WO2024029997A2 - Computing system for providing exercise information to user, computing system operation method, and exercise information provision system comprising computing system - Google Patents

Computing system for providing exercise information to user, computing system operation method, and exercise information provision system comprising computing system Download PDF

Info

Publication number
WO2024029997A2
WO2024029997A2 PCT/KR2023/011519 KR2023011519W WO2024029997A2 WO 2024029997 A2 WO2024029997 A2 WO 2024029997A2 KR 2023011519 W KR2023011519 W KR 2023011519W WO 2024029997 A2 WO2024029997 A2 WO 2024029997A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
time series
series data
user
data
exercise
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/011519
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Other versions
WO2024029997A3 (en
Inventor
김진모
최성훈
이기범
최재윤
김재훈
Original Assignee
주식회사 뉴마핏
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020230101510A external-priority patent/KR20240020682A/en
Application filed by 주식회사 뉴마핏 filed Critical 주식회사 뉴마핏
Publication of WO2024029997A2 publication Critical patent/WO2024029997A2/en
Publication of WO2024029997A3 publication Critical patent/WO2024029997A3/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/20ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for computer-aided diagnosis, e.g. based on medical expert systems

Definitions

  • This disclosure relates to a computing device for providing exercise information. More specifically, it relates to a system that provides information about a user's exercise ability by sensing the user's breathing and heart rate, and a computing device included therein.
  • a breathing analysis method is a breathing analysis method through an exercise cardiopulmonary exercise test.
  • a computing method is required to calculate indicators for exercise ability by processing sensing-based time series data received in real time.
  • One task of the present disclosure is to obtain an indicator representing exercise ability by processing time series data in order to analyze exercise ability in real time.
  • the step of acquiring the biometric information includes obtaining first time series data related to the breathing rate by predicting the breathing rate (RF) in the first time section based on the first sensing data detected according to the user's breathing. step; Obtaining second time series data related to the minute ventilation volume (VE) by predicting the minute ventilation volume (VE) in the first time period based on the first sensing data; and acquiring third time series data related to the heart rate by predicting the heart rate (HR) in the first time period based on second sensing data detected according to the user's heart rate. and a first time series associated with oxygen intake in the first time interval based on at least one of the first time series data, the second time series data, and the third time series data, using the learned first model.
  • An operation method including may be provided.
  • a computing device that provides accurate exercise information and exercise feedback by processing time series data measured during a user's exercise in real time can be provided.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of implementation of an exercise information providing system according to various embodiments.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a plurality of devices constituting an exercise information providing system according to various embodiments.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method by which a computing device calculates oxygen intake data based on biometric information, according to various embodiments.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an artificial intelligence model learning method included in a computing device, according to various embodiments.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for a computing device to predict oxygen intake based on sensing data, according to various embodiments.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a method by which a computing device obtains time series data related to exercise ability based on sensing data, according to various embodiments.
  • Figure 7 is a diagram showing an example of pressure data obtained according to the respiratory sum of a user wearing a measuring device.
  • Figure 8 is a diagram showing an example of heart rate data acquired using a PPG sensor included in the measurement device.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating examples of time series data related to athletic ability, according to various embodiments.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a method for a computing device to obtain data related to an exercise state, according to various embodiments.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of correlation data between oxygen intake and minute ventilation, according to various embodiments.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example in which a computing device provides exercise feedback related to exercise state information, according to various embodiments.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example in which a computing device provides exercise feedback related to exercise intensity information, according to various embodiments.
  • a or B “at least one of A and B”, “at least one of A or B”, “A, B or C”, “at least one of A, B and C”, and “A Each of phrases such as “at least one of , B, or C” may include any one of the items listed together in the corresponding phrase, or any possible combination thereof.
  • first and/or “second” may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.
  • the terms refer to one component as referring to another component.
  • the first element may be referred to as the second element, and similarly the second element may be referred to as the first element. can also be named.
  • each block of the processing flow diagrams and combinations of the flow diagram diagrams may be performed by computer program instructions.
  • These computer program instructions can be mounted on a processor of a general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing equipment, so that the instructions performed through the processor of the computer or other programmable data processing equipment are described in the flow chart block(s). It creates the means to perform functions.
  • These computer program instructions may also be stored in computer-usable or computer-readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a particular manner, so that the computer-usable or computer-readable memory
  • the instructions stored in may also be capable of producing manufactured items containing instruction means to perform the functions described in the flow diagram block(s).
  • Computer program instructions can also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, so that a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a process that is executed by the computer, thereby generating a process that is executed by the computer or other programmable data processing equipment. Instructions that perform processing equipment may also provide steps for executing the functions described in the flow diagram block(s).
  • device-readable storage media may be provided in the form of non-transitory storage media.
  • 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain signals (e.g. electromagnetic waves), and this term refers to cases where data is semi-permanently stored in the storage medium. There is no distinction between temporary storage cases.
  • each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical function(s).
  • each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical function(s).
  • the functions mentioned in the blocks it is possible for the functions mentioned in the blocks to occur out of order.
  • two blocks shown in succession may be performed substantially at the same time, or it is possible for the blocks to be performed in reverse order depending on the corresponding function.
  • the operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, omitted, or One or more other operations may be added.
  • 'unit' used in this disclosure refers to software or hardware components such as FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • ' ⁇ part' performs specific roles, but is not limited to software or hardware.
  • the ' ⁇ part' may be configured to reside in an addressable storage medium and may be configured to reproduce on one or more processors. Therefore, according to some embodiments, ' ⁇ part' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, and processes. Includes scissors, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • components and 'parts' may be combined into a smaller number of components and 'parts' or may be further separated into additional components and 'parts'. Additionally, components and 'parts' may be implemented to regenerate one or more CPUs within a device or a secure multimedia card. Additionally, according to various embodiments of the present disclosure, ' ⁇ unit' may include one or more processors.
  • the step of acquiring the biometric information includes obtaining first time series data related to the breathing rate by predicting the breathing rate (RF) in the first time section based on the first sensing data detected according to the user's breathing. step; Obtaining second time series data related to the minute ventilation volume (VE) by predicting the minute ventilation volume (VE) in the first time period based on the first sensing data; and acquiring third time series data related to the heart rate by predicting the heart rate (HR) in the first time period based on second sensing data detected according to the user's heart rate. and a first time series associated with oxygen intake in the first time interval based on at least one of the first time series data, the second time series data, and the third time series data, using the learned first model.
  • An operation method including may be provided.
  • It may further include obtaining first exercise information indicating a change in oxygen intake during the first time period and providing the first exercise information to the user device based on the fourth time series data.
  • determining at least one ventilation threshold in the first time interval based on the first time series data, the second time series data, and the third time series data; further comprising; can do.
  • Fourth time series data is set to be acquired in real time, and transmitting, by at least one processor, feedback related to exercise based on the fourth time series data acquired in real time to at least one of a user device or a measurement device; More may be included.
  • At least one piece of sensing data may be received from the measurement device based on a communication connection with the measurement device.
  • the first sensing data may be obtained by detecting the pressure value due to the user's breathing
  • the second sensing data may be obtained by detecting PPG data from at least a portion of the user's body.
  • Obtaining fourth time series data includes inputting the biometric information and user information into the first model; and outputting the fourth time series data through at least one layer included in the first model.
  • Obtaining environmental information indicating at least one of temperature, humidity, or atmospheric pressure of the user's surrounding environment further comprising acquiring the biometric information by considering the environmental information, or further using the environmental information to obtain the fourth time series.
  • Data can be predicted.
  • the first model is LSTM (Long short-term memory), RNN (Recurrent Neural Network), GRU (Gated Recurrent Unit), DCRNN (Diffusion Convolution Recurrent Neural Network), ODE (Ordinary Differential Equation)-based model, and GCN (Graph Convolution Network). ), Transformer model, or multi-modal transformer model.
  • exercise information is a term that includes various information defined based on various indicators related to exercise ability.
  • exercise information includes basic information about exercise measured while the user is exercising (e.g. calories burned, distance, etc.), indicator information indicating the user's exercise ability (e.g. oxygen uptake, maximum oxygen uptake, ventilation threshold, etc.)
  • indicator information indicating the user's exercise ability (e.g. oxygen uptake, maximum oxygen uptake, ventilation threshold, etc.)
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of implementation of an exercise information providing system according to various embodiments.
  • the exercise information providing system may be implemented to obtain exercise information based on the user's biometric information measured during the user's exercise and provide the exercise information to the user.
  • the computing device 1 may calculate an index related to the user's exercise ability based on sensing data related to the user's breathing or heart rate detected by the measuring device 2. there is. Additionally, the computing device 1 may obtain exercise information based on indicators related to exercise ability and provide it to the user device 3. Additionally, in this case, the computing device 1 may acquire the user's exercise information in real time and transmit exercise feedback to at least one of the measurement device 2 or the user device 3.
  • the exercise information providing system may include a plurality of devices that are connected to each other for communication, as shown in the usage example shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a plurality of devices constituting an exercise information providing system according to various embodiments.
  • the computing device 2000 may include a processor 2010, a memory 2020, and a communication circuit 2030, but is not limited thereto. It may further include configurations of a computing device. At this time, the computing device 2000 may include, but is not limited to, a server device.
  • the processor 2010 may include at least one processor, at least some of which are implemented to provide different functions. For example, software (e.g., a program) may be executed to control at least one other component (e.g., a hardware or software component) of a computing device connected to the processor 2010 and perform various data processing or operations. can do. According to one embodiment, as at least part of data processing or computation, the processor 2010 stores instructions or data received from other components in the memory 2020 (e.g., volatile memory), and stores the instructions or data stored in the volatile memory. Data can be processed and the resulting data can be stored in non-volatile memory.
  • the memory 2020 e.g., volatile memory
  • the processor 2010 is a main processor (e.g., a central processing unit or an application processor) or an auxiliary processor that can operate independently or together (e.g., a graphics processing unit, a neural processing unit (NPU)). , an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor).
  • a main processor e.g., a central processing unit or an application processor
  • auxiliary processor e.g., a graphics processing unit, a neural processing unit (NPU)
  • NPU neural processing unit
  • an image signal processor e.g., a graphics processing unit, a neural processing unit (NPU)
  • NPU neural processing unit
  • a communication processor e.g., a communication processor.
  • the secondary processor may be set to use less power than the main processor or to specialize in a designated function.
  • the auxiliary processor may be implemented separately from the main processor or as part of it.
  • a coprocessor is a computing device, for example, on behalf of the main processor while the main processor is in an inactive (e.g., sleep) state, or in conjunction with the main processor while the main processor is in an active (e.g., application running) state. It is possible to control at least some of the functions or states related to at least one component (eg, the communication circuit 2030) among the components.
  • an auxiliary processor e.g., an image signal processor or a communication processor
  • an auxiliary processor eg, neural network processing unit
  • this learning may be performed on the computing device itself on which the artificial intelligence model is performed, or may be performed through a separate server.
  • Learning algorithms may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but It is not limited.
  • An artificial intelligence model may include multiple artificial neural network layers.
  • Artificial neural networks include deep neural network (DNN), convolutional neural network (CNN), recurrent neural network (RNN), restricted boltzmann machine (RBM), belief deep network (DBN), bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the examples described above.
  • artificial intelligence models may additionally or alternatively include software structures. Meanwhile, the operation of the computing device described below may be understood as the operation of the processor 2010.
  • the memory 2020 may store various data output by at least one component of the computing device (e.g., the processor 2010).
  • the data may be stored in, for example, software (e.g., a program) and instructions related thereto. It may include input data or output data.
  • the memory 2020 may include volatile memory or non-volatile memory.
  • the memory 2020 may include an operating system, middleware or application, and/or the aforementioned artificial intelligence model. It can be implemented to store .
  • Communication circuitry 2030 may support establishing a direct (e.g., wired) or wireless communication channel between the computing device and an external electronic device (e.g., a measurement device or user device), and conducting communication through the established communication channel.
  • Communication circuitry 2030 operates independently of processor 2010 (e.g., a program processor) and may include one or more communication processors (e.g., communication chips) that support direct (e.g., wired) communication or wireless communication. .
  • the communication circuit 2030 is a wireless communication module (e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module (e.g., a local area network (LAN) ) may include a communication module, or a power line communication module).
  • a wireless communication module e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • a wired communication module e.g., a local area network (LAN)
  • LAN local area network
  • the corresponding communication module is a first network (e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network (e.g., a legacy cellular network, 5G network, It may communicate with an external computing device (e.g., a mobile device, a wearable device, or a server device) through a next-generation communication network, the Internet, or a telecommunication network such as a computer network (e.g., a LAN or WAN).
  • a first network e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)
  • a second network e.g., a legacy cellular network, 5G network
  • an external computing device e.g., a mobile device, a wearable device, or a server device
  • a next-generation communication network e.g., a
  • the wireless communication module may identify or authenticate the computing device within a communication network, such as a first network or a second network, using subscriber information (e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module.
  • the wireless communication module may support 5G networks after the 4G network and next-generation communication technologies, for example, NR access technology (new radio access technology).
  • NR access technology provides high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimization of terminal power and access to multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low latency). -latency communications)) can be supported.
  • the wireless communication module may support high frequency bands (e.g., mmWave bands), for example, to achieve high data rates.
  • Wireless communication modules use various technologies to secure performance in high frequency bands, such as beamforming, massive MIMO (multiple-input and multiple-output), and full-dimensional multiple input/output (FD).
  • -It can support technologies such as full dimensional MIMO (MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna.
  • the wireless communication module has Peak data rate (e.g., 20Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (e.g., 164dB or less) for realizing mMTC, or U-plane latency (e.g., downtime) for realizing URLLC.
  • Link (DL) and uplink (UL) each of 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less) can be supported.
  • the measurement device 2001 may include at least one sensor, but is not limited thereto, and may further include computing components included in the computing device 2000.
  • the measuring device may include a pressure sensor 2011 and a temperature sensor 2021 to analyze the user's breathing. It is not limited thereto, and at least one sensor may include a gas sensor (eg, a carbon dioxide sensor, an oxygen sensor, etc.).
  • the pressure sensor 2011 may include, but is not limited to, an absolute pressure sensor, a gauge pressure sensor, or a differential pressure sensor.
  • the measurement device may include a PPG sensor 2031 to analyze the user's heart rate and oxygen saturation. It is not limited thereto, and the at least one sensor may include a pulse oximeter, a heart rate monitor, a blood pressure sensor, a capnograph, or a sweat sensor.
  • the measurement device may include an acceleration sensor 2041 to analyze the user's posture.
  • the at least one sensor may include a gyroscope, an inertial sensor (IMU), a magnetometer, an inclinometer, a force sensor, a geomagnetic sensor, a strain gauge, or a piezoelectric sensor. Because the measuring device is mounted in the user's mouth, the acceleration sensor included in the electronic device can output data that accurately reflects the user's movements.
  • the measuring device 2001 may have at least one driving condition set in advance.
  • the PPG sensor 2031 may be set to detect the user's lips and drive the LED.
  • the PPG sensor can check whether lips are in contact based on IR data obtained by transmitting and receiving IR light, and can be implemented to emit an LED based on a data pattern indicating lip contact.
  • the driving conditions of the sensor can be performed by the control operation of the processor described above.
  • the measuring device 2001 and the user device 2002 may configure an exercise information providing system based on communication connections between them.
  • the user device 2002 may include at least one input/output interface 2012, but is not limited thereto, and may further include computing components included in the computing device 2000.
  • the user device 2002 may be implemented to receive user input through the input/output interface 2012 or to output information related to exercise.
  • the user device 2002 may include a mobile device or a wearable device (eg, a smart watch, other wearable electronic devices).
  • a wearable device eg, a smart watch, other wearable electronic devices.
  • the user device 2002 may store additional information needed to analyze the user's exercise ability.
  • the user device 2002 may store environmental information (eg, humidity, temperature, barometric pressure, etc.), GPS information, and user information (eg, height, weight, gender, age, etc.). This may be to provide information necessary for exercise ability analysis in addition to data obtained through the measuring device 2001.
  • the user device 2002 may provide information about the user by transmitting environmental information or user information to the computing device 2000, but is not limited to this.
  • the measurement device 2001 can acquire sensing data by detecting the user's biometric information using at least one sensor and transmit the sensing data to the computing device 2000.
  • the measurement device 2001 may transmit sensing data to the computing device 2000 through a separate gateway (not shown), but is not limited to this.
  • the measurement device 2001 may transmit sensing data to the user device 2002, and the user device 2002 may transmit the sensing data to the computing device 2000, but the present invention is not limited to this.
  • the measurement device 2001 can calculate sensing data including the user's breathing data, heart rate data, and acceleration data using at least one sensor, and transmit the calculated sensing data to the computing device 2000. there is.
  • the computing device 2000 may receive sensing data from the measurement device 2001.
  • the computing device 2000 may acquire exercise information based on sensing data. Specifically, the computing device 2000 can acquire biometric information during a user's exercise based on sensing data, and acquire exercise information based on the biometric information during exercise. At this time, the computing device 2000 may obtain exercise information by further using user information or environment information received from the user device 2002.
  • the computing device 2000 may receive environmental information from at least one of the measurement device 2001 or the user device 2002.
  • the computing device 2000 may display data (e.g., temperature, humidity, barometric pressure, etc.) related to the surrounding environment measured from at least one sensor (e.g., temperature sensor, humidity sensor, barometric pressure sensor, etc.) included in the measuring device 2001. etc.), environmental information can be obtained.
  • data e.g., temperature, humidity, barometric pressure, etc.
  • sensor e.g., temperature sensor, humidity sensor, barometric pressure sensor, etc.
  • the computing device 2000 may obtain environmental information by receiving weather data about the surrounding environment from the user device 2002.
  • environmental information can be obtained by receiving information measured by a nearby meteorological office based on GPS information of the user device 2002.
  • the computing device 2000 may provide the acquired exercise information to the user device 2002. Specifically, the computing device 2000 may provide exercise information through the input/output interface 2012 included in the user device.
  • the computing device 2000 may determine exercise feedback based on exercise information obtained by analyzing the user's exercise ability in real time and provide the exercise feedback to at least one of the measurement device 2001 or the user device 2002.
  • the computing device 2000 may provide an alarm indicating a change in exercise information, or provide exercise feedback through a predetermined feedback mechanism (e.g., vibration of the measurement device 2001 or voice transmission through a speaker).
  • a predetermined feedback mechanism e.g., vibration of the measurement device 2001 or voice transmission through a speaker.
  • a predetermined feedback mechanism e.g., vibration of the measurement device 2001 or voice transmission through a speaker.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method by which a computing device calculates oxygen intake data based on biometric information, according to various embodiments.
  • the computing device 2000 may acquire exercise information using at least one trained model (2300).
  • the learned model 2300 may be an artificial intelligence model learned according to a predetermined standard based on learning data. A specific method by which the computing device 2000 learns the learned model 2300 will be described in the description of FIG. 4 .
  • the computing device 2000 may input biometric information 2310 obtained based on sensing data obtained from the measurement device 2001 into the learned model 2300.
  • the learned model 2300 may output oxygen intake data 2350 based on the input biometric information 2310.
  • the computing device 2000 may input at least one of user information 2320 or environmental information 2330 along with biometric information 2310 into the learned model 2300.
  • the computing device 2000 may selectively input user information 2320 or environment information 2330 into the learned model 2300.
  • the learned model 2300 may output oxygen intake data 2350 based on biometric information 2310, user information 2320, and environmental information 2330.
  • the computing device 2000 may correct the sensing data obtained from the measurement device 2001 using the environmental information 2330. Specifically, the computing device 2000 may correct pressure data obtained from at least one pressure sensor included in the measuring device 2001 using environmental information (eg, temperature, atmospheric pressure, humidity, etc.). For example, the computing device 2000 may calculate ventilation volume data per minute by correcting the sensing data using the environmental information 2330, but is not limited to this.
  • environmental information eg, temperature, atmospheric pressure, humidity, etc.
  • the computing device 2000 may determine exercise information by considering the environmental information 2330. Specifically, the computing device 2000 may determine exercise information by considering differences in exercise intensity according to environmental information 2330.
  • the computing device 2000 can utilize the environment information 2330 for a plurality of calculation operations with different purposes.
  • the computing device 2000 may provide oxygen intake data obtained using the learned model 2300 to the user device 2002 as exercise information.
  • the oxygen intake data may be data representing exercise intensity.
  • the computing device 2000 can obtain oxygen intake data in real time during the user's exercise using the above-described technical means and provide information about the intensity of the exercise to the user.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an artificial intelligence model learning method included in a computing device, according to various embodiments.
  • the computing device may learn a neural network model to predict at least one time series data representing exercise intensity based on at least one time series data representing exercise ability.
  • artificial intelligence neural network models include LSTM (Long short-term memory), RNN (Recurrent Neural Network), GRU (Gated Recurrent Unit), DCRNN (Diffusion Convolution Recurrent Neural Network), ODE (Ordinary Differential Equation)-based models, It may include, but is not limited to, GCN (Graph Convolution Network), Transformer model, multi-modal transformer model, etc.
  • the computing device may include an artificial intelligence model capable of calculating time series data by processing data having multiple modalities.
  • a computing device may be set to produce time series data by processing data with different modalities using a multi-modal transformer.
  • the computing device may train an artificial intelligence model to output time series data related to oxygen intake based on user information of the first modality, biometric information of the second modality, and environmental information of the third modality. At this time, the computing device learns correlations based on feature values obtained by embedding biometric information and environmental information composed of time series data and feature values obtained by encoding user information (e.g., multi-head self attention mechanism). Time series data related to oxygen intake can be output.
  • the computing device may learn an artificial intelligence model by configuring a learning data set based on the above-mentioned input data and oxygen intake data obtained using an oxygen intake measurement device in the same usage environment, but is not limited to this. .
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for a computing device to predict oxygen intake based on sensing data, according to various embodiments.
  • the computing device may receive at least one sensing data in a first time period from the measurement device (S2501). Specifically, the computing device may obtain sensing data obtained by measuring the user's breathing or heart rate during a time including the first time period.
  • the computing device calculates the respiratory rate (or respiratory rate or Respiratory Frequency, RF) in the first time interval based on the first sensing data detected during the first time interval, and calculates the respiratory rate in the first time interval.
  • first time series data can be obtained (S2503).
  • the first sensing data may be pressure data.
  • the computing device may calculate the breathing rate in the first time section based on pressure data defined as a pressure value over time due to the user's breathing, and obtain first time series data based on this.
  • the computing device calculates minute ventilation (VE) in the first time interval based on the first sensing data detected during the first time interval, and calculates second time series data based on the minute ventilation in the first time interval. can be obtained (S2505). Specifically, the computing device may calculate the ventilation amount per minute in the first time period based on pressure data defined as the pressure value over time due to the user's breathing, and obtain second time series data based on this.
  • VE minute ventilation
  • the computing device calculates the heart rate (HR) in the first time interval based on the second sensing data detected during the first time interval, and acquires third time series data based on the heart rate in the first time interval.
  • the second sensing data may be PPG data (pulse wave data).
  • the computing device may acquire PPG data for a part of the user's body (e.g., lips), calculate the heart rate in a first time period based on the PPG data, and obtain third time series data based on this. can do.
  • the temporal order in which the computing device acquires the first to third time series data is not limited to the order of operations S2503 to S2507 shown in FIG. 5, and may be operated differently from the order shown in FIG. 5, or They can also be operated simultaneously.
  • a specific method by which a computing device acquires time series data based on sensing data in operations S2503 to S2507 will be described in the description of FIG. 6 .
  • the computing device may use the learned artificial intelligence model to obtain fourth time series data related to oxygen intake based on biometric information including at least one of first time series data, second time series data, and third time series data. There is (S2509).
  • the computing device may obtain fourth time series data by further using user information or environment information.
  • the computing device may output fourth time series data including at least one value related to oxygen intake through at least one layer included in the learned artificial intelligence model.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a method by which a computing device obtains time series data related to exercise ability based on sensing data, according to various embodiments.
  • Figure 7 is a diagram showing an example of pressure data obtained according to the respiratory sum of a user wearing a measuring device.
  • Figure 8 is a diagram showing an example of heart rate data acquired using a PPG sensor included in the measurement device.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating examples of time series data related to athletic ability, according to various embodiments.
  • the computing device 2000 may receive pressure data and PPG data from the measurement device 2001.
  • the measuring device may obtain pressure data 2700 by measuring the pressure value caused by the user's breathing.
  • at least one section of the pressure data 2700 represents the flow direction and flow rate (flow rate) of air according to the breathing direction.
  • the first window 2710 of pressure data can confirm that the air pressure measured by the pressure sensor is lower than atmospheric pressure, which represents the pressure section due to inhalation.
  • the second window 2720 of pressure data can confirm that the air pressure measured by the pressure sensor is higher than atmospheric pressure, which represents the pressure section due to exhalation.
  • the sign of the pressure is determined depending on the flow direction, and the magnitude of the pressure has a one-to-one functional relationship with the respiratory flow rate (flow rate).
  • the direction of breathing is determined to be “inhalation”, and when the magnitude of the pressure is a positive number, the direction of breathing is determined to be “exhalation.” Additionally, the flow rate and flow rate of respiration are determined depending on the size of the measured pressure. In the above-described example, the direction of breathing according to the sign of pressure (negative and positive) may be set in the opposite direction.
  • the accuracy of calculation of time series data related to heart rate through the measuring device of the present disclosure can be confirmed.
  • the ECG measurement method using a polar chest belt that can accurately measure the electrocardiogram can be used as a reference.
  • Figure 8 (a) is heart rate data according to an ECG measurement method based on electrocardiogram measurement as the amount of exercise changes
  • Figure 8 (b) is heart rate data measured using a PPG sensor as the amount of exercise changes. Referring to (c) of FIG. 8, it can be seen that the heart rate data measured using the PPG sensor perfectly follows the heart rate data measured by the ECG.
  • the computing device may input pressure data into a pre-trained first model 2610 and a pre-trained second model 2620.
  • the first model 2610 may be a neural network model learned to predict respiration rate (or respiration rate) based on pressure data.
  • the computing device 2000 may be configured to input pressure data into the input layer of the first model 2610 and output respiratory rate data through at least one layer of the first model 2610.
  • (a) of FIG. 9 shows respiratory rate data 2910 during a first time period.
  • the second model 2620 may be a neural network model learned to predict ventilation per minute based on pressure data.
  • the computing device 2000 may be set to input pressure data into the input layer of the second model 2620 and output per minute ventilation data through at least one layer of the second model 2620.
  • (b) of FIG. 9 shows minute ventilation data 2920 during the first time period.
  • the computing device may input PPG data into a pre-trained third model 2630.
  • the third model 2630 may be a neural network model learned to predict heart rate based on PPG data.
  • the computing device 2000 may be configured to input PPG data into the input layer of the third model 2630 and output heart rate data through at least one layer of the third model 2630.
  • (c) of FIG. 9 shows heart rate data 2930 during a first time period.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a method for a computing device to obtain data related to an exercise state, according to various embodiments.
  • the computing device may identify the user's exercise intensity by estimating the user's oxygen intake during exercise.
  • the oxygen intake predicted by the computing device is proportional to the user's exercise intensity.
  • ventilation threshold used throughout this specification refers to the exercise intensity including the point where the ventilation threshold occurs, and may also mean a value corresponding to the ventilation threshold, and an exercise intensity section including the value. It may mean.
  • ventilation threshold refers to the oxygen intake including the point where the ventilation threshold occurs, and may mean the oxygen intake value corresponding to the ventilation threshold, or may mean the oxygen intake section including the corresponding value. It may be possible.
  • a computing device may estimate at least one ventilation threshold by identifying the ventilation threshold based on at least one time series data related to exercise ability.
  • a computing device may predict at least one ventilation threshold based on oxygen intake and minute ventilation.
  • the computing device calculates correlation data between the fourth time series data related to oxygen intake and the second time series data related to minute ventilation amount. You can do it (S3001).
  • the computing device may determine at least one ventilation threshold based on the correlation data (S3003). Specifically, the computing device may determine at least one ventilation threshold by extracting at least one inflection point of the correlation data. The computing device may determine at least one ventilation threshold by identifying a section (or point) where the increase in ventilation volume as oxygen intake increases rapidly changes.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of correlation data between oxygen intake and minute ventilation, according to various embodiments.
  • correlation data 3110 is defined based on the correlation of minute ventilation (VE) with oxygen intake (VO2).
  • the computing device may determine at least one ventilation threshold (VT) based on correlation data 3110 of oxygen intake and minute ventilation.
  • VT ventilation threshold
  • the computing device may provide exercise state information based on at least one ventilation threshold (S3005). Specifically, the computing device may provide exercise status information by comparing real-time oxygen uptake and ventilation threshold. For example, if the real-time oxygen intake is above the ventilation threshold, the computing device may determine that it is in a high-intensity exercise state (e.g., an exercise state in which lactate production is active), and if the real-time oxygen intake is below the ventilation threshold, it may be determined that the computing device is in a low-intensity exercise state. It can be judged that a high-intensity exercise state (e.g., an exercise state in which lactate production is active), and if the real-time oxygen intake is below the ventilation threshold, it may be determined that the computing device is in a low-intensity exercise state. It can be judged that
  • the computing device may set training intensity based on at least one ventilatory threshold. Specifically, the computing device may guide training to achieve an oxygen uptake above at least one ventilatory threshold for high-intensity training.
  • Such training through a computing device can be achieved through real-time exercise feedback, and the training method through exercise feedback is described in the description of FIGS. 12 and 13.
  • a computing device may predict at least one ventilation threshold based on breathing and heart rate data.
  • the computing device acquires first to third time series data according to operation S2507, and then uses the learned artificial intelligence model to obtain first time series data, second time series data, and At least one ventilation threshold may be determined based on at least one of the third time series data (S3007).
  • the artificial intelligence model may be trained to output a value corresponding to at least one ventilation threshold based on breathing and heart rate data.
  • the computing device may input first time series data related to respiratory rate, second time series data related to minute ventilation, and third time series data related to heart rate into the learned artificial intelligence model. Additionally, the computing device may be set to output a value corresponding to at least one ventilation threshold through at least one layer of the learned artificial intelligence model. Additionally, in this case, the computing device may be further configured to output fourth time series data related to real-time oxygen intake through at least one layer of the learned artificial intelligence model.
  • the computing device may provide exercise state information based on at least one ventilation threshold (S3009).
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example in which a computing device provides exercise feedback related to exercise capability information, according to various embodiments.
  • the measuring device and/or the user device may be set to the first exercise mode (S3201).
  • the first exercise mode in the present disclosure may mean an operation mode of at least one electronic device for providing information about the exercise state to the user.
  • the user may receive an alarm about a change in exercise state, etc. through the measuring device or user device.
  • the measuring device can measure the user's breathing and heart rate (S3203). Additionally, the measuring device may transmit sensing data obtained by measuring breathing and heart rate to the computing device (S3205).
  • the computing device can predict oxygen intake data based on sensing data (S3207).
  • the computing device may obtain exercise state information based on at least one determined ventilation threshold. For example, the computing device may change the exercise state from low-intensity exercise to high-intensity exercise if the user's oxygen intake during exercise reaches the ventilatory threshold.
  • Maximum oxygen intake during exercise may be an indicator of the user's aerobic exercise capacity. Additionally, the intensity of ventilation threshold compared to maximum oxygen intake during exercise can indicate the user's exercise capacity. Specifically, if the ventilation threshold relative to maximum oxygen intake is formed at a high intensity, the user's exercise capacity can be evaluated as high.
  • the computing device may obtain exercise capacity information by comparing the pre-stored maximum oxygen intake information and at least one determined ventilation threshold (S3211).
  • maximum oxygen intake information can be obtained by extracting the maximum value based on oxygen intake data measured during the user's exercise.
  • maximum oxygen intake information may be obtained according to a predetermined exercise protocol and stored in advance in memory.
  • the computing device may obtain exercise capacity information based on the ratio between ventilatory threshold to maximum oxygen uptake.
  • the computing device may calculate and provide an indicator indicating exercise capacity based on the ratio between maximum oxygen intake and ventilation threshold.
  • the computing device may be set to calculate an index of the user's high exercise capacity when the ratio of the ventilation threshold to the maximum oxygen intake is greater than a predetermined ratio.
  • the computing device may transmit exercise feedback related to exercise capability information to the measurement device or user device according to a preset training program (S3213). For example, but not limited to, the computing device may transmit feedback to exercise at an exercise intensity corresponding to the ventilatory threshold.
  • the feedback may include, but is not limited to, voice feedback through at least one speaker included in the measurement device, haptic feedback through a user device, etc.
  • the computing device may score based on the degree of matching between the training information presented in the training program and the user's exercise state information. Specifically, the computing device may compare the exercise state according to the preset training program and the actual exercise state, calculate and provide a score for training performance.
  • the computing device may provide an exercise graph during a first time period in which the exercise is performed. Specifically, the computing device may provide an exercise graph indicating exercise intensity information (oxygen uptake data), ventilation threshold information, exercise state information according to the time section, maximum oxygen uptake information, etc. according to the first time section. It is not limited.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example in which a computing device provides exercise feedback related to exercise intensity information, according to various embodiments.
  • the measuring device and/or the user device may be set to the second exercise mode (S3301).
  • the second exercise mode in the present disclosure may refer to an operation mode of at least one electronic device for providing information about exercise intensity to the user.
  • the user may receive an alarm about a change in exercise intensity, etc. through the measuring device or user device.
  • the measuring device can measure the user's breathing and heart rate (S333). Additionally, the measuring device may transmit sensing data obtained by measuring breathing and heart rate to the computing device (S335).
  • the computing device can predict oxygen intake data based on sensing data (S3307).
  • the computing device may obtain exercise intensity information by comparing the pre-stored maximum oxygen intake information and the predicted oxygen intake (S3309). Specifically, the computing device can obtain real-time exercise intensity information by comparing real-time oxygen intake with maximum oxygen intake and calculating an index indicating current exercise intensity compared to maximum intensity.
  • the computing device may transmit feedback related to exercise intensity information to the measurement device or user device (S3311).
  • the computing device may transmit feedback related to exercise intensity information according to a preset training program.

