WO2012165882A2 - Apparatus for rehabilitation exercise, wearable communication apparatus, and application system and method for applying same - Google Patents

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    • A63B2225/50Wireless data transmission, e.g. by radio transmitters or telemetry

Definitions

  • the present invention relates to a rehabilitation exercise device, a wearable communication device that can be used for a variety of purposes such as exercise (training), game / entertainment, data input, and remote cooperative rehabilitation training, remote control of electronic devices using such devices
  • This relates to a possible application system and a training schedule optimization method applicable to the above apparatus or application system.
  • finger assist force required for rehabilitation of the hand function of a stroke patient does not need sufficient force to perform normal hand function like the general person, and it is more effective to assist the minimum force for performing specific task training. Finger assist forces need not be constant and need to be constantly changed to appropriate values depending on other factors such as rehabilitation status and motivation.
  • the data input device may be used by attaching a device such as a keyboard, a mouse, or a joystick when implementing the external type of the wireless terminal device, but it is inconvenient to carry.
  • a device such as a keyboard, a mouse, or a joystick
  • the built-in keyboard, key buttons, direction keys, etc. are inconvenient for the user to operate due to the small size.
  • the size of the terminal device is small, the size of the keypad and keys is also small, so data input is not easy. It is inconvenient to use a small input device compared to the user's hand, and a person with a thick finger may make a mistake of wrongly pressing a key.
  • the wearable game control device as disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 2011-0012334, is provided with a separate key button, direction selection button, and the like for game operation. Accordingly, there is a difficulty in implementing various hand gestures, postures, position variations, and the like of the user, and thus, there are limitations in various game operations, and there are aspects that are difficult to be utilized in various application fields other than games.
  • a first object of the present invention is to provide a rehabilitation exercise apparatus and a method for assisting finger rehabilitation of a patient with a finger disorder or a person in need of rehabilitation of a finger.
  • a third object of the present invention is to use a wearable communication device capable of sensing various body motions of a user and quickly and easily perform operations of an electronic device, an operation of an application running on the electronic device, and data input through communication interworking therewith.
  • the present invention provides a remote control system using a wearable communication device, which can be controlled and enables more intuitive data input and motion control.
  • a fourth object of the present invention is to provide a training schedule optimization method using a brain science exercise learning model and an optimal control theory when training a single or a plurality of exercise tasks.
  • a device for finger rehabilitation exercise there is provided a device for finger rehabilitation exercise
  • a wireless communication module configured to detect hand motion information according to at least one of a finger movement, a change in posture of a hand, and a change in position of a hand;
  • a rehabilitation exercise glove including a control unit for controlling the user's hand motion information detected by the detection unit to be transmitted to a communication terminal located remotely through the wireless communication module, and manufactured in the form of a glove;
  • An object generator configured to generate a virtual hand-shaped object corresponding to the received hand gesture information of the user when the hand gesture information is received from the rehabilitation exercise glove by the communication module;
  • a finger rehabilitation exercise apparatus including a communication terminal including a control unit for controlling the hand-shaped object generated by the object generating unit to be displayed on a display screen.
  • a device comprising: a first finger rehabilitation exercise device including a first rehabilitation exercise glove and a first communication terminal, and used for a finger rehabilitation exercise of a first user; And a communication server configured to perform data communication with the first communication terminal and to relay data communication between a second communication terminal by a second user located at a distance with the first communication terminal and cooperating with a rehabilitation exercise of the first user.
  • a remote cooperative rehabilitation training system comprising a.
  • a first wireless communication module A first detector configured to detect hand motion information according to at least one of a movement of a finger of the first user, a change in posture of a hand, and a change in position of a hand; And a control unit which transmits the hand gesture information detected by the first sensing unit to the first communication terminal through the first wireless communication module.
  • the first communication terminal the first communication terminal
  • a first communication module Create a virtual first hand-shaped object corresponding to the hand motion information of the first user received from the first rehabilitation exercise gloves, and rehabilitation of the first user from the second communication terminal by relaying the communication server
  • a first object generation unit generating a virtual cooperation object corresponding to the received rehabilitation exercise cooperation information when the cooperation information regarding the exercise is received;
  • a controller configured to display, on a display screen, a first rehabilitation exercise assistance image in which the first hand-shaped object and the virtual cooperative object are generated by the first object generator.
  • the apparatus may further include a second finger rehabilitation exercise device used for the finger rehabilitation exercise of the second user.
  • a second wireless communication module A second sensor configured to detect hand motion information according to at least one of a movement of a finger of the second user, a change in posture of a hand, and a change in position of a hand;
  • a second rehabilitation exercise glove including a control unit for transmitting the hand gesture information detected by the second detection unit to the second communication terminal through the second wireless communication module, and the second communication terminal.
  • the second communication terminal the second communication terminal
  • a second communication module A second object generator configured to generate a virtual second hand-shaped object corresponding to the hand gesture information of the second user received from the second rehabilitation exercise glove; And a control unit for transmitting the received hand gesture information of the second user to the communication server through the second communication module and displaying the generated second hand object on a display screen.
  • a remote control system using a wearable communication device, the wearable communication device which is worn on a user's body and transmits motion sensing information generated at a worn portion to a remote electronic device; And an electronic device that is driven by the electronic device, performs network connection with the wearable communication device, obtains user motion information from the motion sensing information received from the wearable communication device, and corresponds to the obtained user motion information.
  • a remote control system comprising a device interworking agent, which controls the operation of any one of the applications running on the electronic device.
  • a method of optimizing a training schedule when training a single or a plurality of exercise tasks comprising: measuring an initial learning level of an individual exercise task, and brain science exercise learning for the individual exercise task; Predicting the parameters of the model, optimizing the long-term learning based on the learning level of the individual exercise task, the brain science exercise learning model, the parameters of the brain science exercise learning model corresponding to the individual exercise task, and the optimal control theory
  • a training schedule optimization method comprising the step of finding a training schedule.
  • the effect of the rehabilitation exercise can be enhanced by assisting the finger rehabilitation therapist to make the rehabilitation exercise more enjoyable and visually stimulating the rehabilitation exercise.
  • the rehabilitation training by the cooperation of two or more persons in the remote, there is an effect that can improve the sociality of rehabilitation patients.
  • a wearable communication device that can sense a variety of body movements of the user and through the communication interworking with the operation of the electronic device, the operation of the application running on the electronic device, data input, etc. Quick and easy control, more intuitive data input, motion control is possible.
  • the present invention when the present invention is applied as a game control system, there is an effect that can maximize the user's interest through the reproduction of more various application operations, more intuitive game control.
  • the fourth aspect of the present invention in training a single or a plurality of exercise tasks, there is an effect that can optimize the training schedule using the brain science exercise learning model and the optimal control theory.
  • it is widely applied to athlete training, music equipment training, and rehabilitation training to which exercise learning is applied, thereby maximizing the training effect.
  • FIG. 1 is a view for explaining the overall finger rehabilitation exercise device according to the first aspect of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining the rehabilitation exercise gloves according to the first aspect of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of a communication terminal according to the first aspect of the present invention performing communication with a rehabilitation exercise glove and performing a finger rehabilitation exercise assistance method.
  • FIG. 4 is a view for explaining a finger rehabilitation exercise assistance method according to a first aspect of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing an application example of the finger rehabilitation exercise assistance method according to the first aspect of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining the overall cooperative rehabilitation training system according to a second aspect of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing an application example of the remote cooperative rehabilitation training method according to the second aspect of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining a rehabilitation training method according to a second aspect of the present invention by a remote cooperative rehabilitation training system.
  • FIG 9 is an overview of a remote control system using the wearable communication device according to the third aspect of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram of a device interlocking agent driven on a wearable communication device and an electronic device according to a third aspect of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart schematically illustrating a remote control method according to interworking between a wearable communication device and a device interworking agent according to a third aspect of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a training schedule optimization method using a brain science exercise learning model and an optimal control theory according to a fourth aspect of the present invention.
  • one component when one component is referred to as “connected” or “connected” with another component, the one component may be directly connected or directly connected to the other component, but in particular It is to be understood that, unless there is an opposite substrate, it may be connected or connected via another component in the middle.
  • ⁇ unit refers to a unit for processing at least one function or operation, which means hardware or software or hardware and It can be implemented in a combination of software.
  • the rehabilitation patient will be described in the case of using the rehabilitation exercise (training) through the finger movement, the rehabilitation exercise apparatus according to the present invention, in addition to the purpose of rehabilitation, to increase the muscle strength of the finger or to practice the fine hand movement
  • the required person may use it for a specific purpose.
  • the finger rehabilitation exercise device of the present invention is useful to those who have a specific purpose of increasing the strength of the finger (for example, a person who needs to greatly increase the grip of the hand such as a wrestler, a gymnast, etc.). Make it clear first that it can be used.
  • an apparatus and a rehabilitation exercise assisting method for a finger rehabilitation exercise in connection with a finger rehabilitation exercise are disclosed.
  • FIGS. 1 to 5 of the accompanying drawings an apparatus and a rehabilitation exercise assisting method for a finger rehabilitation exercise according to a first aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 of the accompanying drawings.
  • 1 is a view for explaining the overall finger rehabilitation exercise device.
  • the finger rehabilitation exercise device may include a rehabilitation exercise glove 100b and a communication terminal 200b connected thereto.
  • the rehabilitation exercise glove 100b may be manufactured in the form of a glove that can be worn on the hand to assist the rehabilitation exercise (training) of the finger rehabilitation patient (see FIG. 2), as in the block diagram of FIG. 1,
  • the wireless communication module 14 may include a detector 12 and a controller 16.
  • FIG. 1 illustrates only some of the main components, and in addition, a configuration for performing basic functions (for example, the battery of FIG. 2) or a configuration required for adding various functions (for example, EMG It is obvious that the addition of a measurement function may further include an EMG sensor.
  • the rehabilitation exercise glove 100b basically transmits various hand motion information (ie, finger movement, hand posture change, hand position change (movement), etc.) of a user wearing the glove by a wireless communication method. It serves to transmit to the external communication terminal (200b). Detailed configuration description for this will be described later with reference to FIG.
  • the communication terminal 200b receives the hand motion information transmitted from the rehabilitation exercise glove 100b, and a virtual hand object corresponding to the received hand motion information of the user (hereinafter, referred to as a user hand object). Name) and display it on the display screen. Accordingly, the finger rehabilitation patient can immediately visually check his or her hand movement in the process of the finger rehabilitation exercise, thereby being able to be motivated to the rehabilitation exercise and become interested in the rehabilitation exercise. . This will be more clearly understood from the following description, and the specific configuration of the communication terminal 200b for this will be described later with reference to FIG. 3.
