
먼저, 외부 자극 없이 뇌에서 감각 신호를 만들어내기 때문에, 꿈 속에서 현실보다 생생하고 사실과 같은 경험을 갖는 것이 가능하게 된다. 이에 따라, 물리적 제약을 구속되지 않고 다양한 종류의 경험을 갖는 것이 가능할 수 있다. 다음으로, 학습 능력이 향상할 수 있다. 학습 능력 향상을 통하여 창의적인 발명이 가능하며, 루시드 드림을 통하여 운동 훈련을 하였을 때, 실제로 운동 효과가 영향을 줄 수가 있다. 또한, 정신적 능력이 강화될 수 있다. 예로, 정신적인 스트레스나 공포심을 극복하기 위하여 루시드 드림을 이용할 수 있다. 즉, 루시드 드림을 통하여 스트레스 받거나 공포심을 느끼는 상황을 재현하고, 상기 상황을 극복함으로써 정신적 능력이 강화될 수 있다. 또한, 루시드 드림을 이용하여 악몽과 같은 수면 문제를 해결할 수 있다. 예로, 악몽 중에 수면 중임을 자각하고, 악몽을 해결하거나 극복하는 방안을 루시드 드림 상태에서 찾아내는 것이 가능해진다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 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.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(100)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 메모리(108) 또는 외장 메모리)에 저장된 하나 이상의 인스트럭션들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램)로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(100) 또는 전자 장치(100))의 프로세서(예: 프로세서(107))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 인스트럭션들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 인스트럭션에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 인스트럭션은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 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 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들 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 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.
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Claims (15)

  1. 전자 장치의 수면 유도 방법에 있어서,
    사용자의 수면 진입을 유도하도록, 신체 자극을 이용하는 복수의 모드들 중에서 적어도 하나의 모드를 제공하는 동작;
    상기 사용자의 수면 진입 여부를 식별하는 동작; 및
    상기 사용자가 수면 중인 것으로 식별됨에 따라, 상기 사용자의 수면 진입 유도를 중지하거나 또는 루시드 수면 진입 모드를 제공하는 동작을 포함하고,
    상기 신체 자극은 영상 자극, 전기 자극, 음파 자극, 음성 자극 또는 광 자극 중 적어도 하나를 포함하는,
    수면 유도 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 복수의 모드들의 제공 순서를 나타내는 자극 프로토콜을 결정하는 동작을 더 포함하고,
    상기 복수의 모드들 중에서 적어도 하나의 모드를 제공하는 동작은,
    상기 결정된 자극 프로토콜에 따라 상기 복수의 모드들 중 적어도 하나의 모드를 제공하는,
    수면 유도 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 신체 자극의 자극 정도를 나타내는 자극 파라미터를 결정하는 동작을 더 포함하고,
    상기 복수의 모드들 중에서 적어도 하나의 모드를 제공하는 동작은,
    상기 결정된 자극 파라미터에 따라 상기 복수의 모드들 중에서 적어도 하나의 모드를 제공하는,
    수면 유도 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 모드들은,
    상기 사용자를 이완시키는 이완 유도 모드, 상기 사용자의 뇌파를 동조시키는 뇌파 동조 모드 또는 상기 사용자를 자기 암시시키는 자기 암시 모드 중 적어도 하나를 포함하는,
    수면 유도 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이완 유도 모드는,
    상기 영상 자극 또는 상기 음성 자극 중 적어도 하나를 이용하는 모드인,
    수면 유도 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 뇌파 동조 모드는,
    상기 음파 자극을 이용하는 모드인,
    수면 유도 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 자기 암시 모드는,
    상기 음성 자극 또는 상기 광 자극 중 적어도 하나를 이용하는 모드인,
    수면 유도 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 사용자의 수면 진입 여부를 식별하는 동작은,
    상기 사용자의 심전도 또는 뇌전도에 기반하여, 상기 사용자의 수면 진입 여부를 식별하는 동작을 포함하는,
    수면 유도 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 루시드 수면 진입 모드는,
    뇌파의 감마파 대역의 주파수에 기반한 전기 자극을 제공하는 모드인,
    수면 유도 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광 자극은,
    뇌파의 쎄타파 또는 알파파 대역의 주파수에 기반하여 화면을 일정 주기로 깜빡이는 자극을 포함하고,
    상기 전기 자극은,
    교류 전류에 기반하는 tACS(transcranial alternative current stimulation) 자극을 포함하고,
    상기 음파 자극은,
    뇌파의 쎄타파 또는 알파파 대역의 주파수에 기반하는 바이노럴 비트(binaural beats) 자극을 포함하고,
    상기 음성 자극은,
    상기 루시드 수면 진입 가능성을 높이기 위한 자기 암시에 필요한 음성을 포함하는,
    수면 유도 방법.
  11. 디스플레이;
    전기 자극부;
    스피커; 및
    상기 디스플레이, 상기 전기 자극부 및 상기 스피커와 동작 가능하게 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    사용자의 수면 진입을 유도하도록, 신체 자극을 이용하는 복수의 모드들 중에서 적어도 하나의 모드를 제공하고,
    상기 사용자의 수면 진입 여부를 식별하고,
    상기 사용자가 수면 중인 것으로 식별됨에 따라, 상기 사용자의 수면 진입 유도를 중지하거나 또는 루시드 수면 진입 모드를 제공하고,
    상기 신체 자극은 상기 디스플레이를 통한 영상 자극, 상기 스피커를 통한 음성 자극, 상기 디스플레이를 통한 광 자극, 상기 스피커를 통한 음파 자극 또는 상기 전기 자극부를 통한 전기 자극 중 적어도 하나를 포함하는,
    전자 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 모드들의 제공 순서를 나타내는 자극 프로토콜을 결정하고,
    상기 결정된 자극 프로토콜에 따라 상기 복수의 모드들 중 적어도 하나의 모드를 제공하는,
    전자 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 신체 자극의 자극 정도를 나타내는 자극 파라미터를 결정하고,
    상기 결정된 자극 파라미터에 따라 상기 복수의 모드들 중에서 적어도 하나의 모드를 제공하는,
    전자 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 모드들은,
    상기 사용자를 이완시키는 이완 유도 모드, 상기 사용자의 뇌파를 동조시키는 뇌파 동조 모드 또는 상기 사용자를 자기 암시시키는 자기 암시 모드 중 적어도 하나를 포함하는,
    전자 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 이완 유도 모드는,
    상기 영상 자극 또는 상기 음성 자극 중 적어도 하나를 이용하는 모드인,
    전자 장치.
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