Abstract

According to the present disclosure, provided is an operation method performed by at least one processor included in a computing device, comprising the steps of: acquiring first time-series data associated with a respiratory frequency (RF) by predicting the RF in a first time interval on the basis of first sensing data sensed according to the breathing of a user; acquiring second time-series data associated with minute ventilation (VE) by predicting the VE in the first time interval on the basis of the first sensing data; acquiring third time-series data associated with a heart rate (HR) by predicting the HR in the first time interval on the basis of second sensing data sensed according to the heartbeat of the user; and predicting fourth time-series data associated with oxygen intake in the first time interval on the basis of at least one from among the first time-series data, the second time-series data, and the third time-series data.

Description

사용자에게 운동 정보를 제공하기 위한 컴퓨팅 장치, 컴퓨팅 장치의 동작 방법 및 컴퓨팅 장치를 포함하는 운동 정보 제공 시스템A computing device for providing exercise information to a user, a method of operating the computing device, and an exercise information providing system including the computing device
본 개시는, 운동 정보를 제공하기 위한 컴퓨팅 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 사용자의 호흡 및 심박을 센싱하여 사용자의 운동 능력에 대한 정보를 제공하는 시스템 및 이에 포함되는 컴퓨팅 장치에 관한 것이다.This disclosure relates to a computing device for providing exercise information. More specifically, it relates to a system that provides information about a user's exercise ability by sensing the user's breathing and heart rate, and a computing device included therein.
운동 능력을 정확하게 분석하는 데에 있어서, 호흡을 측정하는 것은 매우 중요하다. 특히, 스포츠 선수들이 메디컬 테스트를 실시할 때 필수적으로 호흡 기반의 운동 능력 평가를 받게 되는데, 대표적인 평가 방법으로는 운동부하심폐검사(Cardiopulmonary exercise test)를 통한 호흡 분석 방법이 있다.In accurately analyzing exercise capacity, measuring breathing is very important. In particular, when sports athletes conduct medical tests, they essentially undergo a breathing-based exercise ability evaluation, and a representative evaluation method is a breathing analysis method through an exercise cardiopulmonary exercise test.
하지만, 위와 같은 전문 호흡 검사 장치의 경우, 매우 예민한 고가의 센서들로 구성되어 있어서, 실제 운동을 할 때 실시간으로 운동 능력을 분석하는 것은 불가능에 가깝다. 이러한 이유로, 위와 같은 전문 분석 장비들은 엘리트 스포츠 구단에서만 메디컬 테스트 용도로 한정적으로 이용하고 있는 것이다.However, in the case of professional breathing testing devices such as the above, they are composed of very sensitive and expensive sensors, so it is close to impossible to analyze exercise ability in real time during actual exercise. For this reason, the above professional analysis equipment is only used by elite sports teams for medical testing purposes.
사용자의 운동 중 실시간으로 운동 능력을 측정함으로써 운동 정보를 사용자에게 제공하기 위해서는, 실시간으로 수신되는 센싱 기반의 시계열 데이터를 처리하여 운동 능력에 대한 지표들을 연산하는 컴퓨팅 방법이 요구된다.In order to provide exercise information to users by measuring exercise ability in real time during the user's exercise, a computing method is required to calculate indicators for exercise ability by processing sensing-based time series data received in real time.
본 개시의 일 과제는 실시간으로 운동 능력을 분석하기 위하여, 시계열 데이터를 처리하여 운동 능력을 나타내는 지표를 획득하는 것이다.One task of the present disclosure is to obtain an indicator representing exercise ability by processing time series data in order to analyze exercise ability in real time.
한편, 본 개시에서 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 개시에 포함된 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the problem to be solved in this disclosure is not limited to the above-mentioned problems, and problems not mentioned are clear to those skilled in the art from this specification and the attached drawings. It will be understandable.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치에 포함되는 적어도 하나의 프로세서에 의해, 제1 시간 구간 동안 감지된 적어도 하나의 센싱 데이터를 기초로 사용자의 생체 정보를 획득하는 단계; 상기 생체 정보를 획득하는 단계는, 사용자의 호흡에 따라 감지된 제1 센싱 데이터를 기초로 상기 제1 시간 구간에서의 호흡수(RF)를 예측함으로써 호흡수에 연관되는 제1 시계열 데이터를 획득하는 단계; 상기 제1 센싱 데이터를 기초로 상기 제1 시간 구간에서의 분당환기량(VE)를 예측함으로써 분당환기량에 연관되는 제2 시계열 데이터를 획득하는 단계; 및 사용자의 심박에 따라 감지된 제2 센싱 데이터를 기초로 상기 제1 시간 구간에서의 심박수(HR)를 예측함으로써 심박수에 연관되는 제3 시계열 데이터를 획득하는 단계; 를 포함하고, 및 학습된 제1 모델을 이용하여, 상기 제1 시계열 데이터, 상기 제2 시계열 데이터 또는 상기 제3 시계열 데이터 중 적어도 하나를 기초로 상기 제1 시간 구간에서의 산소 섭취량에 연관되는 제4 시계열 데이터를 예측하는 단계; 를 포함하는 동작 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, acquiring biometric information of a user based on at least one sensing data sensed during a first time period by at least one processor included in a computing device; The step of acquiring the biometric information includes obtaining first time series data related to the breathing rate by predicting the breathing rate (RF) in the first time section based on the first sensing data detected according to the user's breathing. step; Obtaining second time series data related to the minute ventilation volume (VE) by predicting the minute ventilation volume (VE) in the first time period based on the first sensing data; and acquiring third time series data related to the heart rate by predicting the heart rate (HR) in the first time period based on second sensing data detected according to the user's heart rate. and a first time series associated with oxygen intake in the first time interval based on at least one of the first time series data, the second time series data, and the third time series data, using the learned first model. 4 Predicting time series data; An operation method including may be provided.
다양한 실시예들에 따른, 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The means for solving the problem according to various embodiments are not limited to the above-mentioned solution means, and the solution methods not mentioned may be understood by those skilled in the art from this specification and the attached drawings. You will be able to understand it clearly.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 사용자의 운동 중 측정된 시계열 데이터를 실시간으로 처리함으로써 정확한 운동 정보 및 운동 피드백을 제공하는 컴퓨팅 장치가 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, a computing device that provides accurate exercise information and exercise feedback by processing time series data measured during a user's exercise in real time can be provided.
본 개시에 포함된 실시예들에 따른 효과들이 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects according to the embodiments included in the present disclosure are not limited to the above-mentioned effects, and effects not mentioned are clearly apparent to those skilled in the art from the present specification and the attached drawings. It will be understandable.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 운동 정보 제공 시스템의 구현 예시를 도시한 도면이다. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of implementation of an exercise information providing system according to various embodiments.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 운동 정보 제공 시스템을 구성하는 복수의 장치들을 도시한 블락도이다. FIG. 2 is a block diagram illustrating a plurality of devices constituting an exercise information providing system according to various embodiments.
도 3은, 다양한 실시예들에 따른, 컴퓨팅 장치가 생체 정보를 기반으로 산소 섭취량 데이터를 산출하는 방법을 도시한 도면이다. FIG. 3 is a diagram illustrating a method by which a computing device calculates oxygen intake data based on biometric information, according to various embodiments.
도 4는, 다양한 실시예들에 따른, 컴퓨팅 장치에 포함되는 인공 지능 모델 학습 방법의 일 예시를 도시한 도면이다. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an artificial intelligence model learning method included in a computing device, according to various embodiments.
도 5는, 다양한 실시예들에 따른, 컴퓨팅 장치가 센싱 데이터를 기반으로 산소 섭취량을 예측하기 위한 방법을 도시한 흐름도이다. FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for a computing device to predict oxygen intake based on sensing data, according to various embodiments.
도 6은, 다양한 실시예들에 따른, 컴퓨팅 장치가 센싱 데이터를 기반으로 운동 능력에 연관되는 시계열 데이터를 획득하는 방법을 도시한 도면이다. FIG. 6 is a diagram illustrating a method by which a computing device obtains time series data related to exercise ability based on sensing data, according to various embodiments.
도 7은, 측정 장치를 착용한 사용자가 호흡합에 따라 획득되는 압력 데이터의 예시를 도시한 도면이다.Figure 7 is a diagram showing an example of pressure data obtained according to the respiratory sum of a user wearing a measuring device.
도 8은, 측정 장치에 포함된 PPG 센서를 이용하여 획득되는 심박 데이터의 예시를 도시한 도면이다. Figure 8 is a diagram showing an example of heart rate data acquired using a PPG sensor included in the measurement device.
도 9는, 다양한 실시예들에 따른, 운동 능력에 연관되는 시계열 데이터의 예시를 도시한 도면이다. FIG. 9 is a diagram illustrating examples of time series data related to athletic ability, according to various embodiments.
도 10은, 다양한 실시예들에 따른, 컴퓨팅 장치가 운동 상태에 연관되는 데이터를 획득하기 위한 방법을 도시한 도면이다. FIG. 10 is a diagram illustrating a method for a computing device to obtain data related to an exercise state, according to various embodiments.
도 11은, 다양한 실시예들에 따른, 산소 섭취량 및 분당 환기량 사이의 상관 데이터의 일 예시를 도시한 도면이다. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of correlation data between oxygen intake and minute ventilation, according to various embodiments.
도 12는, 다양한 실시예들에 따른, 컴퓨팅 장치가 운동 상태 정보에 연관되는 운동 피드백을 제공하는 일 실시예를 도시한 도면이다. FIG. 12 is a diagram illustrating an example in which a computing device provides exercise feedback related to exercise state information, according to various embodiments.
도 13은, 다양한 실시예들에 따른, 컴퓨팅 장치가 운동 강도 정보에 연관되는 운동 피드백을 제공하는 일 실시예를 도시한 도면이다.FIG. 13 is a diagram illustrating an example in which a computing device provides exercise feedback related to exercise intensity information, according to various embodiments.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The embodiments described in this specification are intended to clearly explain the idea of the present invention to those skilled in the art to which the present invention pertains, and the present invention is not limited to the embodiments described in this specification, and the present invention is not limited to the embodiments described in this specification. The scope should be construed to include modifications or variations that do not depart from the spirit of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 판례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.The terms used in this specification are general terms that are currently widely used as much as possible in consideration of their function in the present invention, but this may vary depending on the intention of those skilled in the art, precedents, or the emergence of new technology in the technical field to which the present invention belongs. You can. However, if a specific term is defined and used with an arbitrary meaning, the meaning of the term will be described separately. Therefore, the terms used in this specification should be interpreted based on the actual meaning of the term and the overall content of this specification, not just the name of the term.
본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The drawings attached to this specification are intended to easily explain the present invention, and the shapes shown in the drawings may be exaggerated as necessary to aid understanding of the present invention, so the present invention is not limited by the drawings.
본 명세서에서, "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.As used herein, “A or B”, “at least one of A and B”, “at least one of A or B”, “A, B or C”, “at least one of A, B and C”, and “A Each of phrases such as “at least one of , B, or C” may include any one of the items listed together in the corresponding phrase, or any possible combination thereof.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.In this specification, if it is determined that a detailed description of a known configuration or function related to the present invention may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted as necessary. In addition, numbers (eg, first, second, etc.) used in the description of this specification are merely identifiers to distinguish one component from another component.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부분" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. In addition, the suffixes "part" and "part" for components used in the following description are given or used interchangeably only considering the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles in themselves.
즉, 본 개시의 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 개시의 범주를 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시의 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.In other words, the embodiments of the present disclosure are provided to ensure that the present disclosure is complete and to inform those skilled in the art of the present disclosure of the scope of the present disclosure, and that the invention of the present disclosure is within the scope of the claims. It is only defined by Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
“제1" 및/또는 "제2" 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 개시의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as “first” and/or “second” may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms refer to one component as referring to another component. For the sole purpose of distinguishing from the elements, for example, without departing from the scope of rights according to the concepts of the present disclosure, the first element may be referred to as the second element, and similarly the second element may be referred to as the first element. can also be named.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring" and "directly adjacent to" should be interpreted similarly.
도면에서 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능할 수 있다.In the drawings, each block of the processing flow diagrams and combinations of the flow diagram diagrams may be performed by computer program instructions. These computer program instructions can be mounted on a processor of a general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing equipment, so that the instructions performed through the processor of the computer or other programmable data processing equipment are described in the flow chart block(s). It creates the means to perform functions. These computer program instructions may also be stored in computer-usable or computer-readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a particular manner, so that the computer-usable or computer-readable memory The instructions stored in may also be capable of producing manufactured items containing instruction means to perform the functions described in the flow diagram block(s). Computer program instructions can also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, so that a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a process that is executed by the computer, thereby generating a process that is executed by the computer or other programmable data processing equipment. Instructions that perform processing equipment may also provide steps for executing the functions described in the flow diagram block(s).
또한, 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.Additionally, device-readable storage media may be provided in the form of non-transitory storage media. Here, 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain signals (e.g. electromagnetic waves), and this term refers to cases where data is semi-permanently stored in the storage medium. There is no distinction between temporary storage cases.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다. 예를 들어, 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.Additionally, each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical function(s). Additionally, it should be noted that in some alternative execution examples it is possible for the functions mentioned in the blocks to occur out of order. For example, it is possible for two blocks shown in succession to be performed substantially at the same time, or it is possible for the blocks to be performed in reverse order depending on the corresponding function. For example, the operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, omitted, or One or more other operations may be added.