  • the rehabilitation exercise glove 100b may include a wireless communication module 14, a sensor 12, and a controller 16.
  • a wireless communication module 14 may include a wireless communication module 14, a sensor 12, and a controller 16.
  • each component is demonstrated in order.
  • the detection unit 12 serves to detect various hand motion information of a rehabilitation patient wearing the rehabilitation exercise glove 100b.
  • the hand motion information that may be sensed by the sensor 12 may include at least one of a finger movement, a change in posture of the hand, and a change (movement) of the hand.
  • the sensing unit 12 may include the following detailed components.
  • the detector 12 may include a finger angle sensor as indicated in FIG. 2.
  • the finger angle sensor may be installed at a portion corresponding to the position where each finger is inserted when the user wears gloves.
  • the finger angle sensor may be installed to extend in the longitudinal direction of the finger on the glove portion corresponding to the back surface or the bottom surface of the finger.
  • a finger angle sensor may be separately installed at each portion corresponding to each node of the finger. That is, the installation site and the number of installation of the finger angle sensor may be variously modified according to needs and designs.
  • the sensing unit 12 may further include a sensor (eg, a gyro sensor, a gravity sensor, an acceleration sensor, etc.) for detecting a change in posture of a user's hand and / or a change in position of the hand.
  • a sensor eg, a gyro sensor, a gravity sensor, an acceleration sensor, etc.
  • the sensing unit 12 can confirm a change in posture, such as hand inversion, rotation, and the like, and can also confirm a position change of the hand indicating a two-dimensional or three-dimensional movement trajectory by the hand.
  • the sensing unit 12 may further include a pressure sensor, a force sensor, and the like, if necessary, so that the rehabilitation patient may sense a force (grip force, etc.) input during the finger rehabilitation exercise process.
  • the controller 16 may determine that the information is included. Control to be transmitted to the communication terminal 200b remotely located through the wireless communication module 14.
  • the controller 16 may transmit the hand gesture information detected by the sensor 12 to the communication terminal 200b as it is, and collect or / or predefine the sensing data output from each sensor. After processing to transmit to the communication terminal 200b.
  • the rehabilitation exercise glove 100b and the communication terminal 200b may be connected in a wired manner.
  • the wireless communication module 14 is mounted on the rehabilitation exercise glove 100b. Therefore, a description will be given mainly on the case of transmitting the corresponding hand gesture information to the communication terminal 200b through a wireless communication method.
  • a Bluetooth communication method may be used as shown in FIG. 2.
  • the communication terminal 200b since the communication terminal 200b also includes a Bluetooth communication module, the communication terminal 200b may be connected to the rehabilitation glove 100b and peer-to-peer to directly receive the hand gesture information.
  • a communication method for transmitting and receiving hand gesture information is not limited to the above-described Bluetooth method, and various short-range wireless communication methods such as WIFI Direct technology may be used.
  • the communication method between the rehabilitation exercise glove 100b and the communication terminal 200b is not limited to the short range wireless communication method.
  • the communication terminal 200b may receive the user's hand motion information transmitted from the rehabilitation exercise glove 100b through a wireless relay device such as an access point (AP).
  • AP access point
  • the rehabilitation exercise glove 100b has been described.
  • the configuration of the communication terminal 200b for assisting the finger rehabilitation exercise of the rehabilitation patient will be described with reference to FIG. 3.
  • FIG. 3 is a block diagram of a communication terminal communicating with a rehabilitation exercise glove and performing a finger rehabilitation exercise assistance method.
  • the communication terminal 200b may include a communication module 210, a camera module 220, a user input unit 230, a storage unit 240, an image output device 250, and an audio output device ( 255, an object generator 260, an image processor 270, a controller 280, and a power source 290.
  • the components shown in FIG. 3 are components provided according to an example of the communication terminal 200b, and may be implemented as a communication terminal having fewer components or a communication terminal having more components. .
  • the communication terminal 200b for performing a function to assist the finger rehabilitation exercise in accordance with the communication connection with the rehabilitation exercise gloves 100b such as a mobile phone, a smartphone, a tablet PC (smart pad), a notebook, etc. It may have a form of a terminal (or mobile terminal) having portability. However, this is because, in the case of having a portable terminal, the rehabilitation patient has the advantage of being able to perform the rehabilitation exercise anytime and anywhere without a specific spatial limitation, and the communication terminal 200b is in the form of a fixed terminal such as a desktop PC or a smart TV. You may have.
  • the communication terminal 200b includes a communication module 210 capable of receiving hand motion information from the rehabilitation exercise glove 100b, and virtualizes the hand motion information on the screen.
  • the terminal type is not particularly limited.
  • the communication terminal 200b is a portable terminal used by the rehabilitation patient.
  • the camera module 220, the user input unit 230, the storage unit 240, the image output device 250, the audio output device 255, the image processor 270, the power supply unit 290, and the like are illustrated. Since the basic configuration of a mobile terminal such as a smartphone, a detailed description thereof will be omitted.
  • Figure 5 is a view showing an application example of the finger rehabilitation exercise assistance method.
  • a communication connection is made between the rehabilitation glove 100b and the communication terminal 200b.
  • the boot loader is automatically set to search for a nearby Bluetooth communication device by the boot loader.
  • the rehabilitation gloves 100b in the vicinity may be identified and a communication connection may be made thereto.
  • the control unit 280 of the communication terminal 200b as the communication connection is made between the rehabilitation gloves 100b and the communication terminal 200b, the rehabilitation exercise program 282 installed in the communication terminal 200b. It can be executed automatically (see step S102).
  • the rehabilitation exercise assistance screen (see FIG. 5) may be displayed on the display screen (see step S104).
  • the rehabilitation exercise auxiliary screen initially displayed on the screen may be a predetermined default screen.
  • a default screen may have various screen configurations depending on how the rehabilitation exercise program 282 is implemented.
  • a virtual user hand object which will be described later, may be set in a default screen to be displayed at a predetermined position and a finger posture.
  • the corresponding position and posture may be changed accordingly.
  • a virtual demonstration hand object and / or a virtual rehabilitation tool which will be described later, may also be displayed in advance in the default screen.
  • the communication connection step, the rehabilitation program execution step, and the like described through the steps S100, S102, and S104 may be different from those in FIG. 4. That is, in FIG. 4, the case in which the communication terminal 200b communicates with the rehabilitation exercise gloves 100b by searching for a nearby device capable of short-range communication in the booting process of the communication terminal 200b has been described. have. That is, the communication connection between the rehabilitation exercise glove 100b and the communication terminal 200b may be made after step S106 of FIG. 4. For example, only when the hand motion information of the user is detected in the rehabilitation exercise glove 100b, before performing step S108 (that is, transmitting the hand motion information to the communication terminal 200b) of FIG. 4, The rehabilitation exercise glove 100b may attempt to connect with the corresponding communication terminal 200b by searching for a surrounding communication device.
  • FIG. 4 illustrates the case where the execution step S102 of the rehabilitation exercise program is made after the communication connection step S100, the order may be reversed.
  • the rehabilitation patient or another person (guardian, therapist, etc.) executes the rehabilitation exercise program 282 installed in the communication terminal 200b, the communication connection between the devices may be made.
  • FIG. 4 illustrates a case in which the rehabilitation exercise program 282 is set to be executed automatically when a communication connection is established, on the contrary, after the hand motion information is received from the rehabilitation exercise glove 100b in step S108 of FIG. 4.
  • the rehabilitation exercise program 280 may be set to be automatically executed.
  • the rehabilitation exercise program 282 may be manufactured in the form of a software application and installed in the communication terminal 200b, or may be downloaded and installed from an external application providing server or the like.
  • the rehabilitation exercise program 282 includes information on a rehabilitation sequence that defines the order of the finger rehabilitation exercise, information on each rehabilitation operation required for the finger rehabilitation exercise, and an operation guide for guiding the rehabilitation operation. At least one of information and information on a rehabilitation tool to be used in the finger rehabilitation exercise may be included.
  • the operation guide information for guiding the rehabilitation operation may be composed of any one of text, voice, image, video or a combination of two or more thereof.
  • a rehabilitation operation of holding and releasing a hand may be used to guide the rehabilitation patient by text or voice, or an image or video demonstrating such an operation may correspond to the operation guide information.
  • the information on the rehabilitation tool is information on actual aids and objects that can be used for the finger rehabilitation exercise, which is then generated by the object generator 260 as a virtual object and displayed on the screen. This is to give the rehabilitation patient the experience of training with a real tool or object.
  • the cylindrical object of FIG. 5 corresponds to this.
  • the rehabilitation exercise program 282 may be updated in real time or periodically.
  • a rehabilitation exercise is performed by the communication terminal 200b receiving or periodically downloading training schedules, training guidance data, and the like, which are given by doctors, therapists, and the like who are in charge of rehabilitation of the rehabilitation patient from the server of the medical institution.
  • Program 282 may be updated continuously.
  • the hand motion information detected by the rehabilitation exercise glove 100b according to step S108 is transmitted to the communication terminal 200b. Is sent).
  • the transmission of the hand gesture information may be periodically performed at a predetermined time interval (for example, 0.2 seconds). Alternatively, only when a change occurs in the hand gesture information, the hand gesture information may be transmitted.
  • the object generation unit 260 of the communication terminal 200b virtually corresponds to the received user's hand motion information. Creates a hand-shaped object. Accordingly, the controller 280 of the communication terminal 200b displays the generated user hand object on the display screen (that is, the rehabilitation exercise assistance screen) in step S112.
  • FIG. 5 An example of this is shown in FIG. 5. Referring to FIG. 5, it can be seen that a virtual hand-shaped object that is performing the same hand gesture as the hand gesture actually taken by the user is displayed together on the rehabilitation exercise assistance screen.
  • the process of the above steps S110 and S112 may be repeated continuously whenever the user's hand motion information is received from the rehabilitation gloves 100b. That is, the object generator 260 continuously updates the virtual user hand object whenever the user's hand motion information is received, and the controller 280 updates the hand object when the hand object is updated.
  • the image of the hand-shaped object may be reflected in real time through the rehabilitation exercise assistance screen.
  • the communication terminal 200b may transmit the image related to the rehabilitation exercise assistance screen generated by the communication terminal 200b to another medium having a large display screen so that the corresponding screen is displayed through the screen of the other medium.
  • the cable may be connected to another large screen medium (for example, a TV, etc.) provided in a corresponding space through an HDMI (High Definition Multimedia Interface) terminal provided in the terminal.