본 개시에서 사용되는 '~부(unit)'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미한다. '~부'는 특정한 역할들을 수행하지만 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일부 실시예에 따르면 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 본 개시의 다양한 실시예에 따르면, '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. The term 'unit' used in this disclosure refers to software or hardware components such as FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit). '~part' performs specific roles, but is not limited to software or hardware. The '~ part' may be configured to reside in an addressable storage medium and may be configured to reproduce on one or more processors. Therefore, according to some embodiments, '~ part' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, and processes. Includes scissors, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functions provided within the components and 'parts' may be combined into a smaller number of components and 'parts' or may be further separated into additional components and 'parts'. Additionally, components and 'parts' may be implemented to regenerate one or more CPUs within a device or a secure multimedia card. Additionally, according to various embodiments of the present disclosure, '˜unit' may include one or more processors.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, the operating principle of the present disclosure will be described in detail with reference to the attached drawings. In the following description of the present disclosure, if a detailed description of a related known function or configuration is determined to unnecessarily obscure the gist of the present disclosure, the detailed description will be omitted. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of the functions in the present disclosure, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치에 포함되는 적어도 하나의 프로세서에 의해, 제1 시간 구간 동안 감지된 적어도 하나의 센싱 데이터를 기초로 사용자의 생체 정보를 획득하는 단계; 상기 생체 정보를 획득하는 단계는, 사용자의 호흡에 따라 감지된 제1 센싱 데이터를 기초로 상기 제1 시간 구간에서의 호흡수(RF)를 예측함으로써 호흡수에 연관되는 제1 시계열 데이터를 획득하는 단계; 상기 제1 센싱 데이터를 기초로 상기 제1 시간 구간에서의 분당환기량(VE)를 예측함으로써 분당환기량에 연관되는 제2 시계열 데이터를 획득하는 단계; 및 사용자의 심박에 따라 감지된 제2 센싱 데이터를 기초로 상기 제1 시간 구간에서의 심박수(HR)를 예측함으로써 심박수에 연관되는 제3 시계열 데이터를 획득하는 단계; 를 포함하고, 및 학습된 제1 모델을 이용하여, 상기 제1 시계열 데이터, 상기 제2 시계열 데이터 또는 상기 제3 시계열 데이터 중 적어도 하나를 기초로 상기 제1 시간 구간에서의 산소 섭취량에 연관되는 제4 시계열 데이터를 예측하는 단계; 를 포함하는 동작 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, acquiring biometric information of a user based on at least one sensing data sensed during a first time period by at least one processor included in a computing device; The step of acquiring the biometric information includes obtaining first time series data related to the breathing rate by predicting the breathing rate (RF) in the first time section based on the first sensing data detected according to the user's breathing. step; Obtaining second time series data related to the minute ventilation volume (VE) by predicting the minute ventilation volume (VE) in the first time period based on the first sensing data; and acquiring third time series data related to the heart rate by predicting the heart rate (HR) in the first time period based on second sensing data detected according to the user's heart rate. and a first time series associated with oxygen intake in the first time interval based on at least one of the first time series data, the second time series data, and the third time series data, using the learned first model. 4 Predicting time series data; An operation method including may be provided.
제4 시계열 데이터를 기초로, 상기 제1 시간 구간 동안의 산소 섭취량의 변화를 나타내는 제1 운동 정보를 획득하여 사용자 디바이스에 제공하는 단계;를 더 포함할 수 있다.It may further include obtaining first exercise information indicating a change in oxygen intake during the first time period and providing the first exercise information to the user device based on the fourth time series data.
제2 시계열 데이터 및 상기 제4 시계열 데이터를 기반으로 산소 섭취량 및 분당환기량 사이의 상관 데이터를 산출하는 단계; 및 상기 상관 데이터를 기반으로 적어도 하나의 환기 역치를 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.calculating correlation data between oxygen intake and minute ventilation based on the second time series data and the fourth time series data; and determining at least one ventilation threshold based on the correlation data.
학습된 제2 모델을 이용하여, 상기 제1 시계열 데이터, 상기 제2 시계열 데이터 및 상기 제3 시계열 데이터를 기초로 상기 제1 시간 구간에서의 적어도 하나의 환기 역치를을 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Using the learned second model, determining at least one ventilation threshold in the first time interval based on the first time series data, the second time series data, and the third time series data; further comprising; can do.
제1 시계열 데이터, 상기 제2 시계열 데이터, 상기 제3 시계열 데이터 및 상기 제4 시계열 데이터 중 적어도 하나를 기초로 적어도 하나의 환기 역치를 결정하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 환기 역치를 기반으로 제2 운동 정보를 획득하여 사용자 디바이스에 제공하는 단계;를 더 포함할 수 있다.determining at least one ventilation threshold based on at least one of first time series data, the second time series data, the third time series data, and the fourth time series data; and obtaining second exercise information based on the at least one ventilation threshold and providing the second exercise information to the user device.
미리 저장된 최대 산소 섭취량 정보 및 상기 제4 시계열 데이터를 기초로 최대 산소 섭취량 대비 현재 산소 섭취량을 나타내는 제3 운동 정보를 획득하는 단계;를 더 포함할 수 있다.It may further include acquiring third exercise information indicating current oxygen intake compared to maximum oxygen intake based on pre-stored maximum oxygen intake information and the fourth time series data.
제1 시계열 데이터, 상기 제2 시계열 데이터, 상기 제3 시계열 데이터 및 상기 제4 시계열 데이터 중 적어도 하나를 기초로 적어도 하나의 환기 역치를 결정하는 단계; 및 미리 저장된 최대 산소 섭취량 정보 및 상기 적어도 하나의 환기 역치 를 기초로 최대 산소 섭취량 대비 환기 역치를 나타내는 제4 운동 정보를 획득하는 단계;를 더 포함할 수 있다.determining at least one ventilation threshold based on at least one of first time series data, the second time series data, the third time series data, and the fourth time series data; and acquiring fourth exercise information indicating a ventilation threshold relative to the maximum oxygen intake based on pre-stored maximum oxygen intake information and the at least one ventilation threshold.
제4 시계열 데이터는 실시간으로 획득하도록 설정되고, 적어도 하나의 프로세서에 의해, 실시간으로 획득되는 상기 제4 시계열 데이터를 기초로 운동에 연관되는 피드백을 사용자 디바이스 또는 측정 장치 중 적어도 하나로 전송하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Fourth time series data is set to be acquired in real time, and transmitting, by at least one processor, feedback related to exercise based on the fourth time series data acquired in real time to at least one of a user device or a measurement device; More may be included.
적어도 하나의 센싱 데이터는 측정 장치와의 통신 연결을 기초로 상기 측정 장치로부터 수신될 수 있다.At least one piece of sensing data may be received from the measurement device based on a communication connection with the measurement device.
제1 센싱 데이터는 사용자의 호흡에 의한 압력 값을 감지함으로써 획득되고, 상기 제2 센싱 데이터는 사용자 신체의 적어도 일부분에서 PPG 데이터를 감지함으로써 획득될 수 있다.The first sensing data may be obtained by detecting the pressure value due to the user's breathing, and the second sensing data may be obtained by detecting PPG data from at least a portion of the user's body.
제4 시계열 데이터를 획득하는 단계는, 상기 생체 정보 및 사용자 정보를 상기 제1 모델에 입력하는 단계; 및 상기 제1 모델에 포함되는 적어도 하나의 레이어를 통해 상기 제4 시계열 데이터를 출력하는 단계;를 포함할 수 있다.Obtaining fourth time series data includes inputting the biometric information and user information into the first model; and outputting the fourth time series data through at least one layer included in the first model.
사용자 주변 환경의 온도, 습도 또는 기압 중 적어도 하나를 나타내는 환경 정보를 획득하는 단계;를 더 포함하고, 상기 환경 정보를 고려하여 상기 생체 정보를 획득하거나, 상기 환경 정보를 더 이용하여 상기 제4 시계열 데이터를 예측할 수 있다.Obtaining environmental information indicating at least one of temperature, humidity, or atmospheric pressure of the user's surrounding environment, further comprising acquiring the biometric information by considering the environmental information, or further using the environmental information to obtain the fourth time series. Data can be predicted.
제1 모델은 LSTM(Long short-term memory), RNN(Recurrent Neural Network), GRU(Gated Recurrent Unit), DCRNN(Diffusion Convolution Recurrent Neural Network), ODE(Ordinary Differential Equation) 기반 모델, GCN(Graph Convolution Network), Transformer 모델, 또는 multi-modal transformer 모델 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The first model is LSTM (Long short-term memory), RNN (Recurrent Neural Network), GRU (Gated Recurrent Unit), DCRNN (Diffusion Convolution Recurrent Neural Network), ODE (Ordinary Differential Equation)-based model, and GCN (Graph Convolution Network). ), Transformer model, or multi-modal transformer model.
이하에서는, 운동 정보를 제공하기 위한 컴퓨팅 장치에 대해 설명한다. Below, a computing device for providing exercise information will be described.
본 명세서에서 운동 정보란, 운동 능력에 연관되는 다양한 지표들을 기반으로 정의되는 다양한 정보들을 포함하는 용어이다. 예를 들어, 운동 정보는 사용자가 운동 중 측정되는 운동에 대한 기본 정보(예: 소모 칼로리, 거리 등), 사용자의 운동 능력을 나타내는 지표 정보(예: 산소 섭취량, 최대 산소 섭취량, 환기 역치 등), 사용자의 최대 운동 능력 대비 현재 운동 상태 정보 또는 사용자의 최대 운동 능력 대비 현재 운동 강도 정보 등을 포함하는 개념이다. In this specification, exercise information is a term that includes various information defined based on various indicators related to exercise ability. For example, exercise information includes basic information about exercise measured while the user is exercising (e.g. calories burned, distance, etc.), indicator information indicating the user's exercise ability (e.g. oxygen uptake, maximum oxygen uptake, ventilation threshold, etc.) , It is a concept that includes current exercise status information compared to the user's maximum exercise capacity or current exercise intensity information compared to the user's maximum exercise ability.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 운동 정보 제공 시스템의 구현 예시를 도시한 도면이다. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of implementation of an exercise information providing system according to various embodiments.
본 개시의 일 실시예에 따른 운동 정보 제공 시스템은 사용자의 운동 도중 측정된 사용자의 생체 정보를 기반으로 운동 정보를 획득하여 사용자에게 제공하도록 구현될 수 있다. The exercise information providing system according to an embodiment of the present disclosure may be implemented to obtain exercise information based on the user's biometric information measured during the user's exercise and provide the exercise information to the user.
예를 들어, 도 1을 참조하면, 컴퓨팅 장치(1)는 측정 장치(2)에 의해 감지되는 사용자의 호흡 또는 심박에 연관되는 센싱 데이터를 기반으로 사용자의 운동 능력에 연관되는 지표를 산출할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(1)는 운동 능력에 연관되는 지표를 기반으로 운동 정보를 획득하여, 사용자 디바이스(3)에 제공할 수 있다. 또한, 이 경우, 컴퓨팅 장치(1)는 사용자의 운동 정보를 실시간으로 획득하여 측정 장치(2) 또는 사용자 디바이스(3) 중 적어도 하나에 운동 피드백을 전송할 수 있다. For example, referring to FIG. 1, the computing device 1 may calculate an index related to the user's exercise ability based on sensing data related to the user's breathing or heart rate detected by the measuring device 2. there is. Additionally, the computing device 1 may obtain exercise information based on indicators related to exercise ability and provide it to the user device 3. Additionally, in this case, the computing device 1 may acquire the user's exercise information in real time and transmit exercise feedback to at least one of the measurement device 2 or the user device 3.
운동 정보 제공 시스템은 도 1에 도시된 사용 예시와 같이 상호간에 통신이 연결된 복수의 장치들을 포함할 수 있다. The exercise information providing system may include a plurality of devices that are connected to each other for communication, as shown in the usage example shown in FIG. 1.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 운동 정보 제공 시스템을 구성하는 복수의 장치들을 도시한 블락도이다. FIG. 2 is a block diagram illustrating a plurality of devices constituting an exercise information providing system according to various embodiments.
도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(2000)는 프로세서(2010), 메모리(2020) 및 통신 회로(2030)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 당업자에게 자명한 컴퓨팅 장치의 구성들을 더 포함할 수 있다. 이때, 컴퓨팅 장치(2000)는 서버 장치를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. Referring to FIG. 2, the computing device 2000 according to an embodiment of the present disclosure may include a processor 2010, a memory 2020, and a communication circuit 2030, but is not limited thereto. It may further include configurations of a computing device. At this time, the computing device 2000 may include, but is not limited to, a server device.
프로세서(2010)는 적어도 일부가 서로 다른 기능을 제공하도록 구현되는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램)를 실행하여 프로세서(2010)에 연결된 컴퓨팅 장치의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(2010)는 다른 구성요소로부터 수신된 명령 또는 데이터를 메모리(2020)(예: 휘발성 메모리)에 저장하고, 휘발성 메모리에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(2010)는 메인 프로세서(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치가 메인 프로세서 및 보조 프로세서를 포함하는 경우, 보조 프로세서는 메인 프로세서보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서는 메인 프로세서와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다. 보조 프로세서는, 예를 들면, 메인 프로세서가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서를 대신하여, 또는 메인 프로세서가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서와 함께, 컴퓨팅 장치의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 통신 회로(2030))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 통신 회로(2030))의 일부로서 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 컴퓨팅 장치 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다. 한편, 이하에서 기술되는 컴퓨팅 장치의 동작은, 프로세서(2010)의 동작으로 이해될 수 있다.The processor 2010 may include at least one processor, at least some of which are implemented to provide different functions. For example, software (e.g., a program) may be executed to control at least one other component (e.g., a hardware or software component) of a computing device connected to the processor 2010 and perform various data processing or operations. can do. According to one embodiment, as at least part of data processing or computation, the processor 2010 stores instructions or data received from other components in the memory 2020 (e.g., volatile memory), and stores the instructions or data stored in the volatile memory. Data can be processed and the resulting data can be stored in non-volatile memory. According to one embodiment, the processor 2010 is a main processor (e.g., a central processing unit or an application processor) or an auxiliary processor that can operate independently or together (e.g., a graphics processing unit, a neural processing unit (NPU)). , an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor). For example, when a computing device includes a main processor and a secondary processor, the secondary processor may be set to use less power than the main processor or to specialize in a designated function. The auxiliary processor may be implemented separately from the main processor or as part of it. A coprocessor is a computing device, for example, on behalf of the main processor while the main processor is in an inactive (e.g., sleep) state, or in conjunction with the main processor while the main processor is in an active (e.g., application running) state. It is possible to control at least some of the functions or states related to at least one component (eg, the communication circuit 2030) among the components. According to one embodiment, an auxiliary processor (e.g., an image signal processor or a communication processor) may be implemented as part of another functionally related component (e.g., communication circuit 2030). According to one embodiment, an auxiliary processor (eg, neural network processing unit) may include a hardware structure specialized for processing artificial intelligence models. Artificial intelligence models can be created through machine learning. For example, this learning may be performed on the computing device itself on which the artificial intelligence model is performed, or may be performed through a separate server. Learning algorithms may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but It is not limited. An artificial intelligence model may include multiple artificial neural network layers. Artificial neural networks include deep neural network (DNN), convolutional neural network (CNN), recurrent neural network (RNN), restricted boltzmann machine (RBM), belief deep network (DBN), bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the examples described above. In addition to hardware structures, artificial intelligence models may additionally or alternatively include software structures. Meanwhile, the operation of the computing device described below may be understood as the operation of the processor 2010.
메모리(2020)는 컴퓨팅 장치의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(2010)에 의해 출력되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(2020)는, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(2020)는 운영 체제, 미들웨어 또는 어플리케이션, 및/또는 전술한 인공지능 모델을 저장하도록 구현될 수 있다.The memory 2020 may store various data output by at least one component of the computing device (e.g., the processor 2010). The data may be stored in, for example, software (e.g., a program) and instructions related thereto. It may include input data or output data. The memory 2020 may include volatile memory or non-volatile memory. The memory 2020 may include an operating system, middleware or application, and/or the aforementioned artificial intelligence model. It can be implemented to store .
통신 회로(2030)는 컴퓨팅 장치와 외부 전자 장치(예: 측정 장치 또는 사용자 디바이스) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 회로(2030)는 프로세서(2010)(예: 프로그램 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서(예: 통신 칩)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 회로(2030)는 무선 통신 모듈(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 컴퓨팅 장치(예: 모바일 디바이스, 웨어러블 디바이스 또는 서버 장치)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈은 가입자 식별 모듈에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크 또는 제2 네트워크와 같은 통신 네트워크 내에서 컴퓨팅 장치를 확인 또는 인증할 수 있다. 무선 통신 모듈은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.Communication circuitry 2030 may support establishing a direct (e.g., wired) or wireless communication channel between the computing device and an external electronic device (e.g., a measurement device or user device), and conducting communication through the established communication channel. . Communication circuitry 2030 operates independently of processor 2010 (e.g., a program processor) and may include one or more communication processors (e.g., communication chips) that support direct (e.g., wired) communication or wireless communication. . According to one embodiment, the communication circuit 2030 is a wireless communication module (e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module (e.g., a local area network (LAN) ) may include a communication module, or a power line communication module). Among these communication modules, the corresponding communication module is a first network (e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network (e.g., a legacy cellular network, 5G network, It may communicate with an external computing device (e.g., a mobile device, a wearable device, or a server device) through a next-generation communication network, the Internet, or a telecommunication network such as a computer network (e.g., a LAN or WAN). These various types of communication modules may be integrated into one component (e.g., a single chip) or may be implemented as a plurality of separate components (e.g., multiple chips). The wireless communication module may identify or authenticate the computing device within a communication network, such as a first network or a second network, using subscriber information (e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module. The wireless communication module may support 5G networks after the 4G network and next-generation communication technologies, for example, NR access technology (new radio access technology). NR access technology provides high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimization of terminal power and access to multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low latency). -latency communications)) can be supported. The wireless communication module may support high frequency bands (e.g., mmWave bands), for example, to achieve high data rates. Wireless communication modules use various technologies to secure performance in high frequency bands, such as beamforming, massive MIMO (multiple-input and multiple-output), and full-dimensional multiple input/output (FD). -It can support technologies such as full dimensional MIMO (MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna. According to one embodiment, the wireless communication module has Peak data rate (e.g., 20Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (e.g., 164dB or less) for realizing mMTC, or U-plane latency (e.g., downtime) for realizing URLLC. Link (DL) and uplink (UL) each of 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less) can be supported.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 측정 장치(2001)은 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 컴퓨팅 장치(2000)에 포함되는 컴퓨팅 구성들을 더 포함할 수 있다. Additionally, the measurement device 2001 according to an embodiment of the present disclosure may include at least one sensor, but is not limited thereto, and may further include computing components included in the computing device 2000.
이때, 적어도 하나의 센서는 측정 장치가 사용자의 운동 능력을 분석하기 위해 다양한 생체 데이터를 획득하기 위해 제공될 수 있다. 구체적으로, 측정 장치는 사용자의 호흡을 분석하기 위해 압력 센서(2011) 및 온도 센서(2021)를 포함할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니고, 적어도 하나의 센서는 가스 센서(예: 이산화탄소 센서, 산소 센서 등)를 포함할 수 있다. 이때, 압력 센서(2011)는 절대 압력(absolute pressure) 센서, 게이지 압력(gauge pressure) 센서, 또는 차압(differential pressure) 센서 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.At this time, at least one sensor may be provided to enable the measuring device to acquire various biometric data to analyze the user's exercise ability. Specifically, the measuring device may include a pressure sensor 2011 and a temperature sensor 2021 to analyze the user's breathing. It is not limited thereto, and at least one sensor may include a gas sensor (eg, a carbon dioxide sensor, an oxygen sensor, etc.). At this time, the pressure sensor 2011 may include, but is not limited to, an absolute pressure sensor, a gauge pressure sensor, or a differential pressure sensor.
또한, 측정 장치는 사용자의 심박 및 산소 포화도를 분석하기 위해 PPG 센서(2031)를 포함할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니고, 적어도 하나의 센서는 맥박 산소 측정기, 심박수 측정기, 혈압 센서, 카프노그래프 또는 땀 센서 등을 포함할 수 있다. Additionally, the measurement device may include a PPG sensor 2031 to analyze the user's heart rate and oxygen saturation. It is not limited thereto, and the at least one sensor may include a pulse oximeter, a heart rate monitor, a blood pressure sensor, a capnograph, or a sweat sensor.
또한, 측정 장치는 사용자의 자세를 분석하기 위해 가속도 센서(2041)를 포함할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니고, 적어도 하나의 센서는 자이로스코프, 관성 센서(IMU), 자력계, 경사계, 힘 센서, 지자기 센서, 스트레인 게이지, 또는 압전 센서 등을 포함할 수 있다. 측정 장치가 사용자의 구강에 장착되기 때문에, 전자 장치에 포함된 가속도 센서는 사용자의 움직임을 정확하게 반영하는 데이터를 출력할 수 있다. Additionally, the measurement device may include an acceleration sensor 2041 to analyze the user's posture. It is not limited thereto, and the at least one sensor may include a gyroscope, an inertial sensor (IMU), a magnetometer, an inclinometer, a force sensor, a geomagnetic sensor, a strain gauge, or a piezoelectric sensor. Because the measuring device is mounted in the user's mouth, the acceleration sensor included in the electronic device can output data that accurately reflects the user's movements.
측정 장치(2001)는 적어도 하나의 구동 조건(condition)이 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, PPG 센서(2031)는 사용자의 입술을 감지하여 led를 구동하도록 설정될 수 있다. 구체적으로, PPG 센서는 IR 광을 송수신하여 획득한 IR 데이터를 기초로 입술 접촉 여부를 확인할 수 있고, 입술의 접촉을 나타내는 데이터 패턴에 기반하여, LED를 송출하도록 구현될 수 있다. 센서의 구동 조건은 상술한 프로세서의 제어 동작에 의해 수행될 수 있음은 물론이다. The measuring device 2001 may have at least one driving condition set in advance. For example, the PPG sensor 2031 may be set to detect the user's lips and drive the LED. Specifically, the PPG sensor can check whether lips are in contact based on IR data obtained by transmitting and receiving IR light, and can be implemented to emit an LED based on a data pattern indicating lip contact. Of course, the driving conditions of the sensor can be performed by the control operation of the processor described above.
컴퓨팅 장치(2000). 측정 장치(2001) 및 사용자 디바이스(2002)는 상호 간에 통신 연결을 기반으로 운동 정보 제공 시스템을 구성할 수 있다. Computing Devices (2000). The measuring device 2001 and the user device 2002 may configure an exercise information providing system based on communication connections between them.
본 개시의 일 실시예에 따른 사용자 디바이스(2002)는 적어도 하나의 입출력 인터페이스(2012)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 컴퓨팅 장치(2000)에 포함되는 컴퓨팅 구성들을 더 포함할 수 있다. The user device 2002 according to an embodiment of the present disclosure may include at least one input/output interface 2012, but is not limited thereto, and may further include computing components included in the computing device 2000.
사용자 디바이스(2002)는 입출력 인터페이스(2012)를 통해 사용자 입력을 수신하거나, 운동에 연관된 정보를 출력하도록 구현될 수 있다. The user device 2002 may be implemented to receive user input through the input/output interface 2012 or to output information related to exercise.
이때, 사용자 디바이스(2002)는 모바일 디바이스 또는 웨어러블 디바이스(예: 스마트 워치, 기타 웨어러블 전자 장치)를 포함할 수 있다. At this time, the user device 2002 may include a mobile device or a wearable device (eg, a smart watch, other wearable electronic devices).
사용자 디바이스(2002)는 사용자의 운동 능력 분석에 필요한 추가 정보를 저장할 수 있다. 구체적으로, 사용자 디바이스(2002)는 환경 정보(예: 습도, 기온, 기압 등), GPS 정보 및 사용자 정보(예: 키, 몸무게, 성별, 나이 등) 등을 저장할 수 있다. 이는, 측정 장치(2001)를 통해 획득한 데이터 이외에 운동 능력 분석에 필요한 정보를 제공하기 위함일 수 있다. 예를 들어, 사용자 디바이스(2002)는 환경 정보 또는 사용자 정보를 컴퓨팅 장치(2000)에 전송함으로써 사용자에 대한 정보를 제공할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The user device 2002 may store additional information needed to analyze the user's exercise ability. Specifically, the user device 2002 may store environmental information (eg, humidity, temperature, barometric pressure, etc.), GPS information, and user information (eg, height, weight, gender, age, etc.). This may be to provide information necessary for exercise ability analysis in addition to data obtained through the measuring device 2001. For example, the user device 2002 may provide information about the user by transmitting environmental information or user information to the computing device 2000, but is not limited to this.
측정 장치(2001)는 적어도 하나의 센서를 이용하여 사용자의 생체 정보를 감지함으로써 센싱 데이터를 획득할 수 있고, 센싱 데이터를 컴퓨팅 장치(2000)에 전송할 수 있다. 이 경우, 측정 장치(2001)는 별도의 게이트웨이(미도시)를 통해 센싱 데이터를 컴퓨팅 장치(2000)로 전송할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 측정 장치(2001)는 사용자 디바이스(2002)에 센싱 데이터를 전송하고, 사용자 디바이스(2002)는 컴퓨팅 장치(2000)로 상기 센싱 데이터를 전송할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The measurement device 2001 can acquire sensing data by detecting the user's biometric information using at least one sensor and transmit the sensing data to the computing device 2000. In this case, the measurement device 2001 may transmit sensing data to the computing device 2000 through a separate gateway (not shown), but is not limited to this. For example, the measurement device 2001 may transmit sensing data to the user device 2002, and the user device 2002 may transmit the sensing data to the computing device 2000, but the present invention is not limited to this.
구체적으로, 측정 장치(2001)는 적어도 하나의 센서를 이용하여 사용자의 호흡 데이터, 심박 데이터 및 가속도 데이터를 포함하는 센싱 데이터를 산출할 수 있고, 산출된 센싱 데이터를 컴퓨팅 장치(2000)로 전송할 수 있다. Specifically, the measurement device 2001 can calculate sensing data including the user's breathing data, heart rate data, and acceleration data using at least one sensor, and transmit the calculated sensing data to the computing device 2000. there is.
컴퓨팅 장치(2000)는 측정 장치(2001)로부터 센싱 데이터를 수신할 수 있다. The computing device 2000 may receive sensing data from the measurement device 2001.
컴퓨팅 장치(2000)는 센싱 데이터를 기반으로 운동 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, 컴퓨팅 장치(2000)는 센싱 데이터를 기반으로 사용자의 운동 중 생체 정보를 획득할 수 있고, 운동 중 생체 정보를 기반으로 운동 정보를 획득할 수 있다. 이때, 컴퓨팅 장치(2000)는 사용자 디바이스(2002)로부터 수신된 사용자 정보 또는 환경 정보를 더 이용하여 운동 정보를 획득할 수 있다. The computing device 2000 may acquire exercise information based on sensing data. Specifically, the computing device 2000 can acquire biometric information during a user's exercise based on sensing data, and acquire exercise information based on the biometric information during exercise. At this time, the computing device 2000 may obtain exercise information by further using user information or environment information received from the user device 2002.
컴퓨팅 장치(2000)는 측정 장치(2001) 또는 사용자 디바이스(2002) 중 적어도 하나로부터 환경 정보를 수신할 수 있다. The computing device 2000 may receive environmental information from at least one of the measurement device 2001 or the user device 2002.
일 예로, 컴퓨팅 장치(2000)는 측정 장치(2001)에 포함되는 적어도 하나의 센서(예: 온도 센서, 습도 센서, 기압 센서 등)로부터 측정된 주변 환경에 연관된 데이터(예: 온도, 습도, 기압 등)를 수신함으로써 환경 정보를 획득할 수 있다. As an example, the computing device 2000 may display data (e.g., temperature, humidity, barometric pressure, etc.) related to the surrounding environment measured from at least one sensor (e.g., temperature sensor, humidity sensor, barometric pressure sensor, etc.) included in the measuring device 2001. etc.), environmental information can be obtained.
다른 예로, 컴퓨팅 장치(2000)는 사용자 디바이스(2002)로부터 주변 환경에 대한 기상 데이터를 수신함으로써 환경 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, 사용자 디바이스(2002)의 GPS 정보를 기반으로, 주변 기상청에서 측정된 정보를 수신함으로써 환경 정보를 획득할 수 있다. As another example, the computing device 2000 may obtain environmental information by receiving weather data about the surrounding environment from the user device 2002. Specifically, environmental information can be obtained by receiving information measured by a nearby meteorological office based on GPS information of the user device 2002.
컴퓨팅 장치(2000)는 획득된 운동 정보를 사용자 디바이스(2002)에 제공할 수 있다. 구체적으로, 컴퓨팅 장치(2000)는 운동 정보를 사용자 디바이스에 포함되는 입출력 인터페이스(2012)를 통해 제공할 수 있다. The computing device 2000 may provide the acquired exercise information to the user device 2002. Specifically, the computing device 2000 may provide exercise information through the input/output interface 2012 included in the user device.
컴퓨팅 장치(2000)는 사용자의 운동 능력을 실시간으로 분석한 운동 정보를 기반으로 운동 피드백을 결정하여 측정 장치(2001) 또는 사용자 디바이스(2002) 중 적어도 하나에 제공할 수 있다. The computing device 2000 may determine exercise feedback based on exercise information obtained by analyzing the user's exercise ability in real time and provide the exercise feedback to at least one of the measurement device 2001 or the user device 2002.
예를 들어, 컴퓨팅 장치(2000)는 운동 정보의 변화를 나타내는 알람을 제공하거나, 미리 정해진 피드백 매커니즘(예: 측정 장치(2001)의 진동 또는 스피커를 통한 음성 송출)을 통해 운동 피드백을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. For example, the computing device 2000 may provide an alarm indicating a change in exercise information, or provide exercise feedback through a predetermined feedback mechanism (e.g., vibration of the measurement device 2001 or voice transmission through a speaker). However, it is not limited to this.
도 3은, 다양한 실시예들에 따른, 컴퓨팅 장치가 생체 정보를 기반으로 산소 섭취량 데이터를 산출하는 방법을 도시한 도면이다. FIG. 3 is a diagram illustrating a method by which a computing device calculates oxygen intake data based on biometric information, according to various embodiments.
도 3을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(2000)는 적어도 하나의 학습된 모델(2300, trained model)을 이용하여 운동 정보를 획득할 수 있다. 이때, 학습된 모델(2300)은 학습 데이터를 기초로 미리 정해진 기준으로 학습된 인공 지능 모델일 수 있다. 컴퓨팅 장치(2000)가 학습된 모델(2300)을 학습하는 구체적인 방법에 대해서는 도 4에 대한 기재에서 설명한다. Referring to FIG. 3, the computing device 2000 according to an embodiment of the present disclosure may acquire exercise information using at least one trained model (2300). At this time, the learned model 2300 may be an artificial intelligence model learned according to a predetermined standard based on learning data. A specific method by which the computing device 2000 learns the learned model 2300 will be described in the description of FIG. 4 .
구체적으로, 컴퓨팅 장치(2000)는 측정 장치(2001)로부터 획득된 센싱 데이터를 기반으로 획득된 생체 정보(2310)를 학습된 모델(2300)에 입력할 수 있다. 이 경우, 학습된 모델(2300)은 입력된 생체 정보(2310)를 기초로 산소 섭취량 데이터(2350)를 출력할 수 있다. Specifically, the computing device 2000 may input biometric information 2310 obtained based on sensing data obtained from the measurement device 2001 into the learned model 2300. In this case, the learned model 2300 may output oxygen intake data 2350 based on the input biometric information 2310.
또한, 컴퓨팅 장치(2000)는 생체 정보(2310)와 함께 사용자 정보(2320) 또는 환경 정보(2330) 중 적어도 하나를 학습된 모델(2300)에 입력할 수 있다. 컴퓨팅 장치(2000)는 사용자 정보(2320) 또는 환경 정보(2330)를 선택적으로 학습된 모델(2300)에 입력할 수 있다. 이 경우, 학습된 모델(2300)은 생체 정보(2310), 사용자 정보(2320) 및 환경 정보(2330)를 기초로 산소 섭취량 데이터(2350)를 출력할 수 있다. Additionally, the computing device 2000 may input at least one of user information 2320 or environmental information 2330 along with biometric information 2310 into the learned model 2300. The computing device 2000 may selectively input user information 2320 or environment information 2330 into the learned model 2300. In this case, the learned model 2300 may output oxygen intake data 2350 based on biometric information 2310, user information 2320, and environmental information 2330.
컴퓨팅 장치(2000)는 환경 정보(2330)를 이용하여 측정 장치(2001)로부터 획득된 센싱 데이터를 보정할 수 있다. 구체적으로, 컴퓨팅 장치(2000)는 측정 장치(2001)에 포함된 적어도 하나의 압력 센서로부터 획득된 압력 데이터를 환경 정보(예: 온도, 기압, 습도 등)를 이용하여 보정할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(2000)는 환경 정보(2330)를 이용하여 센싱 데이터를 보정하여 분당환기량 데이터를 산출할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The computing device 2000 may correct the sensing data obtained from the measurement device 2001 using the environmental information 2330. Specifically, the computing device 2000 may correct pressure data obtained from at least one pressure sensor included in the measuring device 2001 using environmental information (eg, temperature, atmospheric pressure, humidity, etc.). For example, the computing device 2000 may calculate ventilation volume data per minute by correcting the sensing data using the environmental information 2330, but is not limited to this.
또한, 컴퓨팅 장치(2000)는 환경 정보(2330)를 고려하여 운동 정보를 결정할 수 있다. 구체적으로, 컴퓨팅 장치(2000)는 환경 정보(2330)에 따른 운동 강도의 차이를 고려하여 운동 정보를 결정할 수 있다. Additionally, the computing device 2000 may determine exercise information by considering the environmental information 2330. Specifically, the computing device 2000 may determine exercise information by considering differences in exercise intensity according to environmental information 2330.