  • the rehabilitation exercise assistance screen may be displayed on a large screen medium.
  • the screen may be transmitted to another medium through a wireless communication method or a near field communication method, rather than a wired connection method such as a cable.
  • the rehabilitation exercise program 282 may include information on various rehabilitation tools that can be used for finger rehabilitation exercises. Accordingly, when a rehabilitation tool is determined according to the rehabilitation exercise program 282 that can be usefully used to train the rehabilitation according to a specific rehabilitation operation, the object generator 260 may be configured to the rehabilitation tool in addition to the user's hand-shaped object. You can also create more virtual objects.
  • a cylindrical virtual object is illustrated as the virtual rehabilitation tool object. Accordingly, the rehabilitation patient may perform the rehabilitation exercise by changing his hand motion in accordance with a specific rehabilitation motion while viewing this on the screen. Examples are described below.
  • the controller 280 of the communication terminal 200b may overlap the area where the user hand-shaped object is displayed on the screen with the area where the rehabilitation tool object is displayed by a predetermined ratio or more, and receive the hand gesture of the received user. Based on the information, when it is determined that the user's finger is bent at a predetermined angle or more, it may be determined that the user has taken a virtual operation of grasping (holding) the virtual rehabilitation object.
  • the controller 280 determines that a change has occurred in the position of the user's hand according to the user's hand motion information which is subsequently received while the virtual operation of holding the rehabilitation tool object by hand is performed.
  • the tool object may be moved and displayed on the screen in response to a change in the position of the hand object.
  • the rehabilitation operation is the bending and releasing of the hands
  • the virtual rehabilitation tool has the shape of a flexible ball, for example.
  • the control unit of the communication terminal 200b may receive the user's hand motion information successively received in a state where an area where a user's hand object is displayed on the screen and a portion overlapping with the area where the rehabilitation tool object is displayed are present.
  • the shape of the rehabilitation tool object displayed on the screen may be modified as much as the user's hand object and the rehabilitation tool object overlap.
  • a demonstration hand object corresponding to a rehabilitation operation to be performed by a rehabilitation patient may be further displayed on the rehabilitation exercise assistance screen.
  • the object generator 260 may further generate a demonstration hand-shaped object for demonstrating the corresponding rehabilitation operation.
  • the demonstration hand object may be displayed on a screen area that does not overlap with the user's hand object on the rehabilitation exercise assistance screen.
  • a small window may be displayed at the bottom of the screen.
  • a demonstration hand object may be displayed on the left side of the screen, and a user hand object may be displayed on the right side.
  • the demonstration hand object may overlap the user's hand object, but may be displayed in a state that can be distinguished from each other.
  • a demonstration hand object that demonstrates rehabilitation behavior is displayed in a translucent state, and the user's hand object is initially displayed in a position overlaid with the user so that the user has the same hand as the demonstration hand object. It may be displayed so that it is easy to check whether or not the coincidence between the hand gestures of both when taking an action.
  • the background screen may be configured as an augmented reality screen of the above-described rehabilitation exercise assistance screen. That is, the communication terminal 200b sets the preview image (ie, the camera front image) obtained through the camera module 220 as a background screen, and then displays the finger-shaped object and the rehabilitation tool object described above, thereby rehabilitation of the rehabilitation. It may also implement an augmented reality environment for exercise.
  • the preview image ie, the camera front image
  • rehabilitation exercises performed through the rehabilitation exercise assistance screen may be configured as a type of game progression.
  • the rehabilitation exercise program 282 may also include game progress algorithms and data therefor.
  • the rehabilitation exercise may be implemented in a game form such as building blocks, blowing balloons, etc., depending on the implementation of the rehabilitation exercise program 282.
  • a rehabilitation patient can obtain a virtual experience such as moving a real block by performing a virtual action such as stacking a block, which is a virtual rehabilitation tool, at a specific position.
  • the rehabilitation patient repeats the action of squeezing and releasing the hand, and then a virtual action such as blowing a balloon through a virtual action such as repeatedly pressing an actual air injector.
  • a virtual action such as blowing a balloon through a virtual action such as repeatedly pressing an actual air injector.
  • an air injector may be displayed as a virtual rehabilitation tool object on the rehabilitation exercise assistance screen.
  • a rehabilitation training system that enables finger rehabilitation training through cooperation between respective users of two or more communication terminals remotely.
  • FIGS. 6 to 8 of the accompanying drawings a remote cooperative rehabilitation training system according to a second aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8 of the accompanying drawings.
  • FIG. 6 is a view for explaining the overall remote cooperative rehabilitation training system.
  • 7 is a diagram illustrating an application example of the remote cooperative rehabilitation training method.
  • a remote cooperative rehabilitation training system is a device for assisting a finger rehabilitation exercise of a first user (eg, a rehabilitation patient) who wants to perform finger rehabilitation training (hereinafter, referred to as a first finger).
  • a rehabilitation exercise device and a communication server 300b.
  • the remote cooperative rehabilitation training system is a second user side device (hereinafter referred to as a second finger rehabilitation exercise device) for cooperating with the first user to assist or perform rehabilitation training together with the finger of the first user. ) May be included.
  • a second finger rehabilitation exercise device for cooperating with the first user to assist or perform rehabilitation training together with the finger of the first user.
  • the first finger rehabilitation exercise device may include a rehabilitation exercise glove 1 (100c) and a communication terminal 1 (200c).
  • the second finger rehabilitation exercise device may also include a rehabilitation exercise glove 1 (100d) and a communication terminal 2 (200d), as shown in FIG.
  • the communication server 300b performs data communication with the communication terminal 1 200c and the communication terminal 2200d, thereby rehabilitating the first user by remotely communicating with the communication terminal 1 200c. It serves to relay data communication between the communication terminal 2 (200d) by the second user cooperating with.
  • both the first user and the second user may be rehabilitation patients requiring rehabilitation training
  • either one of the first user and the second user may serve only as a collaborator who cooperates in another finger rehabilitation training process. It can also be done.
  • a collaborator who cooperates in the finger rehabilitation training process may include a rehabilitation therapist, a doctor, a caregiver, and the like.
  • first finger rehabilitation exercise device and the second finger rehabilitation exercise device may be configured differently according to their respective roles in the rehabilitation training process, both may have the same configuration.
  • the second finger rehabilitation exercise device may be used. 1, the rehabilitation gloves 2 (100d) may be omitted.
  • the therapist may assist the rehabilitation training of the first user while directly wearing the rehabilitation exercise gloves 2 (100d), since the rehabilitation training may be protected / cooperated using only the communication terminal 2 (200d). to be.
  • the first therapist while using the rehabilitation exercise gloves 2 (100d), while watching the rehabilitation exercise auxiliary image to be described later screen sharing through his terminal (that is, communication terminal 2 (200d)), the first It can assist / cooperate the user's rehabilitation training.
  • the therapist may drag and drop a rehabilitation tool object (refer to reference numeral 208 of FIG. 7) to be described later on a screen displaying a rehabilitation exercise assistance image of a first user shared together through his terminal.
  • a rehabilitation tool object (refer to reference numeral 208 of FIG. 7)
  • rehabilitation training of a first user who shares this image can be assisted / cooperated.
  • the therapist's virtual hand object is displayed at a specific position on the rehabilitation exercise assisted image, the therapist uses the mouse, touch manipulation, key input, and the like to position and shape the virtual hand object. If implemented to operate the back, the therapist will be able to fully assist / cooperate with the rehabilitation training of the first user even if not necessarily using the rehabilitation exercise gloves 2 (100d).
  • the wireless communication module 12 may include a detector 14 and a controller 16.
  • FIG. 6 illustrates only some of the main components, and additionally, a configuration for performing basic functions (for example, a battery) or a configuration required for adding various functions (for example, adding an EMG measurement function). In this case, the EMG sensor may be further included.
  • Rehabilitation exercise glove 1 is basically a variety of hand motion information (ie, finger movements, hand posture change, hand position change (movement), etc.) of the first user wearing the glove by using a wireless communication method It serves to transmit to the communication terminal 1 (200c). This is the same as the detailed content of the rehabilitation exercise gloves 100b described above with reference to FIGS. 1 and 2, and thus redundant description will be omitted.
  • the communication terminal 1 (200c) receives the hand gesture information of the first user transmitted from the rehabilitation exercise glove 1 (100c), the virtual hand-shaped object corresponding to the received hand gesture information of the first user (hereinafter, This is called 'first hand object' and displays it on the display screen. Accordingly, the finger rehabilitation patient can immediately visually check his or her hand movement in the process of the finger rehabilitation exercise, thereby being able to be motivated to the rehabilitation exercise and become interested in the rehabilitation exercise. .
  • the specific configuration of the communication terminal 1 (200c) for this purpose may be the same as that of the communication terminal 200b of FIG. 3 described above, the description thereof will be omitted.
  • the contents related to the configuration and function of the rehabilitation exercise glove 1 (100c) may be applied to the rehabilitation exercise glove 2 (100d) as it is, and the contents related to the configuration and the function of the communication terminal 1 (200c) are also the communication terminal 2 (200d). Edo can be applied as it is by using only different subjects.
  • the rehabilitation exercise assistance process performed between the rehabilitation exercise glove 1 (100c) and the communication terminal 1 (200c) or / and between the rehabilitation exercise glove 2 (100d) and the communication terminal 2 (200d) is the same as described above in / It can be processed by a similar process, a detailed description thereof will be omitted.
  • the contents related to the "configuration method of the rehabilitation exercise assistance screen" described through the description of the finger rehabilitation exercise apparatus and the rehabilitation exercise assistance method according to the first aspect of the present invention may be equally applied thereto.
  • both the first user and the second user use a finger rehabilitation exercise device (i.e., the first and second finger rehabilitation exercise devices) having the same configuration, The case of cooperation in liver rehabilitation training will be described.
  • FIG. 8 is a view for explaining a rehabilitation training method according to an embodiment of the present invention by a remote cooperative rehabilitation training system.
  • FIG. 8 it is assumed that two rehabilitation patients perform cooperative rehabilitation training remotely for convenience of explanation.
  • step S210 as the communication terminal 1 (200c) constituting the first finger rehabilitation exercise device enters the cooperative rehabilitation training mode, in step S220, the communication terminal 1 (200c) and the communication terminal 2 (200d) is a communication server 300b. Communication connection through the relay of data communication.