즉, 컴퓨팅 장치(2000)는 환경 정보(2330)를 목적이 상이한 복수의 연산 동작들에 활용할 수 있다.That is, the computing device 2000 can utilize the environment information 2330 for a plurality of calculation operations with different purposes.
컴퓨팅 장치(2000)는 학습된 모델(2300)을 이용하여 획득된 산소 섭취량 데이터를 사용자 디바이스(2002)에 운동 정보로서 제공할 수 있다. 여기서, 산소 섭취량 데이터는 운동 강도를 나타내는 데이터일 수 있다. The computing device 2000 may provide oxygen intake data obtained using the learned model 2300 to the user device 2002 as exercise information. Here, the oxygen intake data may be data representing exercise intensity.
컴퓨팅 장치(2000)는 상술한 기술적 수단을 이용하여 사용자의 운동 중 실시간으로 산소 섭취량 데이터를 획득하여, 운동 강도에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있는 것이다.The computing device 2000 can obtain oxygen intake data in real time during the user's exercise using the above-described technical means and provide information about the intensity of the exercise to the user.
도 4는, 다양한 실시예들에 따른, 컴퓨팅 장치에 포함되는 인공 지능 모델 학습 방법의 일 예시를 도시한 도면이다. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an artificial intelligence model learning method included in a computing device, according to various embodiments.
컴퓨팅 장치는 운동 능력을 나타내는 적어도 하나의 시계열 데이터를 기반으로 운동 강도를 나타내는 적어도 하나의 시계열 데이터를 예측하도록 신경망 모델을 학습할 수 있다. The computing device may learn a neural network model to predict at least one time series data representing exercise intensity based on at least one time series data representing exercise ability.
예를 들어, 인공지능 신경망 모델은 LSTM(Long short-term memory), RNN(Recurrent Neural Network), GRU(Gated Recurrent Unit), DCRNN(Diffusion Convolution Recurrent Neural Network), ODE(Ordinary Differential Equation) 기반 모델, GCN(Graph Convolution Network), Transformer 모델, multi-modal transformer 모델 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. For example, artificial intelligence neural network models include LSTM (Long short-term memory), RNN (Recurrent Neural Network), GRU (Gated Recurrent Unit), DCRNN (Diffusion Convolution Recurrent Neural Network), ODE (Ordinary Differential Equation)-based models, It may include, but is not limited to, GCN (Graph Convolution Network), Transformer model, multi-modal transformer model, etc.
특히, 컴퓨팅 장치는 복수의 모달리티(modality)를 가지는 데이터를 처리하여 시계열 데이터를 산출할 수 있는 인공지능 모델을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치는 multi-modal transformer를 이용하여, 모달리티가 서로 다른 데이터를 처리하여 시계열 데이터를 산출하도록 설정될 수 있다. In particular, the computing device may include an artificial intelligence model capable of calculating time series data by processing data having multiple modalities. For example, a computing device may be set to produce time series data by processing data with different modalities using a multi-modal transformer.
예시적으로, 컴퓨팅 장치는 제1 모달리티의 사용자 정보, 제2 모달리티의 생체 정보 및 제3 모달리티의 환경 정보를 기초로 산소 섭취량에 연관되는 시계열 데이터를 출력하도록 인공지능 모델을 학습시킬 수 있다. 이때, 컴퓨팅 장치는 시계열 데이터로 구성된 생체 정보 및 환경 정보를 임베딩하여 획득된 특징값들 및 사용자 정보를 인코딩하여 획득된 특징값을 기초로 연관 관계를 학습(예: multi-head self attention 매커니즘)함으로써 산소 섭취량에 연관되는 시계열 데이터를 출력할 수 있다. Exemplarily, the computing device may train an artificial intelligence model to output time series data related to oxygen intake based on user information of the first modality, biometric information of the second modality, and environmental information of the third modality. At this time, the computing device learns correlations based on feature values obtained by embedding biometric information and environmental information composed of time series data and feature values obtained by encoding user information (e.g., multi-head self attention mechanism). Time series data related to oxygen intake can be output.
이 경우, 컴퓨팅 장치는 상술한 인풋 데이터 및 동일한 사용 환경에서의 산소 섭취량 측정 장치를 이용하여 획득한 산소 섭취량 데이터를 기초로 학습 데이터 셋을 구성하여 인공 지능 모델을 학습시킬 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. In this case, the computing device may learn an artificial intelligence model by configuring a learning data set based on the above-mentioned input data and oxygen intake data obtained using an oxygen intake measurement device in the same usage environment, but is not limited to this. .
도 5는, 다양한 실시예들에 따른, 컴퓨팅 장치가 센싱 데이터를 기반으로 산소 섭취량을 예측하기 위한 방법을 도시한 흐름도이다. FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for a computing device to predict oxygen intake based on sensing data, according to various embodiments.
도 5를 참조하면, 컴퓨팅 장치는 측정 장치로부터 제1 시간 구간에서의 적어도 하나의 센싱 데이터를 수신할 수 있다(S2501). 구체적으로, 컴퓨팅 장치는 제1 시간 구간을 포함하는 시간 동안 사용자의 호흡 또는 심박을 측정하여 획득된 센싱 데이터를 획득할 수 있다. Referring to FIG. 5, the computing device may receive at least one sensing data in a first time period from the measurement device (S2501). Specifically, the computing device may obtain sensing data obtained by measuring the user's breathing or heart rate during a time including the first time period.
컴퓨팅 장치는 제1 시간 구간 동안 감지된 제1 센싱 데이터를 기초로 제1 시간 구간 에서의 호흡수(또는 호흡률, Respiratory Rate or Respiratory Frequency, RF)를 산출하고, 제1 시간 구간에서의 호흡수를 기초로 제1 시계열 데이터를 획득할 수 있다(S2503). 이때, 제1 센싱 데이터는 압력 데이터일 수 있다. 구체적으로, 컴퓨팅 장치는 사용자의 호흡에 의한 시간에 따른 압력 값으로 정의되는 압력 데이터를 기초로 제1 시간 구간에서의 호흡수를 산출하고, 이를 기초로 제1 시계열 데이터를 획득할 수 있다. The computing device calculates the respiratory rate (or respiratory rate or Respiratory Frequency, RF) in the first time interval based on the first sensing data detected during the first time interval, and calculates the respiratory rate in the first time interval. As a basis, first time series data can be obtained (S2503). At this time, the first sensing data may be pressure data. Specifically, the computing device may calculate the breathing rate in the first time section based on pressure data defined as a pressure value over time due to the user's breathing, and obtain first time series data based on this.
컴퓨팅 장치는 제1 시간 구간 동안 감지된 제1 센싱 데이터를 기초로 제1 시간 구간 에서의 분당환기량(Minute Ventilation, VE)을 산출하고, 제1 시간 구간에서의 분당환기량을 기초로 제2 시계열 데이터를 획득할 수 있다(S2505). 구체적으로, 컴퓨팅 장치는 사용자의 호흡에 의한 시간에 따른 압력 값으로 정의되는 압력 데이터를 기초로 제1 시간 구간에서의 분당환기량을 산출하고, 이를 기초로 제2 시계열 데이터를 획득할 수 있다. The computing device calculates minute ventilation (VE) in the first time interval based on the first sensing data detected during the first time interval, and calculates second time series data based on the minute ventilation in the first time interval. can be obtained (S2505). Specifically, the computing device may calculate the ventilation amount per minute in the first time period based on pressure data defined as the pressure value over time due to the user's breathing, and obtain second time series data based on this.
컴퓨팅 장치는 제1 시간 구간 동안 감지된 제2 센싱 데이터를 기초로 제1 시간 구간 에서의 심박수(Heart Rate, HR)를 산출하고, 제1 시간 구간에서의 심박수를 기초로 제3 시계열 데이터를 획득할 수 있다(S2507). 이때, 제2 센싱 데이터는 PPG 데이터(맥파 데이터)일 수 있다. 구체적으로, 컴퓨팅 장치는 사용자의 신체 일부분(예: 입술)에 대하여 PPG 데이터를 획득할 수 있고, PPG 데이터를 기반으로 제1 시간 구간에서의 심박수를 산출하고, 이를 기초로 제3 시계열 데이터를 획득할 수 있다. The computing device calculates the heart rate (HR) in the first time interval based on the second sensing data detected during the first time interval, and acquires third time series data based on the heart rate in the first time interval. You can (S2507). At this time, the second sensing data may be PPG data (pulse wave data). Specifically, the computing device may acquire PPG data for a part of the user's body (e.g., lips), calculate the heart rate in a first time period based on the PPG data, and obtain third time series data based on this. can do.
컴퓨팅 장치가 제1 시계열 데이터 내지 제3 시계열 데이터를 획득하는 시간적 순서는 도 5에 도시된 동작 S2503 내지 동작 S2507의 순서로 한정되는 것은 아니고, 도 5에 도시된 순서와 다르게 동작될 수도 있고, 또는 동시에 동작될 수도 있다. 컴퓨팅 장치가 동작 S2503 내지 S2507과 같이 센싱 데이터를 기반으로 시계열 데이터를 획득하는 구체적인 방법은 도 6에 대한 기재에서 설명한다. The temporal order in which the computing device acquires the first to third time series data is not limited to the order of operations S2503 to S2507 shown in FIG. 5, and may be operated differently from the order shown in FIG. 5, or They can also be operated simultaneously. A specific method by which a computing device acquires time series data based on sensing data in operations S2503 to S2507 will be described in the description of FIG. 6 .
컴퓨팅 장치는 학습된 인공 지능 모델을 이용하여, 제1 시계열 데이터, 제2 시계열 데이터 및 제3 시계열 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 생체 정보를 기초로 산소 섭취량에 연관되는 제4 시계열 데이터를 획득할 수 있다(S2509). 이 경우, 컴퓨팅 장치는 사용자 정보 또는 환경 정보를 더 이용하여 제4 시계열 데이터를 획득할 수 있다. 구체적으로, 컴퓨팅 장치는 학습된 인공지능 모델에 포함되는 적어도 하나의 레이어(layer)를 통해 산소 섭취량에 연관되는 적어도 하나의 값을 포함하는 제4 시계열 데이터를 출력할 수 있다. The computing device may use the learned artificial intelligence model to obtain fourth time series data related to oxygen intake based on biometric information including at least one of first time series data, second time series data, and third time series data. There is (S2509). In this case, the computing device may obtain fourth time series data by further using user information or environment information. Specifically, the computing device may output fourth time series data including at least one value related to oxygen intake through at least one layer included in the learned artificial intelligence model.
도 6은, 다양한 실시예들에 따른, 컴퓨팅 장치가 센싱 데이터를 기반으로 운동 능력에 연관되는 시계열 데이터를 획득하는 방법을 도시한 도면이다. FIG. 6 is a diagram illustrating a method by which a computing device obtains time series data related to exercise ability based on sensing data, according to various embodiments.
도 7은, 측정 장치를 착용한 사용자가 호흡합에 따라 획득되는 압력 데이터의 예시를 도시한 도면이다. 도 8은, 측정 장치에 포함된 PPG 센서를 이용하여 획득되는 심박 데이터의 예시를 도시한 도면이다. 도 9는, 다양한 실시예들에 따른, 운동 능력에 연관되는 시계열 데이터의 예시를 도시한 도면이다. Figure 7 is a diagram showing an example of pressure data obtained according to the respiratory sum of a user wearing a measuring device. Figure 8 is a diagram showing an example of heart rate data acquired using a PPG sensor included in the measurement device. FIG. 9 is a diagram illustrating examples of time series data related to athletic ability, according to various embodiments.
도 6을 참조하면, 컴퓨팅 장치(2000)는 측정 장치(2001)로부터 압력 데이터 및 PPG 데이터를 수신할 수 있다. Referring to FIG. 6, the computing device 2000 may receive pressure data and PPG data from the measurement device 2001.
예를 들어, 도 7을 참조하면, 측정 장치는 사용자의 호흡에 의한 압력 값을 측정함으로써 압력 데이터(2700)를 획득할 수 있다. 여기서, 압력 데이터(2700)의 적어도 하나의 구간은 호흡 방향에 따른 공기의 유동 방향 및 유량(유속)을 나타낸다. For example, referring to FIG. 7 , the measuring device may obtain pressure data 2700 by measuring the pressure value caused by the user's breathing. Here, at least one section of the pressure data 2700 represents the flow direction and flow rate (flow rate) of air according to the breathing direction.
예를 들어, 압력 데이터의 제1 윈도우(2710)은 압력 센서에 의해 측정되는 공기의 압력이 대기압보다 낮은 것을 확인할 수 있는데, 이는, 들숨에 의한 압력 구간을 나타낸다. 또한, 예를 들어, 압력 데이터의 제2 윈도우(2720)은 압력 센서에 의해 측정되는 공기의 압력이 대기압보다 높은 것을 확인할 수 있는데, 이는, 날숨에 의한 압력 구간을 나타낸다. 또한, 예를 들어, 차압 센서를 사용한 경우에는 유동 방향에 따라 압력의 부호가 결정되고, 압력의 크기는 호흡유량(유속)과 일대일 함수 관계가 있다. 구체적으로, 차압 센서를 이용하여 측정된 압력의 크기가 음수인 경우, 호흡의 방향은 "들숨"으로 판단되고, 압력의 크기가 양수인 경우, 호흡의 방향은 "날숨"으로 판단된다. 또한, 측정된 압력의 크기에 따라 호흡의 유량 및 유속이 결정된다. 상술한 예시에서 압력의 부호(음수 및 양수)에 따른 호흡의 방향은 반대로 설정될 수도 있다.For example, the first window 2710 of pressure data can confirm that the air pressure measured by the pressure sensor is lower than atmospheric pressure, which represents the pressure section due to inhalation. Also, for example, the second window 2720 of pressure data can confirm that the air pressure measured by the pressure sensor is higher than atmospheric pressure, which represents the pressure section due to exhalation. Additionally, for example, when a differential pressure sensor is used, the sign of the pressure is determined depending on the flow direction, and the magnitude of the pressure has a one-to-one functional relationship with the respiratory flow rate (flow rate). Specifically, when the magnitude of the pressure measured using the differential pressure sensor is a negative number, the direction of breathing is determined to be “inhalation”, and when the magnitude of the pressure is a positive number, the direction of breathing is determined to be “exhalation.” Additionally, the flow rate and flow rate of respiration are determined depending on the size of the measured pressure. In the above-described example, the direction of breathing according to the sign of pressure (negative and positive) may be set in the opposite direction.
또한, 예를 들어, 도 8에 도시된 실험 데이터를 통해, 본 개시의 측정 장치를 통한 심박과 관련된 시계열 데이터의 산출의 정확도를 확인할 수 있다. PPG 측정 방식의 정확도를 판단하기 위해, 심전도를 정확히 측정할 수 있는 polar chest belt를 활용한 ECG 측정 방식을 레퍼런스로 활용할 수 있다. In addition, for example, through the experimental data shown in FIG. 8, the accuracy of calculation of time series data related to heart rate through the measuring device of the present disclosure can be confirmed. To determine the accuracy of the PPG measurement method, the ECG measurement method using a polar chest belt that can accurately measure the electrocardiogram can be used as a reference.
구체적으로, 도 8의 (a)는 운동량이 변화함에 따라 심전도 측정 기반의 ECG 측정 방식에 따른 심박 데이터이고, 도 8의 (b)는 운동량이 변화함에 따라 PPG 센서를 이용해 측정한 심박 데이터이다. 도 8의 (c)를 참조하면, PPG 센서를 이용해 측정한 심박 데이터가 ECG 측정한 심박 데이터를 완벽히 추종하는 것을 확인할 수 있다. Specifically, Figure 8 (a) is heart rate data according to an ECG measurement method based on electrocardiogram measurement as the amount of exercise changes, and Figure 8 (b) is heart rate data measured using a PPG sensor as the amount of exercise changes. Referring to (c) of FIG. 8, it can be seen that the heart rate data measured using the PPG sensor perfectly follows the heart rate data measured by the ECG.
심박 측정 실험을 통해 검증한 바, 운동량이 변화함에 따라 ECG 측정한 심박 데이터를 완벽히 추종하는 것을 확인할 수 있었다. (ECG 측정 방식은 심전도를 측정하기 때문에 PPG 측정 방식의 정확도를 판단하기 위한 레퍼런스로 활용된다.)As verified through a heart rate measurement experiment, it was confirmed that the heart rate data measured by ECG was perfectly tracked as the amount of exercise changed. (Because the ECG measurement method measures the electrocardiogram, it is used as a reference to determine the accuracy of the PPG measurement method.)
다시 도 6을 참조하면, 컴퓨팅 장치는 압력 데이터를 미리 학습된 제1 모델(2610) 및 미리 학습된 제2 모델(2620)에 입력할 수 있다. Referring again to FIG. 6 , the computing device may input pressure data into a pre-trained first model 2610 and a pre-trained second model 2620.
이때, 제1 모델(2610)은 압력 데이터를 기반으로 호흡수(또는 호흡률)를 예측하도록 학습된 신경망 모델일 수 있다. At this time, the first model 2610 may be a neural network model learned to predict respiration rate (or respiration rate) based on pressure data.
컴퓨팅 장치(2000)는 압력 데이터를 제1 모델(2610)의 입력 레이어에 입력하고, 제1 모델(2610)의 적어도 하나의 레이어를 통해 호흡수 데이터를 출력하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 9의 (a)는 제1 시간 구간 동안의 호흡수 데이터(2910)를 도시한다. The computing device 2000 may be configured to input pressure data into the input layer of the first model 2610 and output respiratory rate data through at least one layer of the first model 2610. For example, (a) of FIG. 9 shows respiratory rate data 2910 during a first time period.
제2 모델(2620)은 압력 데이터를 기반으로 분당환기량을 예측하도록 학습된 신경망 모델일 수 있다. The second model 2620 may be a neural network model learned to predict ventilation per minute based on pressure data.
컴퓨팅 장치(2000)는 압력 데이터를 제2 모델(2620)의 입력 레이어에 입력하고, 제2 모델(2620)의 적어도 하나의 레이어를 통해 분당환기량 데이터를 출력하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 9의 (b)는 제1 시간 구간 동안의 분당환기량 데이터(2920)를 도시한다. The computing device 2000 may be set to input pressure data into the input layer of the second model 2620 and output per minute ventilation data through at least one layer of the second model 2620. For example, (b) of FIG. 9 shows minute ventilation data 2920 during the first time period.
또한, 컴퓨팅 장치는 PPG 데이터를 미리 학습된 제3 모델(2630)에 입력할 수 있다. Additionally, the computing device may input PPG data into a pre-trained third model 2630.
제3 모델(2630)은 PPG 데이터를 기반으로 심박수를 예측하도록 학습된 신경망 모델일 수 있다. The third model 2630 may be a neural network model learned to predict heart rate based on PPG data.
컴퓨팅 장치(2000)는 PPG 데이터를 제3 모델(2630)의 입력 레이어에 입력하고, 제3 모델(2630)의 적어도 하나의 레이어를 통해 심박수 데이터를 출력하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 9의 (c)는 제1 시간 구간 동안의 심박수 데이터(2930)를 도시한다. The computing device 2000 may be configured to input PPG data into the input layer of the third model 2630 and output heart rate data through at least one layer of the third model 2630. For example, (c) of FIG. 9 shows heart rate data 2930 during a first time period.
도 10은, 다양한 실시예들에 따른, 컴퓨팅 장치가 운동 상태에 연관되는 데이터를 획득하기 위한 방법을 도시한 도면이다. FIG. 10 is a diagram illustrating a method for a computing device to obtain data related to an exercise state, according to various embodiments.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치는 사용자의 운동 중 산소 섭취량을 추정함으로써 사용자의 운동 강도를 식별할 수 있다. 즉, 컴퓨팅 장치에 의해 예측되는 산소 섭취량은 사용자의 운동 강도와 비례한다. According to one embodiment of the present disclosure, the computing device may identify the user's exercise intensity by estimating the user's oxygen intake during exercise. In other words, the oxygen intake predicted by the computing device is proportional to the user's exercise intensity.
일반적으로, 환기량은 산소 섭취량(운동 강도)에 비례하여 증가한다. 그런데, 운동 강도가 강해짐에 따라, 호흡량(환기량)이 급격히 증가하는 지점이 발생하는데, 상기 지점을 환기 역치(또는 젖산 역치, Ventilatory Threshold, VT)라 한다. 또한, 본 명세서에 걸쳐 기재된 "환기 역치"의 용어는 상기 환기 역치가 발생한 지점을 포함하는 운동 강도를 의미하는 것으로, 환기 역치에 대응되는 값을 의미할 수도 있고, 해당 값을 포함하는 운동 강도 구간을 의미할 수도 있다. 또는, "환기 역치"의 용어는 상기 환기 역치가 발생한 지점을 포함하는 산소 섭취량을 의미하는 것으로, 환기 역치에 대응되는 산소 섭취량 값을 의미할 수도 있고, 해당 값을 포함하는 산소 섭취량 구간을 의미할 수도 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치는 운동 능력에 연관되는 적어도 하나의 시계열 데이터를 기초로 환기 역치를 식별함으로써 적어도 하나의 환기 역치를 추정할 수 있다. Generally, ventilation increases proportionally to oxygen intake (exercise intensity). However, as the exercise intensity becomes stronger, a point occurs where the respiratory volume (ventilation volume) rapidly increases, and this point is called the ventilatory threshold (or lactate threshold, VT). In addition, the term "ventilation threshold" used throughout this specification refers to the exercise intensity including the point where the ventilation threshold occurs, and may also mean a value corresponding to the ventilation threshold, and an exercise intensity section including the value. It may mean. Alternatively, the term "ventilation threshold" refers to the oxygen intake including the point where the ventilation threshold occurs, and may mean the oxygen intake value corresponding to the ventilation threshold, or may mean the oxygen intake section including the corresponding value. It may be possible. A computing device according to an embodiment of the present disclosure may estimate at least one ventilation threshold by identifying the ventilation threshold based on at least one time series data related to exercise ability.
일 예로, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치는 산소 섭취량 및 분당환기량을 기반으로 적어도 하나의 환기 역치를 예측할 수 있다. As an example, a computing device according to an embodiment of the present disclosure may predict at least one ventilation threshold based on oxygen intake and minute ventilation.
도 10의 (a)를 참조하면, 컴퓨팅 장치는 동작 S2509의 제4 시계열 데이터를 획득한 후에, 산소 섭취량에 연관되는 제4 시계열 데이터 및 분당환기량에 연관되는 제2 시계열 데이터 사이의 상관 데이터를 산출할 수 있다(S3001).Referring to (a) of FIG. 10, after acquiring the fourth time series data in operation S2509, the computing device calculates correlation data between the fourth time series data related to oxygen intake and the second time series data related to minute ventilation amount. You can do it (S3001).
또한, 컴퓨팅 장치는 상관 데이터를 기반으로 적어도 하나의 환기 역치 를 결정할 수 있다(S3003). 구체적으로, 컴퓨팅 장치는 상관 데이터의 적어도 하나의 변곡점을 추출함으로써 적어도 하나의 환기 역치를 결정할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 산소 섭취량이 증가함에 따른 환기량의 증가량이 급격히 변하는 구간(또는 지점)을 식별함으로써 적어도 하나의 환기 역치를 결정할 수 있다. Additionally, the computing device may determine at least one ventilation threshold based on the correlation data (S3003). Specifically, the computing device may determine at least one ventilation threshold by extracting at least one inflection point of the correlation data. The computing device may determine at least one ventilation threshold by identifying a section (or point) where the increase in ventilation volume as oxygen intake increases rapidly changes.
도 11은, 다양한 실시예들에 따른, 산소 섭취량 및 분당 환기량 사이의 상관 데이터의 일 예시를 도시한 도면이다. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of correlation data between oxygen intake and minute ventilation, according to various embodiments.
도 11을 참조하면, 산소 섭취량(VO2)에 대한 분당환기량(VE)의 상관 관계를 기초로 상관 데이터(3110)가 정의되는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 11, it can be seen that correlation data 3110 is defined based on the correlation of minute ventilation (VE) with oxygen intake (VO2).
이 경우, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치는 산소 섭취량 및 분당환기량의 상관 데이터(3110)를 기반으로 적어도 하나의 환기 역치 (VT)를 결정할 수 있다. In this case, the computing device according to an embodiment of the present disclosure may determine at least one ventilation threshold (VT) based on correlation data 3110 of oxygen intake and minute ventilation.
또한, 다시 도 10의 (a)를 참조하면, 컴퓨팅 장치는 적어도 하나의 환기 역치를 기반으로 운동 상태 정보 제공할 수 있다(S3005). 구체적으로, 컴퓨팅 장치는 실시간 산소 섭취량 및 환기 역치를 비교하여 운동 상태 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치는 실시간 산소 섭취량이 환기 역치 이상일 경우, 고강도 운동 상태(예: 젖산염 생성이 활발한 운동 상태)인 것으로 판단할 수 있고, 실시간 산소 섭취량이 환기 역치 이하일 경우, 저강도 운동 상태인 것으로 판단할 수 있다. Additionally, referring again to (a) of FIG. 10, the computing device may provide exercise state information based on at least one ventilation threshold (S3005). Specifically, the computing device may provide exercise status information by comparing real-time oxygen uptake and ventilation threshold. For example, if the real-time oxygen intake is above the ventilation threshold, the computing device may determine that it is in a high-intensity exercise state (e.g., an exercise state in which lactate production is active), and if the real-time oxygen intake is below the ventilation threshold, it may be determined that the computing device is in a low-intensity exercise state. It can be judged that
또한, 컴퓨팅 장치는 적어도 하나의 환기 역치를 기초로 훈련 강도를 설정할 수 있다. 구체적으로, 컴퓨팅 장치는 고강도 훈련을 위해, 적어도 하나의 환기 역치 이상의 산소 섭취량이 달성되도록 훈련을 유도할 수 있다. Additionally, the computing device may set training intensity based on at least one ventilatory threshold. Specifically, the computing device may guide training to achieve an oxygen uptake above at least one ventilatory threshold for high-intensity training.
이러한, 컴퓨팅 장치를 통한 훈련은 실시간 운동 피드백을 통해 달성될 수 있는데, 운동 피드백을 통한 훈련 방법에 대해서는 도 12 및 도 13에 대한 기재에서 설명한다. Such training through a computing device can be achieved through real-time exercise feedback, and the training method through exercise feedback is described in the description of FIGS. 12 and 13.
다른 예로, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치는 호흡 및 심박 데이터를 기반으로 적어도 하나의 환기 역치를 예측할 수 있다. As another example, a computing device according to an embodiment of the present disclosure may predict at least one ventilation threshold based on breathing and heart rate data.
도 10의 (b)를 참조하면, 컴퓨팅 장치는 동작 S2507에 따라 제1 시계열 데이터 내지 제3 시계열 데이터를 획득한 후, 학습된 인공 지능 모델을 이용하여, 제1 시계열 데이터, 제2 시계열 데이터 및 제3 시계열 데이터 중 적어도 하나를 기초로 적어도 하나의 환기 역치를 결정할 수 있다(S3007). 이때, 인공지능 모델은 호흡 및 심박 데이터를 기반으로 적어도 하나의 환기 역치에 대응되는 값을 출력하도록 학습될 수 있다. Referring to (b) of FIG. 10, the computing device acquires first to third time series data according to operation S2507, and then uses the learned artificial intelligence model to obtain first time series data, second time series data, and At least one ventilation threshold may be determined based on at least one of the third time series data (S3007). At this time, the artificial intelligence model may be trained to output a value corresponding to at least one ventilation threshold based on breathing and heart rate data.
구체적으로, 컴퓨팅 장치는 호흡수에 연관되는 제1 시계열 데이터, 분당환기량에 연관되는 제2 시계열 데이터 및 심박수에 연관되는 제3 시계열 데이터를 학습된 인공지능 모델에 입력할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치는 학습된 인공지능 모델의 적어도 하나의 레이어를 통해 적어도 하나의 환기 역치에 대응되는 값을 출력하도록 설정할 수 있다. 또한, 이 경우, 컴퓨팅 장치는 학습된 인공지능 모델의 적어도 하나의 레이어를 통해 실시간 산소 섭취량에 연관되는 제4 시계열 데이터를 출력하도록 더 설정될 수 있다. Specifically, the computing device may input first time series data related to respiratory rate, second time series data related to minute ventilation, and third time series data related to heart rate into the learned artificial intelligence model. Additionally, the computing device may be set to output a value corresponding to at least one ventilation threshold through at least one layer of the learned artificial intelligence model. Additionally, in this case, the computing device may be further configured to output fourth time series data related to real-time oxygen intake through at least one layer of the learned artificial intelligence model.
또한, 컴퓨팅 장치는 적어도 하나의 환기 역치를 기반으로 운동 상태 정보 제공할 수 있다(S3009).Additionally, the computing device may provide exercise state information based on at least one ventilation threshold (S3009).
도 12는, 다양한 실시예들에 따른, 컴퓨팅 장치가 운동 역량 정보에 연관되는 운동 피드백을 제공하는 일 실시예를 도시한 도면이다. FIG. 12 is a diagram illustrating an example in which a computing device provides exercise feedback related to exercise capability information, according to various embodiments.
도 12를 참조하면, 측정 장치 및/또는 사용자 디바이스는 제1 운동 모드로 설정될 수 있다(S3201). 이때, 본 개시에서의 제1 운동 모드는 운동 상태에 대한 정보를 사용자에게 제공하기 위한 적어도 하나의 전자 장치의 동작 모드를 의미할 수 있다. 예를 들어, 측정 장치 또는 사용자 디바이스가 제1 운동 모드로 설정됨에 따라, 사용자는 측정 장치 또는 사용자 디바이스를 통해 운동 상태의 변화에 대한 알람 등을 수신할 수 있다. Referring to FIG. 12, the measuring device and/or the user device may be set to the first exercise mode (S3201). At this time, the first exercise mode in the present disclosure may mean an operation mode of at least one electronic device for providing information about the exercise state to the user. For example, as the measuring device or user device is set to the first exercise mode, the user may receive an alarm about a change in exercise state, etc. through the measuring device or user device.
또한, 측정 장치는 사용자의 호흡 및 심박을 측정할 수 있다(S3203). 또한, 측정 장치는 호흡 및 심박을 측정함으로써 획득된 센싱 데이터를 컴퓨팅 장치에 전송할 수 있다(S3205).Additionally, the measuring device can measure the user's breathing and heart rate (S3203). Additionally, the measuring device may transmit sensing data obtained by measuring breathing and heart rate to the computing device (S3205).
컴퓨팅 장치는 센싱 데이터를 기반으로 산소 섭취량 데이터를 예측할 수 있다(S3207). 이 경우, 컴퓨팅 장치는 결정된 적어도 하나의 환기 역치를 기초로 운동 상태 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치는 사용자의 운동 중 산소 섭취량이 환기 역치에 도달하는 경우 운동 상태를 저강도 운동에서 고강도 운동으로 변경할 수 있다. The computing device can predict oxygen intake data based on sensing data (S3207). In this case, the computing device may obtain exercise state information based on at least one determined ventilation threshold. For example, the computing device may change the exercise state from low-intensity exercise to high-intensity exercise if the user's oxygen intake during exercise reaches the ventilatory threshold.
운동 중 최대 산소 섭취량은 사용자의 유산소 운동 능력을 나타내는 지표일 수 있다. 또한, 운동 중 최대 산소 섭취량 대비 환기 역치의 강도는 사용자의 운동 역량을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 최대 산소 섭취량 대비 환기 역치가 높은 강도에서 형성되는 경우, 사용자의 운동 역량이 높은 것으로 평가할 수 있다. Maximum oxygen intake during exercise may be an indicator of the user's aerobic exercise capacity. Additionally, the intensity of ventilation threshold compared to maximum oxygen intake during exercise can indicate the user's exercise capacity. Specifically, if the ventilation threshold relative to maximum oxygen intake is formed at a high intensity, the user's exercise capacity can be evaluated as high.
이에 따라, 컴퓨팅 장치는 미리 저장된 최대 산소 섭취량 정보 및 결정된 적어도 하나의 환기 역치를 비교하여 운동 역량 정보 획득할 수 있다(S3211). 여기서, 최대 산소 섭취량 정보는 사용자의 운동 중 측정되는 산소 섭취량 데이터를 기반으로 최대 값을 추출함으로써 획득될 수 있다. 이때, 최대 산소 섭취량 정보는 미리 정해진 운동 프로토콜에 따라 획득되어 메모리에 미리 저장될 수 있다. Accordingly, the computing device may obtain exercise capacity information by comparing the pre-stored maximum oxygen intake information and at least one determined ventilation threshold (S3211). Here, maximum oxygen intake information can be obtained by extracting the maximum value based on oxygen intake data measured during the user's exercise. At this time, maximum oxygen intake information may be obtained according to a predetermined exercise protocol and stored in advance in memory.
예를 들어, 컴퓨팅 장치는 최대 산소 섭취량 대비 환기 역치 사이의 비율을 기초로 운동 역량 정보를 획득할 수 있다. For example, the computing device may obtain exercise capacity information based on the ratio between ventilatory threshold to maximum oxygen uptake.
이에 따라, 컴퓨팅 장치는 최대 산소 섭취량 대비 환기 역치 사이의 비율을 기초로 운동 역량을 나타내는 지표를 산출하여 제공할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치는 최대 산소 섭취량 대비 환기 역치의 비율이 소정의 비율 이상인 경우, 사용자의 높은 운동 역량 지표를 산출하도록 설정될 수 있다. Accordingly, the computing device may calculate and provide an indicator indicating exercise capacity based on the ratio between maximum oxygen intake and ventilation threshold. For example, the computing device may be set to calculate an index of the user's high exercise capacity when the ratio of the ventilation threshold to the maximum oxygen intake is greater than a predetermined ratio.
또한, 컴퓨팅 장치는 미리 설정된 훈련 프로그램에 따라, 운동 역량 정보에 연관되는 운동 피드백을 측정 장치 또는 사용자 디바이스에 운동 피드백을 전송할 수 있다(S3213). 예를 들어, 컴퓨팅 장치는 환기 역치에 대응되는 운동 강도로 운동하도록 피드백을 전송할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. Additionally, the computing device may transmit exercise feedback related to exercise capability information to the measurement device or user device according to a preset training program (S3213). For example, but not limited to, the computing device may transmit feedback to exercise at an exercise intensity corresponding to the ventilatory threshold.
이때, 피드백은 측정 장치에 포함되는 적어도 하나의 스피커를 통한 음성 피드백, 사용자 디바이스를 통한 햅틱 피드백 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. At this time, the feedback may include, but is not limited to, voice feedback through at least one speaker included in the measurement device, haptic feedback through a user device, etc.
또한, 컴퓨팅 장치는 훈련 프로그램에서 제시하는 훈련 정보와의 사용자의 운동 상태 정보의 매칭 정도를 기반으로 스코어링할 수 있다. 구체적으로, 컴퓨팅 장치는 미리 설정된 훈련 프로그램에 따른 운동 상태 및 실제 운동 상태를 비교하여, 훈련 수행에 대한 점수를 산출하여 제공할 수 있다. Additionally, the computing device may score based on the degree of matching between the training information presented in the training program and the user's exercise state information. Specifically, the computing device may compare the exercise state according to the preset training program and the actual exercise state, calculate and provide a score for training performance.
또한, 컴퓨팅 장치는 운동이 수행되는 제1 시간 구간 동안의 운동 그래프를 제공할 수 있다. 구체적으로, 컴퓨팅 장치는 제1 시간 구간에 따른 운동 강도 정보(산소 섭취량 데이터), 환기 역치 정보, 또는 시간 구간에 따른 운동 상태 정보, 최대 산소 섭취량 정보 등을 나타내는 운동 그래프를 제공할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. Additionally, the computing device may provide an exercise graph during a first time period in which the exercise is performed. Specifically, the computing device may provide an exercise graph indicating exercise intensity information (oxygen uptake data), ventilation threshold information, exercise state information according to the time section, maximum oxygen uptake information, etc. according to the first time section. It is not limited.
도 13은, 다양한 실시예들에 따른, 컴퓨팅 장치가 운동 강도 정보에 연관되는 운동 피드백을 제공하는 일 실시예를 도시한 도면이다. FIG. 13 is a diagram illustrating an example in which a computing device provides exercise feedback related to exercise intensity information, according to various embodiments.
도 13을 참조하면, 측정 장치 및/또는 사용자 디바이스는 제2 운동 모드로 설정될 수 있다(S3301). 이때, 본 개시에서의 제2 운동 모드는 운동 강도에 대한 정보를 사용자에게 제공하기 위한 적어도 하나의 전자 장치의 동작 모드를 의미할 수 있다. 예를 들어, 측정 장치 또는 사용자 디바이스가 제2 운동 모드로 설정됨에 따라, 사용자는 측정 장치 또는 사용자 디바이스를 통해 운동 강도의 변화에 대한 알람 등을 수신할 수 있다. Referring to FIG. 13, the measuring device and/or the user device may be set to the second exercise mode (S3301). At this time, the second exercise mode in the present disclosure may refer to an operation mode of at least one electronic device for providing information about exercise intensity to the user. For example, as the measuring device or user device is set to the second exercise mode, the user may receive an alarm about a change in exercise intensity, etc. through the measuring device or user device.
또한, 측정 장치는 사용자의 호흡 및 심박을 측정할 수 있다(S333). 또한, 측정 장치는 호흡 및 심박을 측정함으로써 획득된 센싱 데이터를 컴퓨팅 장치에 전송할 수 있다(S335).Additionally, the measuring device can measure the user's breathing and heart rate (S333). Additionally, the measuring device may transmit sensing data obtained by measuring breathing and heart rate to the computing device (S335).
컴퓨팅 장치는 센싱 데이터를 기반으로 산소 섭취량 데이터를 예측할 수 있다(S3307).The computing device can predict oxygen intake data based on sensing data (S3307).
또한, 컴퓨팅 장치는 미리 저장된 최대 산소 섭취량 정보 및 예측된 산소 섭취량을 비교함으로써 운동 강도 정보를 획득할 수 있다(S3309). 구체적으로, 컴퓨팅 장치는 최대 산소 섭취량 대비 실시간 산소 섭취량을 비교하여, 최대 강도 대비 현재 운동 강도를 나타내는 지표를 산출함으로써 실시간 운동 강도 정보를 획득할 수 있다. Additionally, the computing device may obtain exercise intensity information by comparing the pre-stored maximum oxygen intake information and the predicted oxygen intake (S3309). Specifically, the computing device can obtain real-time exercise intensity information by comparing real-time oxygen intake with maximum oxygen intake and calculating an index indicating current exercise intensity compared to maximum intensity.
또한, 컴퓨팅 장치는 운동 강도 정보에 연관되는 피드백을 측정 장치 또는 사용자 디바이스에 전송할 수 있다(S3311). 이 경우, 컴퓨팅 장치는 미리 설정된 훈련 프로그램에 따라 운동 강도 정보에 연관되는 피드백을 전송할 수 있다. Additionally, the computing device may transmit feedback related to exercise intensity information to the measurement device or user device (S3311). In this case, the computing device may transmit feedback related to exercise intensity information according to a preset training program.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited examples and drawings, various modifications and variations can be made by those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components are used. Alternatively, appropriate results may be achieved even if substituted or substituted by an equivalent.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims also fall within the scope of the claims described below.