  • the entry into the cooperative rehabilitation training mode is, for example, after the first user executes a rehabilitation exercise program of his or her communication terminal 1 (200c), the upper part of the rehabilitation exercise assistance screen that is driven according to the corresponding program and displayed on the screen. It may be entered by selecting a particular button for entering the cooperative rehabilitation training mode. In this case, the counterpart to cooperate in the cooperative rehabilitation training mode may be predetermined, but may be directly selected by the user. That is, the entry into the cooperative rehabilitation training mode is a communication through the relay of the communication server 300b with the requested counterpart terminal in response to a request by any one of two or more persons to be subjected to the cooperative rehabilitation training. By connection.
  • two or more patients who are to perform the cooperative rehabilitation training may execute a rehabilitation exercise program installed in the corresponding terminal in their respective terminals, thereby connecting to the communication server 300b, respectively, thereby establishing a communication connection with each other.
  • an IP address of the communication server 300b may be stored in advance in a rehabilitation exercise program installed in each terminal.
  • the communication server 300b may have a phone number and network connection information (for example, an IP address or a MAC address) of each terminal owned by patients, doctors and therapists capable of cooperative rehabilitation training.
  • the rehabilitation exercise program (for example, can be implemented in the form of a rehabilitation training application) installed in each terminal is connected to each other, so that the rehabilitation exercise program in each terminal Accordingly, a state in which mutual rehabilitation exercise information and cooperation information for the rehabilitation exercise (training) can be exchanged with each other may be achieved.
  • step S230 when the hand motion information of the rehabilitation patient 1 is received from the rehabilitation exercise glove 1 100c of the first user (hereinafter referred to as rehabilitation patient 1) to the communication terminal 1 200c.
  • the communication terminal 1 200c generates the virtual hand object of the rehabilitation patient 1 in correspondence with the received hand motion information.
  • the communication terminal 1 (200c) constructs a rehabilitation exercise assistance screen including the generated virtual hand object of the rehabilitation patient 1 and displays it on the display screen (see step S240 and reference numeral 206 of FIG. 7).
  • the rehabilitation exercise assistance screen displayed up to this step is, for example, a hand-shaped object 207 (which is a hand-shaped object that virtually expresses the hand motion of the second user, ie, the rehabilitation patient 2) on the screen 205 of FIG. 7.
  • the excluded screen may be configured.
  • step S235 is shown as preceded by step S240, but the order may be reversed and may be processed in parallel.
  • the communication terminal 2 200d may also generate a virtual hand object corresponding to the received hand motion information of the rehabilitation patient 1 according to the method described above, and configure the rehabilitation exercise assistance screen.
  • the rehabilitation exercise assistance screen displayed through the display screen of the communication terminal 1 200c is referred to as the rehabilitation exercise assistance screen 1 and the rehabilitation exercise assistance displayed through the display screen of the communication terminal 2 200c.
  • the screen will be referred to as rehabilitation exercise assistance screen 2.
  • FIG. 7 the case where the rehabilitation exercise assistance screen 1 and the rehabilitation exercise assistance screen 2 have the same screen configuration is illustrated.
  • the position and shape of the hand object of each patient are displayed in the same manner in both screens, the background screen may be differently displayed.
  • the hand shape is expressed the same on each screen, the position where the hand object is displayed may be displayed differently on both screens.
  • various modifications are possible depending on the implementation method.
  • step S2205 when the hand motion information of the rehabilitation patient 2 is received from the rehabilitation exercise glove 2 (100d) of the second user (that is, the rehabilitation patient 2) to the communication terminal 2 (200d), the communication terminal 2 (200d) ) May transmit the hand motion information of the rehabilitation patient 2 to the communication terminal 1 200c through the relay of the communication server 300b as in step S255.
  • the communication terminal 1 (200c) further generates a hand-shaped object corresponding to the hand motion information of the rehabilitation patient 2 transmitted from the communication terminal 2 (200d) through the object generating unit 160, and thus generated
  • the first rehabilitation exercise assistance screen is reconstructed so that the hand object of the rehabilitation patient 2 can be reflected and displayed on its first rehabilitation exercise assistance screen (see step S260).
  • the communication terminal 2 (200c) also generates a hand object (hereinafter referred to as a second hand object) for the rehabilitation patient 2 corresponding to the hand motion information received from the rehabilitation exercise glove 2 (100d) on its side. Then, the second rehabilitation exercise assistance screen can be reconstructed so as to be reflected in its second rehabilitation exercise assistance screen (see step S265).
  • a hand object hereinafter referred to as a second hand object
  • FIG. 7 A screen when the processes of steps S260 and S265 have been performed are shown in FIG. 5, where reference numeral 207 of FIG. 7 denotes the second hand object.
  • FIG. 7 a case in which the first rehabilitation exercise assistance screen displayed on the communication terminal 1 200c and the second rehabilitation exercise assistance screen displayed on the communication terminal 2 200d have exactly the same screen is illustrated.
  • the first rehabilitation exercise assistance screen and the second rehabilitation exercise assistance screen may have different screen configurations, but when they have the same screen configuration, they may be more effective in cooperative rehabilitation training of each rehabilitation patient. Therefore, hereinafter, methods of synchronizing both screens will be described.
  • the synchronization of the background screen constituting each rehabilitation exercise auxiliary screen may be used as follows.
  • the other terminal receives information regarding the augmented reality environment (for example, information about a preview image acquired through a camera from one terminal).
  • the screen reconstruction information such as identification information on the background screen selected by either terminal in the rehabilitation exercise program installed in each terminal may be synchronized to each other by transmitting to the other terminal.
  • both terminals may synchronize both by connecting to a cooperative rehabilitation training channel configured by a specific background screen in a rehabilitation exercise program.
  • the position and shape synchronization with respect to the hand-shaped object of each rehabilitation patient to be displayed on the background screen and the virtual rehabilitation tool object used for the cooperative rehabilitation exercise are, for example, the display position with respect to the rehabilitation tool object. That is, the coordinate) and the object selection (identification) information and the coordinate information about the display position of the hand-shaped object of each rehabilitation patient can be shared with each other through the relay of the communication server 300b to synchronize. There will be.
  • the rehabilitation exercise auxiliary screen displayed on both terminals can be shared the same, and each of the rehabilitation patients on the screen by taking a specific hand gesture, as if progressing a kind of game Rehabilitation training is available.
  • the hand-shaped object of the rehabilitation patient 1 and the hand-shaped object of the rehabilitation patient 2 are displayed overlapping each other with a specific rehabilitation tool object or more than a predetermined ratio, and the hand of the rehabilitation patient 1
  • the shape object and the hand object of the rehabilitation patient 2 each have a hand shape such that a finger is bent over a predetermined angle
  • the hand of the rehabilitation patient 1 and the hand of the rehabilitation patient 2 cooperate to grab the rehabilitation tool object.
  • Cooperative rehabilitation training may be possible, such as taking a fictitious action and then taking a cooperative action such as moving the rehabilitation tool object to a specific location.
  • FIG. 8 a description is given of a case in which cooperative rehabilitation training is performed by exchanging hand motion information of each rehabilitation patient in both terminals, but the cooperative information shared for giving and receiving cooperative rehabilitation training may vary.
  • the rehabilitation patient and the doctor share the above rehabilitation exercise assistance screen between the respective terminals, the doctor watches the rehabilitation training process of the rehabilitation patient through his terminal, and the rehabilitation timely necessary in the rehabilitation training process
  • the tool may be recommended, and in this case, the communication terminal of the rehabilitation patient may generate and reconfigure the object so that the virtual object related to the rehabilitation tool is displayed on the screen.
  • a remote control system using a wearable communication device is disclosed.
  • a remote control system using a wearable communication device according to a third aspect of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 9 to 11 of the accompanying drawings.
  • FIG. 9 is an overview of a remote control system using a wearable communication device
  • FIG. 10 is a block diagram of a device interworking agent driven on the wearable communication device and the electronic device.
  • a remote control system may include a wearable communication device 100e and an electronic device 200e interoperating therewith.
  • the electronic device 200e is a device including a communication module (see 1130 in FIG. 10) and a display (see 1110 in FIG. 10) for communicating with the wearable communication device 100e. If the device interworking agent 1200 is to be mounted or installed, this may be the case without any limitation. Of course, as a general configuration, as shown in FIG. 2, the power supply unit 1120, the memory 1140, and the electronic device controller 1150 may be further included. However, in the present specification, for convenience and concentration of the description, the electronic device 200e will be described with reference to a smart TV as shown in FIG. 1.
  • the wearable communication device 100e is worn on a user's body to obtain motion sensing information generated at a corresponding wearing portion according to a user's motion, and the predetermined communication device (in this embodiment, a short range wireless communication module). If the device can transmit the acquired information to the remote electronic device 200e through (refer to 50e of FIG. 10), of course, there is no particular limitation. That is, the wearable communication device 100e will be described with reference to the communication device in the form of a glove worn on the user's hand as shown in FIG. 9, but the wearing portion is not necessarily limited to the hand.
  • the wearable communication device 100e does not need to be worn only on any one body part of the user, and a plurality of wearable communication devices 100e are configured as one set, and are worn on the user's hands, both feet, and the like, respectively. It may work. This may be more clearly understood by the following description.
  • the wearable communication device 100e may include motion detection units 20e and 30e, a controller 40e, a short range wireless communication module 50e, and a battery 60e.
  • the present invention is not limited only to these components, and additional components may be further included according to needs and designs. Exemplary configurations and functions of the wearable communication device 100e applied to the remote control system according to the third aspect of the present invention will be described in detail several times with reference to the drawings of FIGS. 7, 8, and 2. In the following description, redundant description will be omitted.
  • the device interworking agent 1200 may include a network manager 1210, an information interpreter 1220, a device interworking manager 1230, and a lookup table 1240. Of course, it may further include an additional configuration in addition to the need or design, the lookup table 1240 may be included in the memory 1140 of the electronic device (200e).
  • the device interworking agent 1200 may be pre-loaded or installed in the electronic device 200e and driven on the electronic device 200e, but may be implemented in the form of firmware or software (application) and be a user of the electronic device 200e. You can also download and install it. For example, although not installed in advance in a smart TV, the user purchases the wearable communication device 100e according to the embodiment of the present invention separately and uses the wearable communication device 100e to use the electronic device 200e. ) And a device interworking agent 1200 suitable for the electronic device 200e to remotely control the operation of a specific application (for example, a specific game application to be described later, etc.) driven by the electronic device 200e. It can also be installed.
  • a specific application for example, a specific game application to be described later, etc.
  • the device interworking agent 1200 is driven on the electronic device 200e to perform device interworking and control between the electronic device 200e and the wearable communication device 100e. same.
  • the network manager 1210 When the wearable communication device 100e is identified through the communication module 1130 mounted on the electronic device 200e, the network manager 1210 performs a network connection for exchanging data with the wearable communication device 100e. .