Claims (15)

  1. 컴퓨팅 장치의 동작 방법에 있어서, In a method of operating a computing device,
    상기 컴퓨팅 장치에 포함되는 적어도 하나의 프로세서에 의해, By at least one processor included in the computing device,
    제1 시간 구간 동안 감지된 적어도 하나의 센싱 데이터를 기초로 사용자의 생체 정보를 획득하는 단계; 상기 생체 정보를 획득하는 단계는, Obtaining biometric information of a user based on at least one piece of sensing data detected during a first time period; The step of acquiring the biometric information is,
    사용자의 호흡에 따라 감지된 제1 센싱 데이터를 기초로 상기 제1 시간 구간에서의 호흡수(RF)를 예측함으로써 호흡수에 연관되는 제1 시계열 데이터를 획득하는 단계; Obtaining first time series data related to the respiratory rate by predicting the respiratory rate (RF) in the first time period based on first sensing data detected according to the user's breathing;
    상기 제1 센싱 데이터를 기초로 상기 제1 시간 구간에서의 분당환기량(VE)를 예측함으로써 분당환기량에 연관되는 제2 시계열 데이터를 획득하는 단계; 및Obtaining second time series data related to the minute ventilation volume (VE) by predicting the minute ventilation volume (VE) in the first time period based on the first sensing data; and
    사용자의 심박에 따라 감지된 제2 센싱 데이터를 기초로 상기 제1 시간 구간에서의 심박수(HR)를 예측함으로써 심박수에 연관되는 제3 시계열 데이터를 획득하는 단계; 를 포함하고, 및Obtaining third time series data related to the heart rate by predicting the heart rate (HR) in the first time period based on second sensing data detected according to the user's heart rate; Includes, and
    학습된 제1 모델을 이용하여, 상기 제1 시계열 데이터, 상기 제2 시계열 데이터 또는 상기 제3 시계열 데이터 중 적어도 하나를 기초로 상기 제1 시간 구간에서의 산소 섭취량에 연관되는 제4 시계열 데이터를 예측하는 단계; 를 포함하는 동작 방법.Using the learned first model, predict fourth time series data related to oxygen intake in the first time period based on at least one of the first time series data, the second time series data, or the third time series data. steps; An operation method comprising:
  2. 제1항에 있어서, According to paragraph 1,
    상기 제4 시계열 데이터를 기초로, 상기 제1 시간 구간 동안의 산소 섭취량의 변화를 나타내는 제1 운동 정보를 획득하여 사용자 디바이스에 제공하는 단계;를 더 포함하는 동작 방법. Based on the fourth time series data, obtaining first exercise information indicating a change in oxygen intake during the first time period and providing the first exercise information to the user device.
  3. 제1항에 있어서, According to paragraph 1,
    상기 제2 시계열 데이터 및 상기 제4 시계열 데이터를 기반으로 산소 섭취량 및 분당환기량 사이의 상관 데이터를 산출하는 단계; 및calculating correlation data between oxygen intake and minute ventilation based on the second time series data and the fourth time series data; and
    상기 상관 데이터를 기반으로 적어도 하나의 환기 역치를 결정하는 단계;를 더 포함하는 동작 방법.A method of operation further comprising: determining at least one ventilation threshold based on the correlation data.
  4. 제1항에 있어서, According to paragraph 1,
    학습된 제2 모델을 이용하여, 상기 제1 시계열 데이터, 상기 제2 시계열 데이터 및 상기 제3 시계열 데이터를 기초로 상기 제1 시간 구간에서의 적어도 하나의 환기 역치를을 결정하는 단계;를 더 포함하는 동작 방법.Using the learned second model, determining at least one ventilation threshold in the first time interval based on the first time series data, the second time series data, and the third time series data; further comprising; How to operate.
  5. 제1항에 있어서, According to paragraph 1,
    상기 제1 시계열 데이터, 상기 제2 시계열 데이터, 상기 제3 시계열 데이터 및 상기 제4 시계열 데이터 중 적어도 하나를 기초로 적어도 하나의 환기 역치를 결정하는 단계; 및determining at least one ventilation threshold based on at least one of the first time series data, the second time series data, the third time series data, and the fourth time series data; and
    상기 적어도 하나의 환기 역치를 기반으로 제2 운동 정보를 획득하여 사용자 디바이스에 제공하는 단계;를 더 포함하는 동작 방법.An operating method further comprising obtaining second exercise information based on the at least one ventilation threshold and providing the second exercise information to a user device.
  6. 제1항에 있어서, According to paragraph 1,
    미리 저장된 최대 산소 섭취량 정보 및 상기 제4 시계열 데이터를 기초로 최대 산소 섭취량 대비 현재 산소 섭취량을 나타내는 제3 운동 정보를 획득하는 단계;를 더 포함하는 동작 방법.An operating method further comprising acquiring third exercise information indicating current oxygen intake compared to maximum oxygen intake based on pre-stored maximum oxygen intake information and the fourth time series data.
  7. 제1항에 있어서, According to paragraph 1,
    상기 제1 시계열 데이터, 상기 제2 시계열 데이터, 상기 제3 시계열 데이터 및 상기 제4 시계열 데이터 중 적어도 하나를 기초로 적어도 하나의 환기 역치를 결정하는 단계; 및determining at least one ventilation threshold based on at least one of the first time series data, the second time series data, the third time series data, and the fourth time series data; and
    미리 저장된 최대 산소 섭취량 정보 및 상기 적어도 하나의 환기 역치 를 기초로 최대 산소 섭취량 대비 환기 역치를 나타내는 제4 운동 정보를 획득하는 단계;를 더 포함하는 동작 방법.An operation method further comprising: acquiring fourth exercise information indicating a ventilation threshold relative to the maximum oxygen intake based on pre-stored maximum oxygen intake information and the at least one ventilation threshold.
  8. 제1항에 있어서, According to paragraph 1,
    상기 제4 시계열 데이터는 실시간으로 획득하도록 설정되고, The fourth time series data is set to be acquired in real time,
    상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 실시간으로 획득되는 상기 제4 시계열 데이터를 기초로 운동에 연관되는 피드백을 사용자 디바이스 또는 측정 장치 중 적어도 하나로 전송하는 단계;를 더 포함하는 동작 방법.An operation method further comprising transmitting, by the at least one processor, feedback related to exercise to at least one of a user device or a measurement device based on the fourth time series data acquired in real time.
  9. 제1항에 있어서, According to paragraph 1,
    상기 적어도 하나의 센싱 데이터는 측정 장치와의 통신 연결을 기초로 상기 측정 장치로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 동작 방법.An operating method, characterized in that the at least one sensing data is received from the measurement device based on a communication connection with the measurement device.
  10. 제1항에 있어서, According to paragraph 1,
    상기 제1 센싱 데이터는 사용자의 호흡에 의한 압력 값을 감지함으로써 획득되고, 상기 제2 센싱 데이터는 사용자 신체의 적어도 일부분에서 PPG 데이터를 감지함으로써 획득되는 것을 특징으로 하는 동작 방법.The first sensing data is obtained by detecting a pressure value due to the user's breathing, and the second sensing data is obtained by detecting PPG data from at least a portion of the user's body.
  11. 제1항에 있어서,According to paragraph 1,
    상기 제4 시계열 데이터를 획득하는 단계는, The step of acquiring the fourth time series data is,
    상기 생체 정보 및 사용자 정보를 상기 제1 모델에 입력하는 단계; 및 Inputting the biometric information and user information into the first model; and
    상기 제1 모델에 포함되는 적어도 하나의 레이어를 통해 상기 제4 시계열 데이터를 출력하는 단계;를 포함하는 동작 방법. An operating method comprising: outputting the fourth time series data through at least one layer included in the first model.
  12. 제1항에 있어서,According to paragraph 1,
    사용자 주변 환경의 온도, 습도 또는 기압 중 적어도 하나를 나타내는 환경 정보를 획득하는 단계;를 더 포함하고, Further comprising: obtaining environmental information indicating at least one of temperature, humidity, or atmospheric pressure of the user's surrounding environment,
    상기 환경 정보를 고려하여 상기 생체 정보를 획득하거나, 상기 환경 정보를 더 이용하여 상기 제4 시계열 데이터를 예측하는 것을 특징으로 하는 동작 방법.An operation method characterized by acquiring the biometric information by considering the environmental information, or predicting the fourth time series data by further using the environmental information.
  13. 제11항에 있어서, According to clause 11,
    상기 제1 모델은 LSTM(Long short-term memory), RNN(Recurrent Neural Network), GRU(Gated Recurrent Unit), DCRNN(Diffusion Convolution Recurrent Neural Network), ODE(Ordinary Differential Equation) 기반 모델, GCN(Graph Convolution Network), Transformer 모델, 또는 multi-modal transformer 모델 중 적어도 하나를 포함하는 동작 방법. The first model is Long short-term memory (LSTM), Recurrent Neural Network (RNN), Gated Recurrent Unit (GRU), Diffusion Convolution Recurrent Neural Network (DCRNN), Ordinary Differential Equation (ODE)-based model, and Graph Convolution (GCN). An operation method that includes at least one of a Network), a Transformer model, or a multi-modal transformer model.
  14. 컴퓨팅 장치로서, As a computing device,
    메모리; 및 Memory; and
    상기 메모리와 전자적으로 연결되는 적어도 하나의 프로세서;를 포함하고, At least one processor electronically connected to the memory,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, The at least one processor,
    사용자의 호흡에 따라 감지된 제1 센싱 데이터를 기초로 제1 시간 구간에서의 호흡수(RF)를 예측함으로써 호흡수에 연관되는 제1 시계열 데이터를 획득하고, Obtain first time series data related to the respiratory rate by predicting the respiratory rate (RF) in the first time period based on the first sensing data detected according to the user's breathing,
    상기 제1 센싱 데이터를 기초로 상기 제1 시간 구간에서의 분당환기량(VE)를 예측함으로써 분당환기량에 연관되는 제2 시계열 데이터를 획득하고,Obtaining second time series data related to the minute ventilation volume (VE) by predicting the minute ventilation volume (VE) in the first time period based on the first sensing data,
    사용자의 심박에 따라 감지된 제2 센싱 데이터를 기초로 상기 제1 시간 구간에서의 심박수(HR)를 예측함으로써 심박수에 연관되는 제3 시계열 데이터를 획득하고, 및Obtaining third time series data related to the heart rate by predicting the heart rate (HR) in the first time period based on the second sensing data detected according to the user's heart rate, and
    학습된 제1 모델을 이용하여, 상기 제1 시계열 데이터, 상기 제2 시계열 데이터 및 상기 제3 시계열 데이터를 기초로 상기 제1 시간 구간에서의 산소 섭취량에 연관되는 제4 시계열 데이터를 예측하도록 설정되는 컴퓨팅 장치. Using the learned first model, set to predict fourth time series data related to oxygen intake in the first time interval based on the first time series data, the second time series data, and the third time series data. Computing device.
  15. 제14항에 있어서, According to clause 14,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 The at least one processor
    상기 제4 시계열 데이터를 기초로, 상기 제1 시간 구간 동안의 산소 섭취량의 변화를 나타내는 제1 운동 정보를 획득하여 사용자 디바이스에 제공하도록 더 설정되는 컴퓨팅 장치.Based on the fourth time series data, the computing device is further set to obtain first exercise information indicating a change in oxygen intake during the first time period and provide the first exercise information to the user device.
PCT/KR2023/011519 2022-08-05 2023-08-04 Computing system for providing exercise information to user, computing system operation method, and exercise information provision system comprising computing system WO2024029997A2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20220097702 2022-08-05
KR10-2022-0097702 2022-08-05
KR1020230101510A KR20240020682A (en) 2022-08-05 2023-08-03 A computing device for providing exercise information to a user, a method of operating the computing device, and a system comprising the computing device for providing exercise information
KR10-2023-0101510 2023-08-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2024029997A2 true WO2024029997A2 (en) 2024-02-08
WO2024029997A3 WO2024029997A3 (en) 2024-03-28