  • the information interpreter 1220 may, from the motion sensing information received from the wearable communication device 100e, user motion information to be used for controlling any one of an operation of the electronic device 100e and an application running on the electronic device 100e. Acquire.
  • the user motion information is interpreted to be meaningful information for performing the remote control according to the present invention among the motion sensing information received from the wearable communication device 100e (that is, the intention of the user among the various actions taken by the user Operation information which is confirmed to be an operation for remote control).
  • the information interpreter 1220 filters the meaningful information with a remote control intention. It is responsible for extracting only actions. To this end, the information interpreter 1220 may refer to a specific table (hereinafter, referred to as a first lookup table) stored in the lookup table 1240.
  • the first lookup table may exist as, for example, the following table.
  • the information interpreter 1220 ignores the operations except the hand gestures defined in the table, and remotely controls only the hand gestures defined in the table. By determining that the user's intentional motion for the user can obtain only the user's motion information corresponding to the operation.
  • the user operation information to be transmitted to the device interworking manager 1230 which will be described later, may be operation identification information (ie, # 1) of the table.
  • the first lookup table is merely an example, and more various operations may be defined as meaningful user motion information.
  • a game application such as "tennis game” or “table tennis game”
  • a virtual player displayed on the game execution screen and identified with a user who enjoys the game.
  • the user behavior corresponding to the (virtual player) swinging the racket can be defined through the lookup table above.
  • a hand motion ie, bending the index finger or bending the index finger at the same time, moving the thumb, etc.
  • a hand motion ie, bending the index finger or bending the index finger at the same time, moving the thumb, etc.
  • the first lookup table may be defined differently according to the control target, the type and characteristic of the application, the virtual object, and the like.
  • the device interworking manager 1230 may perform an operation of the electronic device and an application running on the electronic device in response to the user operation information. It serves to control the operation and so on.
  • the device interworking manager 1230 may refer to a specific table stored in the lookup table 1240 (hereinafter referred to as a second lookup table) for the same control as described above.
  • a second lookup table a specific table stored in the lookup table 1240
  • An example second lookup table corresponding to the previous example may be as follows.
  • the second lookup table of the above example may be defined differently according to the control target, the type and characteristic of the application, the virtual object, and the like.
  • the second lookup table is merely an example in which user motion information and application motion control are mapped one-to-one assuming a first-person shooting game. Therefore, if it is utilized to control the motion of the electronic device itself, user motion information # 7 (move right hand) is channel up, # 8 (hand move left) is channel down, # 9 (move hand down) Volume down, # 10 (move up) may be mapped, such as volume up.
  • the execution application is a document writing application (for example, notepad, WORD, etc.)
  • the above user action information may correspond to each "Character". In the case of a CALL application, each "number" May be the equivalent of ".
  • the device interworking manager 1230 may perform different control operations according to the object of device control. For example, in the case of controlling the operation of the electronic device, the function of each device (audio volume, channel selection, screen switching, etc.) of the electronic device may be controlled based on the user operation information and the second lookup table. In the case of controlling the execution operation of the letter / number input application, the letter / number input may be performed through a virtual keyboard displayed on the screen. As another example, a user action may be performed to select icons displayed on the home screen. The pointer displayed in the application screen running on the electronic device may be controlled to follow the information. In addition, as will be described below, an operation corresponding to the user's motion information may be controlled to be reflected in the virtual object (see "Hand-shaped virtual object" in FIG. 5 described above) displayed in the running application screen.
  • FIG. 11 is a flowchart briefly illustrating a remote control method according to interworking between a wearable communication device and a device interworking agent.
  • the wearable communication device 100e when the wearable communication device 100e is turned on [step S12], when a connection request message is transmitted from the wearable communication device 100e [step S14], the network of the device interworking agent 1200 is connected.
  • the manager 1210 may identify the wearable communication device 100e (step S16). If so identified, the network manager 1210 performs a network connection with the wearable communication device 100e (step S18).
  • the device interworking manager 1220 may transfer control authority to at least one of an operation of the electronic device and an application running on the electronic device to the wearable communication device 100e.
  • Switch step S20
  • instruct the device list or the application list controllable by the wearable communication device 100e to be displayed on the screen of the electronic device 200e to the GUI (Graphic User Interface) [step] S22].
  • Such an instruction (request) is transmitted to the controller 1150 of the electronic device 200e, so that the electronic device controller 1150 generates a corresponding GUI and expresses it on the display screen.
  • the user of the wearable communication device 100e may visually check the objects that can be controlled through the screen of the electronic device 200e. Subsequently, when motion sensing information for selecting a control target is transmitted from the wearable communication device 100e according to the user selection (that is, the user takes an action of instructing such selection) [step S24], the device interworking agent 1200 ) May obtain user motion information related thereto through the information analyzer 1220. Based on the acquired information, the device interlocking manager 1230 performs setting for device control as intended by the user and completes the setting (step S26).
  • the device interworking manager 1230 is an information analyzer.
  • the control unit 1150 of the electronic device 200e is instructed (requested) to perform a corresponding control operation according to the user operation information acquired by the 1220 (step S32).
  • a process for selecting a control target to be remotely controlled by this that is, receiving motion sensing information regarding a GUI display process in step S22 and a selection operation in step S24).
  • this step may be omitted as needed or according to the implementation of the invention.
  • the wearable communication device 100e is set to have authority only for operation control of a specific application, the above step may be omitted.
  • the device interworking manager 1230 may perform the setting for device control by automatically executing the specific application related to the wearable communication device 100e.
  • the setting process for controlling the device through the device interworking manager 1230 according to step S26 may further include the following process. For example, if it is assumed that a specific application is running in the electronic device 200e, a specific control element (see "Hand virtual object" in FIG. 5 described above) among the elements displayed in the application execution screen is described. The process of converting the control right to the wearable communication device 100e may be further included.
  • the GUI presentation process according to the above-described step S22 may further include the following process according to the situation. For example, assuming that there are a plurality of identified wearable communication devices, it may be necessary to identify in which manner the plurality of wearable communication devices will be used by whom. Accordingly, in the above case, the device interworking manager 1230, for each of the identified wearable communication devices, may include a first selection item for selecting a user who will use the device and a second part for selecting a wearing part of the device. The GUI including at least one of the selection items may be displayed on the screen of the electronic device.
  • the device interworking manager 1230 may display the virtual displayed in the application screen running on the electronic device.
  • the control authority for each control element of the object may correspond to the plurality of wearable communication devices one by one.
  • the device interworking manager 1230 distinguishes the user operation information obtained by the information analyzing unit 1220 based on the identification information of the plurality of wearable communication devices, thereby allowing the virtual object to be classified by the control element. It can also be controlled independently.
  • the user wishes to remotely control the virtual player displayed through the "tennis game" screen using the wearable communication device 100e, the user wears one wearable communication device 100e on the right hand to perform operation / control.
  • one may want to operate by wearing a plurality of wearable communication devices. That is, in addition to one wearable communication device that controls the racket held by the right hand of the virtual player, the wearer may further wear the wearable communication device on both ankles, thereby controlling the left / right movement of the virtual player.
  • motion sensing information received from each of the set of wearable communication devices needs to be independently controlled in correspondence with each control element (i.e. racket, player's left / right movement) regarding the virtual player. For these cases, the above control can be useful.
  • control schemes may be utilized. This is described as follows. If the plurality of wearable communication devices are assigned to a single user by different wearing parts, two or more wearable communication devices may be provided in one control element due to a property of a virtual object displayed in a running application screen. There may be times when groups need to be set up. For example, a handle as a virtual object in a "car racing" game may correspond to this control element.
  • the device interworking manager 1230 may control the control element corresponding to the combined operation of the user motion information of each of the grouped wearable communication devices (for example, devices worn on the right hand and the left hand, respectively).
  • the handle can be controlled. That is, in this case, the user may remotely control the manipulation of the virtual handle displayed on the game execution screen by performing an operation such as operating a steering wheel using a communication device worn on both hands.
  • a plurality of wearable communication devices may be used differently for each user. That is, two or more users (i.e. game players) each want to remotely control a virtual object (e.g. a car race or a boxing match) assigned to them with their own communication device. can do.
  • the device interworking manager 1230 corresponds to the control authority for each virtual object expressed in the running application screen for each user, and the user action information acquired by the information analyzer 1220 is used for the plurality of wearables. By distinguishing based on each identification of the communication device, the virtual object can be controlled independently for each user.
  • a training schedule optimization method using a brain science exercise learning model and an optimal control theory when training a single or multiple exercise tasks is disclosed.
  • the training schedule optimization method to be described below may be programmed by a user terminal (not shown) such as a portable terminal, a PC, or a training schedule management server (not shown) connected to the user terminal and implemented by one or more processors. have.
  • the long-term learning level of the exercise task (measured after 24 hours after completing the training) has no correlation with the learning level observed during the exercise task training or the learning level of the fast learning module. Instead, it has been found that there is a significant positive correlation with the learning level of the slow learning module (Joiner and Smith, 2008 J Neuro Physiol).
  • the optimal control theory is a theory that finds an array of manipulated variables that optimizes a specific evaluation function on a target system expressed as a function of status and control.
  • Dynamic programming and the Fontryagin's maximum principle are two ways to find an array of manipulated values that optimize the evaluation function (Kirk 1970, Todorov 2007).
  • the present invention provides a method of finding a learning schedule that maximizes long-term learning levels when training single or multiple athletic tasks.
  • Long-term learning level refers to the learning level of an exercise task measured after a certain period of time (typically 24 hours or more) after completing the exercise task training.
  • maximizing long-term learning means optimizing a specific assessment function expressed as a function of the learning levels of the individual exercise tasks.
  • a feature of the present invention is to propose a method for finding a theoretically proven optimal learning schedule that maximizes long-term learning by applying a brain science exercise learning model and an optimal control theory to exercise training.
  • the present invention measures and normalizes the initial learning level of individual exercise tasks (see S400 of FIG. 12). Initial learning level measurements are typically performed before training, but can be included in the training process.
  • the individual exercise task When measuring the initial learning level before training, the individual exercise task is repeated a certain number of times before training, and then the average of the obtained values is averaged.
  • the measured value is inserted by randomly inserting the learning level measurement schedule in the middle of the training schedule.
  • the initial learning level measurement does not give the trainer feedback on the learning level to prevent learning from occurring during the measurement and inaccurate measurements.
  • the initial learning level value measured through the measurement process is normalized to the maximum possible learning level of the individual exercise task.
  • the present invention predicts the parameters of the brain science exercise learning model for the individual exercise task in order to apply the brain science exercise learning model (see S420 of FIG. 12).
  • Motor learning model parameters for individual exercise tasks are typically predicted using training data from other trainer groups, but may be predicted in real time from training data of individual trainers.
  • the exercise learning model parameters that best reproduce the training data of other trainer groups of individual exercise tasks may be the maximum likelihood method or the like. Obtained by regression analysis such as least square method.
  • real-time prediction methods such as non-linear Kalman filter are used to estimate the maximum posterior probability (from the trainee's learning level accumulated at each moment during training). Obtain the motor learning model parameters that guarantee the maximum posterior probability.
  • the present invention expresses an object system using an exercise learning model, an exercise learning model parameter of an individual exercise task, a trainee's learning level for an individual exercise task, and a training schedule to apply an optimal control theory (see S440 of FIG. 12). ).
  • the training level of the trainer for the individual exercise task is a state quantity, and the initial learning level value measured for the individual exercise task is used as an initial value.
  • the training schedule uses a value obtained by converting an exercise task presented at each time point as a manipulated variable into a mathematical vector.
  • the exercise learning model is an object system formula, and the parameter is a value predicted in the parameter prediction process of the exercise learning model.
  • the evaluation function uses the criteria that the trainer wants to achieve as a function of the state quantity and the manipulated quantity. For example, an evaluation function may be used to minimize the long-term mean-square error of multiple exercise tasks or to maximize the long-term mean-square performance.
  • the present invention uses an optimal control theory method, such as dynamic programming and the maximum principle of Fontriyagin, to find a training schedule that optimizes the evaluation function (see S460 in FIG. 12).
  • the optimal control theory can be used to find the optimal training schedule before training or in real time during training.
  • the optimal training schedule is found using the optimal control theory before the training using the predicted parameters.
  • the present invention converts the problem of selecting a training schedule in exercise learning into a formula for applying control theory using a brain science exercise learning model, and then theoretically optimizes long-term learning level by applying an optimal control theory. Show how to find a training schedule.
  • the present invention can be used to search for an optimal training schedule in tennis training.
  • the trainer To learn tennis, the trainer must learn two separate exercise tasks: the forehand stroke and the backhand stroke.
  • the present invention measures the trainee's learning level on an individual exercise task before training. To determine the level of training, the trainer performs a random forehand stroke and backhand stroke five times each. Make sure to close your eyes after the stroke so that the trainer does not receive visual feedback on the level of learning during the measurement.
  • the learning level for each stroke is expressed as a function of the geometric distance from the designated target point on the opposite side of the court to the ball's falling point after the stroke:
  • the maximum geometry is the geometry between the learner and the target.
  • the effective range of the learning level is 0 to 1, so that no normalization is required.
  • xf (t + 1) Af (t) * xf (t) + Bf (t) * e (t)
  • xs (t + 1) As (t) * xs (t) + Bs (t) * e (t) * c (t)
  • xf (t) is the state amount of the fast learning process at time t
  • Af is the forgetting speed parameter of the fast learning process
  • Bf is the learning speed parameter of the fast learning process.
  • xs (t) is a state vector of the slow learning process state value at time t, and is a mathematical vector of the slow learning process state values of the forehand stroke and the backhand stroke.
  • xs (t) (xs_1 (t), xs_2 (t)) '
  • Bs is the learning speed parameter of the slow learning process
  • e (t) is the error learning level at time t
  • c (t) is the manipulated value at time t.
  • y (t) is the learning level observed at time t
  • f (t) is the ideal learning level for the motor task presented at time t.
  • the training learning model parameters Af_1, Bf_1, As_1, Bs_1, Af_2, Bf_2, As_2, and Bs_2 are predicted using the training data of another trainer group. Two other groups of trainers train the forehand stroke and the backhand stroke, respectively, and then use least squares regression to find the motor learning model parameters that best represent the training data for each group. In other words,
  • y (i) is the actual training data at time i
  • y_hat (i) is the prediction obtained from the model equation at time i
  • N is the total number of training.
  • the maximum principle of the fontriagin which is one of the optimal control theory methods, may be used.
  • the expression function uses the following function to minimize long-term mean square error.
  • f_1 is the abnormal learning level for the forehand stroke
  • f_2 is the abnormal learning level for the backhand stroke
  • xs_1 (N) is the slow learning level for the forehand stroke at time N
  • xs_2 (N) is the backhand stroke at time N.
  • N is the total number of training.
  • H_1, H_2 and related variables are defined as follows.

Abstract

Provided is an apparatus for finger rehabilitation exercise, comprising: a rehabilitation exercise glove, which is made in a glove shape, comprising a wireless communication module, a sensor for sensing hand movement information in accordance with at least one of a finger movement, and a change in hand shape, a change in hand position, and a control portion for controlling so that the hand movement information of a user that is sensed by the sensor portion, which is transmitted to a remotely located communication terminal, through the wireless communication module; and the communication terminal comprising a communication module, an object generation portion for generating a virtual hand-shaped object which corresponds to the hand movement information of the user which is received, when the hand movement information is received from the rehabilitation exercise glove by means of the communication module, and a control portion for controlling so that the hand-shaped object that is generated by the object generation portion is displayed through a display screen.

Description

재활 운동 장치, 착용형 통신 장치 및 이를 응용한 응용 시스템 및 방법Rehabilitation exercise device, wearable communication device and application system and method using the same
본 발명은 재활 운동 장치와, 운동용(훈련용), 게임/오락용, 데이터 입력용 등 다용도로 활용할 수 있는 착용형 통신 장치, 그리고 이러한 장치를 이용하여 원격 협동 재활 훈련, 전자장치 원격 제어 등이 가능한 응용 시스템과, 위 장치 또는 응용 시스템에 적용 가능한 훈련 일정 최적화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a rehabilitation exercise device, a wearable communication device that can be used for a variety of purposes such as exercise (training), game / entertainment, data input, and remote cooperative rehabilitation training, remote control of electronic devices using such devices This relates to a possible application system and a training schedule optimization method applicable to the above apparatus or application system.
뇌졸중이나 파킨슨병 등의 경우, 병세에 따라 다양한 신체적 변화가 나타난다. 특히, 위와 같은 병의 경우, 손이 마비되고 손가락이 오그라드는 현상이 동반된다. 이러한 손의 마비와 손가락이 오그라드는 현상을 계속적으로 방치하면, 근육이나 관절이 점차 굳어져 움직일 때 통증을 느끼게 되고 신경이 회복되어도 정상적인 활동에 지장을 초래할 수 있다. 또한 위에서 설명한 특정 병에 의한 경우 이외에도, 불의의 사고에 의해 손가락의 움직임에 장애를 갖게 되는 경우도 많다. 따라서 이와 같은 경우, 그 마비가 오거나 장애를 갖게 된 손을 계속적으로 움직이게 재활 치료를 함으로써, 혈액순환과 신경소통을 촉진하여 운동 능력을 최대한 유지하게 해주는 것이 매우 중요하다.In case of stroke or Parkinson's disease, various physical changes occur depending on the condition. In particular, in the case of such a disease, the hand is paralyzed and the fingers are associated with the phenomenon of fading. If the numbness of the hand and finger gradation are left unattended, the muscles or joints become stiff and gradually feel pain when moving, and even nerve recovery may interfere with normal activities. In addition to the case of the above-mentioned specific disease, there are many cases where the movement of the finger is impaired by an accident. Therefore, in such a case, it is very important that the paralyzed or handicapped hand is continuously rehabilitated to maintain movement ability by promoting blood circulation and neural communication.
뇌졸중이나 파킨슨병 등의 신경장애 환자의 손을 지속적으로 움직이도록 유도하기 위하여 손 운동 보조 로봇 등의 다양한 보조수단이 개시되어 있으나 이들은 대부분 무게와 부피가 커 휴대하기가 어렵고 비용이 비싸 병원 등의 전문기관에서만 한정적으로 사용되고 있으며, 대중적으로 보급되지 못하고 있는 실정이다.Various assistive measures such as hand movement assisting robots have been disclosed to induce continuous movement of the hand of neurological disorders such as stroke and Parkinson's disease, but most of them are difficult to carry due to their weight and volume and are expensive. It is used only in institutions and is not widely distributed.
또한, 뇌졸중 환자의 손 기능을 재활시키는 훈련에 필요한 손가락 보조힘은 일반인과 같은 정상적인 손 기능을 하기 위한 충분한 힘이 필요한 것이 아니고 특정작업 훈련을 수행하기 위한 최소한의 힘을 보조해주는 것이 더 효과적이다. 그리고 손가락 보조힘은 일정할 필요가 없고 재활환자의 상태나 동기 부여와 같은 다른 여러 요소에 따라 적절한 값으로 계속 변화되어야 할 필요가 있다.In addition, the finger assist force required for rehabilitation of the hand function of a stroke patient does not need sufficient force to perform normal hand function like the general person, and it is more effective to assist the minimum force for performing specific task training. Finger assist forces need not be constant and need to be constantly changed to appropriate values depending on other factors such as rehabilitation status and motivation.
반면 종래기술에 따른 데이터 입력 장치는, 무선단말장치의 외장형으로 구현할 때는 키보드, 마우스 혹은 조이스틱 같은 장치를 부착하여 사용하면 되지만, 휴대하기가 불편하다. 그리고 내장형으로 구현할 경우에는 단말장치의 소형화 추세를 고려하여 접촉면을 소형화하는 데 노력해야 한다. 그래서 내장되어 있는 자판이나 키 버튼, 방향키 등은 작은 크기로 인하여 사용자가 조작하기 불편하다. 다시 말해서, 단말장치의 크기가 작기 때문에 키패드 및 키의 크기 또한 작을 수밖에 없어서 데이터 입력이 그리 용이하지만은 않다. 사용자의 손에 비해 작은 입력장치를 사용한다는 것이 불편하고, 손가락이 굵은 사람은 키를 잘못 누르는 실수를 하기도 한다.On the other hand, the data input device according to the related art may be used by attaching a device such as a keyboard, a mouse, or a joystick when implementing the external type of the wireless terminal device, but it is inconvenient to carry. In the case of the embedded type, it is necessary to make efforts to miniaturize the contact surface in consideration of the trend of miniaturization of the terminal device. Therefore, the built-in keyboard, key buttons, direction keys, etc. are inconvenient for the user to operate due to the small size. In other words, since the size of the terminal device is small, the size of the keypad and keys is also small, so data input is not easy. It is inconvenient to use a small input device compared to the user's hand, and a person with a thick finger may make a mistake of wrongly pressing a key.