Family

ID=89849673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/011519 WO2024029997A2 (en) 2022-08-05 2023-08-04 Computing system for providing exercise information to user, computing system operation method, and exercise information provision system comprising computing system

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024029997A2 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101301305B1 (en) * 2009-08-28 2013-09-10 주식회사 누가의료기 Method of exercise prescription
KR101576666B1 (en) * 2014-03-06 2015-12-21 서울대학교 산학협력단 System and method for cardiopulmonary fitness estimation in daily life
KR20160139219A (en) * 2015-05-27 2016-12-07 삼성전자주식회사 Method and apparatus of estimating physiological index of user on maximal or sub maximal exercise intensity based on rating of perceived exertion
KR102558738B1 (en) * 2016-04-04 2023-07-24 삼성전자주식회사 Method and apparatus of assessing cardiopulmonary fitness
KR20190106092A (en) * 2018-03-07 2019-09-18 정태성 Monitoring and analysis system of bio signal using wearable device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024029997A3 (en) 2024-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2262573A2 (en) Training apparatus and method based on motion content
WO2022124551A1 (en) Wearable electronic device comprising multiple electrodes
WO2022131657A1 (en) Electronic device for providing exercise guide and operating method thereof
WO2021101073A1 (en) Apparatus for acquiring biometric data and method therefor
WO2024029997A2 (en) Computing system for providing exercise information to user, computing system operation method, and exercise information provision system comprising computing system
WO2018044059A1 (en) Fitness monitoring system.
JP2017127562A (en) Motion information acquisition apparatus and motion information acquisition method
WO2020235982A1 (en) Method and device for providing exercise information
WO2023282451A1 (en) Method and apparatus for training inner concentration
WO2022139239A1 (en) Wearable device, system including electronic device and wearable device, and method
WO2022015081A1 (en) Wearable device and method for measuring human body impedance
KR20240020682A (en) A computing device for providing exercise information to a user, a method of operating the computing device, and a system comprising the computing device for providing exercise information
CN110337316A (en) Information processing equipment, information processing method and program
WO2022203190A1 (en) Electronic device for providing exercise program using medical data and method therefor
WO2022019494A1 (en) Electronic device and method for measuring gas using audio module
WO2019143056A1 (en) Apparatus and method for determining calibration timing for blood pressure measurement in electronic device
WO2022039502A1 (en) Electronic apparatus for measuring biological signal, and operation method in electronic apparatus
EP3856018A1 (en) Electronic device and method for identifying occurrence of hypotension
WO2022225206A1 (en) Electronic apparatus and method by which electronic apparatus provides electrocardiogram-based health information
WO2023282437A1 (en) Electronic device and method by which electronic device measures user context-based oxygen saturation
WO2022231105A1 (en) Electronic device for determining panic disorder, and operation method thereof
WO2023033286A1 (en) Electronic apparatus for mental healthcare and control method therefor
WO2021261914A1 (en) Electronic device for measuring electrocardiogram and operation method in electronic device
WO2023018222A1 (en) Wearable electronic device and method by which wearable electronic device provides brushing teeth information
WO2024063314A1 (en) User terminal device for adaptively controlling fan speed of mask, and method for controlling same

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23850497

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2