또한 종래기술에 따른 착용형 게임 콘트롤 장치는, 한국공개특허공보 2011-0012334호에 개시된 바와 같이, 게임 조작을 위한 별도의 키 버튼, 방향 선택 버튼 등을 구비하고 있다. 이에 따라, 사용자의 다양한 손 동작, 자세, 위치 변동 등을 구현해내는데 어려움이 있어 다양한 게임 조작에는 한계가 있으며, 또한 게임 이외의 다양한 응용분야에는 활용되기 어려운 측면이 있다.In addition, the wearable game control device according to the prior art, as disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 2011-0012334, is provided with a separate key button, direction selection button, and the like for game operation. Accordingly, there is a difficulty in implementing various hand gestures, postures, position variations, and the like of the user, and thus, there are limitations in various game operations, and there are aspects that are difficult to be utilized in various application fields other than games.
또한 최근 운동 과학의 연구 결과는 운동 과제를 훈련할 때, 훈련을 마친 후 장기 학습 수준은 훈련 일정에 의존함을 일관되게 지지하고 있다. 장기 학습 수준을 높이는 데에는, 밀집 훈련 일정보다 분산 훈련 일정이 효과적이고, 단일 훈련 일정보다 가변 훈련 일정이 효과적이고, 순차별 훈련 일정보다 랜덤 훈련 일정이 효과적임이 밝혀졌다. 하지만 다양한 상황에서 일반적으로 어떻게 장기 학습 수준을 최적화하는 훈련 일정을 찾는 방법에 대해서는 아직 밝혀지지 않고 있다.In addition, recent research in athletic science consistently supports that when training exercise tasks, the level of long-term learning after training depends on the training schedule. It has been found that distributed training schedules are more effective than dense training schedules, variable training schedules are more effective than single training schedules, and random training schedules are more effective than sequential training schedules. However, it is not yet known how to find a training schedule that generally optimizes long-term learning levels in various situations.
본 발명의 제1 목적은 손가락 장애가 있는 환자 또는 손가락 재활 치료가 필요한 사람들의 손가락 재활 운동을 보조할 수 있는 재활 운동 장치 및 그 보조 방법을 제공함에 있다.A first object of the present invention is to provide a rehabilitation exercise apparatus and a method for assisting finger rehabilitation of a patient with a finger disorder or a person in need of rehabilitation of a finger.
본 발명의 제2 목적은 원격에 있는 2개 이상의 통신 단말의 각 사용자 간의 협동을 통해 손가락 재활 훈련을 할 수 있는 재활 훈련 시스템을 제공함에 있다.It is a second object of the present invention to provide a rehabilitation training system capable of finger rehabilitation training through cooperation between respective users of two or more communication terminals remotely.
본 발명의 제3 목적은 사용자의 다양한 신체 동작을 센싱할 수 있는 착용형 통신 장치를 이용하고 이와의 통신 연동을 통해 전자기기의 동작, 전자기기에서 실행 중인 어플리케이션의 동작, 데이터 입력 등을 신속 간편하게 제어할 수 있으며, 보다 직관적인 데이터 입력, 동작 제어가 가능한, 착용형 통신 장치를 이용한 원격 제어 시스템을 제공함에 있다.A third object of the present invention is to use a wearable communication device capable of sensing various body motions of a user and quickly and easily perform operations of an electronic device, an operation of an application running on the electronic device, and data input through communication interworking therewith. The present invention provides a remote control system using a wearable communication device, which can be controlled and enables more intuitive data input and motion control.
본 발명의 제4 목적은 단일 또는 복수의 운동 과제를 훈련할 때, 뇌 과학 운동 학습 모델과 최적 제어 이론을 이용한 훈련 일정 최적화 방법을 제공함에 있다.A fourth object of the present invention is to provide a training schedule optimization method using a brain science exercise learning model and an optimal control theory when training a single or a plurality of exercise tasks.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 손가락 재활 운동을 위한 장치로서,According to a first aspect of the present invention, there is provided a device for finger rehabilitation exercise,
무선 통신 모듈; 손가락의 움직임, 손의 자세 변화, 손의 위치 변화 중 적어도 하나에 따른 손 동작 정보를 감지하는 감지부; 상기 감지부에 의해 감지된 사용자의 손 동작 정보가 상기 무선 통신 모듈을 통해 원격에 위치한 통신 단말로 전송되도록 제어하는 제어부를 포함하며, 장갑 형태로 제작되는 재활 운동 장갑과,A wireless communication module; A detector configured to detect hand motion information according to at least one of a finger movement, a change in posture of a hand, and a change in position of a hand; A rehabilitation exercise glove including a control unit for controlling the user's hand motion information detected by the detection unit to be transmitted to a communication terminal located remotely through the wireless communication module, and manufactured in the form of a glove;
통신 모듈; 상기 통신 모듈에 의해 상기 재활 운동 장갑으로부터 상기 손 동작 정보가 수신된 경우, 상기 수신된 사용자의 손 동작 정보에 상응하는 가상의 손 모양 객체를 생성하는 객체 생성부; 상기 객체 생성부에 의해 생성된 상기 손 모양 객체를 디스플레이 화면을 통해 표시될 수 있도록 제어하는 제어부를 포함하는 통신 단말을 포함하는 손가락 재활 운동 장치가 제공된다.Communication module; An object generator configured to generate a virtual hand-shaped object corresponding to the received hand gesture information of the user when the hand gesture information is received from the rehabilitation exercise glove by the communication module; Provided is a finger rehabilitation exercise apparatus including a communication terminal including a control unit for controlling the hand-shaped object generated by the object generating unit to be displayed on a display screen.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 제1 재활 운동 장갑과 제1 통신 단말을 포함하며, 제1 사용자의 손가락 재활 운동에 이용되는 제1 손가락 재활 운동 장치; 및 상기 제1 통신 단말과 데이터 통신을 수행하고, 상기 제1 통신 단말과 원격에 위치하여 상기 제1 사용자의 재활 운동에 협력하는 제2 사용자에 의한 제2 통신 단말 간의 데이터 통신을 중계하는 통신 서버를 포함하는 원격 협동 재활 훈련 시스템이 제공된다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a device comprising: a first finger rehabilitation exercise device including a first rehabilitation exercise glove and a first communication terminal, and used for a finger rehabilitation exercise of a first user; And a communication server configured to perform data communication with the first communication terminal and to relay data communication between a second communication terminal by a second user located at a distance with the first communication terminal and cooperating with a rehabilitation exercise of the first user. Provided is a remote cooperative rehabilitation training system comprising a.
여기서, 상기 제1 재활 운동 장갑은,Here, the first rehabilitation exercise gloves,
제1 무선 통신 모듈; 상기 제1 사용자의 손가락의 움직임, 손의 자세 변화, 손의 위치 변화 중 적어도 하나에 따른 손 동작 정보를 감지하는 제1 감지부; 상기 제1 감지부에 의해 감지된 손 동작 정보를 상기 제1 무선 통신 모듈을 통해 상기 제1 통신 단말로 전송하는 제어부를 포함한다.A first wireless communication module; A first detector configured to detect hand motion information according to at least one of a movement of a finger of the first user, a change in posture of a hand, and a change in position of a hand; And a control unit which transmits the hand gesture information detected by the first sensing unit to the first communication terminal through the first wireless communication module.
여기서, 상기 제1 통신 단말은,Here, the first communication terminal,
제1 통신 모듈; 상기 제1 재활 운동 장갑으로부터 수신된 상기 제1 사용자의 손 동작 정보에 상응하는 가상의 제1 손 모양 객체를 생성하고, 상기 통신 서버의 중계에 의해 상기 제2 통신 단말로부터 상기 제1 사용자의 재활 운동에 관한 협력 정보가 수신된 경우 상기 수신된 재활 운동 협력 정보에 상응하는 가상의 협력 객체를 생성하는 제1 객체 생성부; 상기 제1 객체 생성부에 의해 생성된 상기 제1 손 모양 객체와 상기 가상의 협력 객체가 반영된 제1 재활 운동 보조 영상을 디스플레이 화면을 통해 표시하는 제어부를 포함한다.A first communication module; Create a virtual first hand-shaped object corresponding to the hand motion information of the first user received from the first rehabilitation exercise gloves, and rehabilitation of the first user from the second communication terminal by relaying the communication server A first object generation unit generating a virtual cooperation object corresponding to the received rehabilitation exercise cooperation information when the cooperation information regarding the exercise is received; And a controller configured to display, on a display screen, a first rehabilitation exercise assistance image in which the first hand-shaped object and the virtual cooperative object are generated by the first object generator.
또한 여기서, 상기 제2 사용자의 손가락 재활 운동에 이용되는 제2 손가락 재활 운동 장치를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a second finger rehabilitation exercise device used for the finger rehabilitation exercise of the second user.
여기서, 상기 제2 손가락 재활 운동 장치는,Here, the second finger rehabilitation exercise device,
제2 무선 통신 모듈; 상기 제2 사용자의 손가락의 움직임, 손의 자세 변화, 손의 위치 변화 중 적어도 하나에 따른 손 동작 정보를 감지하는 제2 감지부; 상기 제2 감지부에 의해 감지된 손 동작 정보를 상기 제2 무선 통신 모듈을 통해 상기 제2 통신 단말로 전송하는 제어부를 포함하는 제2 재활 운동 장갑과, 상기 제2 통신 단말을 포함한다.A second wireless communication module; A second sensor configured to detect hand motion information according to at least one of a movement of a finger of the second user, a change in posture of a hand, and a change in position of a hand; And a second rehabilitation exercise glove including a control unit for transmitting the hand gesture information detected by the second detection unit to the second communication terminal through the second wireless communication module, and the second communication terminal.
여기서, 상기 제2 통신 단말은,Here, the second communication terminal,
제2 통신 모듈; 상기 제2 재활 운동 장갑으로부터 수신된 상기 제2 사용자의 손 동작 정보에 상응하는 가상의 제2 손 모양 객체를 생성하는 제2 객체 생성부; 상기 수신된 제2 사용자의 손 동작 정보를 상기 제2 통신 모듈을 통해 상기 통신 서버로 전송하고, 상기 생성된 제2 손 모양 객체를 디스플레이 화면을 통해 표시하는 제어부를 포함한다.A second communication module; A second object generator configured to generate a virtual second hand-shaped object corresponding to the hand gesture information of the second user received from the second rehabilitation exercise glove; And a control unit for transmitting the received hand gesture information of the second user to the communication server through the second communication module and displaying the generated second hand object on a display screen.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 착용형 통신 장치를 이용한 원격 제어 시스템으로서, 사용자의 신체에 착용되며, 착용 부위에 발생된 동작 센싱 정보를 원격의 전자기기로 전송하는, 착용형 통신 장치; 및 상기 전자기기에서 구동되며, 상기 착용형 통신 장치와의 네트워크 연결을 수행하고 상기 착용형 통신 장치로부터 수신된 상기 동작 센싱 정보로부터 사용자 동작 정보를 획득하며 획득된 사용자 동작 정보에 상응하여 상기 전자기기의 동작 및 상기 전자기기에서 실행 중인 어플리케이션 중 어느 하나를 제어하는, 장치 연동 에이전트를 포함하는 원격 제어 시스템이 제공된다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a remote control system using a wearable communication device, the wearable communication device which is worn on a user's body and transmits motion sensing information generated at a worn portion to a remote electronic device; And an electronic device that is driven by the electronic device, performs network connection with the wearable communication device, obtains user motion information from the motion sensing information received from the wearable communication device, and corresponds to the obtained user motion information. There is provided a remote control system comprising a device interworking agent, which controls the operation of any one of the applications running on the electronic device.
본 발명의 제4 측면에 따르면, 단일 혹은 복수의 운동 과제를 훈련할 때, 훈련 일정을 최적화하는 방법으로서, 개별 운동 과제의 초기 학습 수준을 측정하는 단계와, 개별 운동 과제에 대한 뇌과학 운동 학습 모델의 매개변수를 예측하는 단계와, 상기 개별 운동 과제의 학습 수준, 뇌과학 운동 학습 모델, 개별 운동 과제에 해당하는 뇌과학 운동 학습 모델의 매개변수, 최적 제어 이론에 근거하여 장기 학습 수준을 최적화하는 훈련 일정을 찾는 단계를 포함하는 훈련 일정 최적화 방법이 제공된다.According to the fourth aspect of the present invention, a method of optimizing a training schedule when training a single or a plurality of exercise tasks, the method comprising: measuring an initial learning level of an individual exercise task, and brain science exercise learning for the individual exercise task; Predicting the parameters of the model, optimizing the long-term learning based on the learning level of the individual exercise task, the brain science exercise learning model, the parameters of the brain science exercise learning model corresponding to the individual exercise task, and the optimal control theory There is provided a training schedule optimization method comprising the step of finding a training schedule.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 손가락 재활 치료자가 그 재활 운동을 보다 즐겁게 할 수 있도록 보조하고, 재활 운동에 동기가 부여될 수 있도록 시각적으로 자극함으로써, 재활 운동의 효과를 높일 수 있다.According to the first aspect of the present invention, the effect of the rehabilitation exercise can be enhanced by assisting the finger rehabilitation therapist to make the rehabilitation exercise more enjoyable and visually stimulating the rehabilitation exercise.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 다수의 재활 환자 사이에서의 협동 재활 훈련, 재활 환자와 재활 치료사 혹은 의사 사이에서의 지도 재활 훈련이 가능한 효과가 있다. 또한, 본 발명의 실시에에 따른 원격 협동 재활 훈련 시스템에 의하면, 원격에 있는 2인 이상의 협동에 의해 재활 훈련을 하게 됨으로써, 재활 환자의 사회성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the second aspect of the present invention, there is an effect that a cooperative rehabilitation training among a plurality of rehabilitation patients, and guidance rehabilitation training between a rehabilitation patient and a rehabilitation therapist or a doctor are possible. In addition, according to the remote cooperative rehabilitation training system according to the embodiment of the present invention, the rehabilitation training by the cooperation of two or more persons in the remote, there is an effect that can improve the sociality of rehabilitation patients.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 사용자의 다양한 신체 동작을 센싱할 수 있는 착용형 통신 장치를 이용하고 이와의 통신 연동을 통해 전자기기의 동작, 전자기기에서 실행 중인 어플리케이션의 동작, 데이터 입력 등을 신속 간편하게 제어할 수 있으며, 보다 직관적인 데이터 입력, 동작 제어가 가능한 효과가 있다. 또한 본 발명을 게임 콘트롤 시스템으로서 응용하는 경우, 보다 다양한 응용 동작의 재현, 보다 직관적인 게임 제어를 통해서 사용자의 흥미를 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.According to a third aspect of the present invention, by using a wearable communication device that can sense a variety of body movements of the user and through the communication interworking with the operation of the electronic device, the operation of the application running on the electronic device, data input, etc. Quick and easy control, more intuitive data input, motion control is possible. In addition, when the present invention is applied as a game control system, there is an effect that can maximize the user's interest through the reproduction of more various application operations, more intuitive game control.
본 발명의 제4 측면에 따르면, 단일 또는 복수의 운동 과제를 훈련함에 있어서, 뇌 과학 운동 학습 모델과 최적 제어 이론을 이용하여 훈련 일정을 최적화할 수 있는 효과가 있다. 또한 운동 학습이 적용되는 운동 선수 훈련, 음악 기기 훈련, 재활 훈련 등에 광범위하게 적용되어 훈련 효과를 극대화 시킬 수 있다.According to the fourth aspect of the present invention, in training a single or a plurality of exercise tasks, there is an effect that can optimize the training schedule using the brain science exercise learning model and the optimal control theory. In addition, it is widely applied to athlete training, music equipment training, and rehabilitation training to which exercise learning is applied, thereby maximizing the training effect.
도 1은 본 발명의 제1 측면에 따른 손가락 재활 운동 장치를 전반적으로 설명하기 위한 도면.1 is a view for explaining the overall finger rehabilitation exercise device according to the first aspect of the present invention.
도 2는 본 발명의 제1 측면에 따른 재활 운동 장갑을 설명하기 위한 도면.2 is a view for explaining the rehabilitation exercise gloves according to the first aspect of the present invention.
도 3은 재활 운동 장갑과 통신 연결되어 손가락 재활 운동 보조 방법을 수행하는 본 발명의 제1 측면에 따른 통신 단말의 블록 구성도.3 is a block diagram of a communication terminal according to the first aspect of the present invention performing communication with a rehabilitation exercise glove and performing a finger rehabilitation exercise assistance method.
도 4는 본 발명의 제1 측면에 따른 손가락 재활 운동 보조 방법을 설명하기 위한 도면.4 is a view for explaining a finger rehabilitation exercise assistance method according to a first aspect of the present invention.
도 5는 본 발명의 제1 측면에 따른 손가락 재활 운동 보조 방법의 적용 예를 도시한 도면.5 is a view showing an application example of the finger rehabilitation exercise assistance method according to the first aspect of the present invention.
도 6은 본 발명의 제2 측면에 따른 원격 협동 재활 훈련 시스템을 전반적으로 설명하기 위한 도면.6 is a view for explaining the overall cooperative rehabilitation training system according to a second aspect of the present invention.
도 7은 본 발명의 제2 측면에 따른 원격 협동 재활 훈련 방법의 적용 예를 도시한 도면.7 is a diagram showing an application example of the remote cooperative rehabilitation training method according to the second aspect of the present invention.
도 8은 원격 협동 재활 훈련 시스템에 의한 본 발명의 제2 측면에 따른 재활 훈련 방법을 설명하기 위한 도면.8 is a view for explaining a rehabilitation training method according to a second aspect of the present invention by a remote cooperative rehabilitation training system.
도 9는 본 발명의 제3 측면에 따른 착용형 통신 장치를 이용한 원격 제어 시스템의 개관도.9 is an overview of a remote control system using the wearable communication device according to the third aspect of the present invention.
도 10은 본 발명의 제3 측면에 따른 착용형 통신 장치와 전자기기 상에서 구동되는 장치 연동 에이전트의 블록도.10 is a block diagram of a device interlocking agent driven on a wearable communication device and an electronic device according to a third aspect of the present invention.
도 11은 본 발명의 제3 측면에 따른 착용형 통신 장치와 장치 연동 에이전트 간의 연동에 따른 원격 제어 방법을 간략히 나타낸 순서도.FIG. 11 is a flowchart schematically illustrating a remote control method according to interworking between a wearable communication device and a device interworking agent according to a third aspect of the present invention. FIG.
도 12는 본 발명의 제4 측면에 따른 뇌 과학 운동 학습 모델과 최적 제어 이론을 이용한 훈련 일정 최적화 방법을 설명하기 위한 도면.12 is a diagram illustrating a training schedule optimization method using a brain science exercise learning model and an optimal control theory according to a fourth aspect of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention may be variously modified and have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, numerals (eg, first, second, etc.) used in the description process of the present specification are merely identification symbols for distinguishing one component from another component.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in the present specification, when one component is referred to as "connected" or "connected" with another component, the one component may be directly connected or directly connected to the other component, but in particular It is to be understood that, unless there is an opposite substrate, it may be connected or connected via another component in the middle.
또한, 본 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, the terms "~ unit", "~ group", "~ ruler", "~ module" as used herein refers to a unit for processing at least one function or operation, which means hardware or software or hardware and It can be implemented in a combination of software.
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.In addition, it is intended to clarify that the division of the components in the present specification is only divided by the main functions in charge of each component. That is, two or more components to be described below may be combined into one component, or one component may be provided divided into two or more for each function. Each of the components to be described below may additionally perform some or all of the functions of other components in addition to the main functions of the components, and some of the main functions of each of the components are different. Of course, it may be carried out exclusively by.
이하, 본 발명의 실시예들을 차례차례로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail in turn.
본 명세서에서는, 재활 환자가 손가락 운동을 통한 재활 운동(훈련)에 이용하는 경우를 중심으로 설명하지만, 본 발명에 따른 재활 운동 장치는, 재활 목적 이외에도, 손가락의 근력을 키우거나 세밀한 손 동작의 연습이 요구되는 사람이 특정 목적을 위해 사용할 수도 있음은 물론이다. 일 예로, 손가락의 근력을 증대시켜야 할 특정 목적을 가진 자(예를 들어, 씨름 선수, 체조 선수 등과 같이 손의 악력을 크게 증대시킬 필요가 있는 자)에게도 본 발명의 손가락 재활 운동 장치는 유용하게 쓰일 수 있을 것임을 먼저 명확히 해둔다.In the present specification, the rehabilitation patient will be described in the case of using the rehabilitation exercise (training) through the finger movement, the rehabilitation exercise apparatus according to the present invention, in addition to the purpose of rehabilitation, to increase the muscle strength of the finger or to practice the fine hand movement Of course, the required person may use it for a specific purpose. For example, the finger rehabilitation exercise device of the present invention is useful to those who have a specific purpose of increasing the strength of the finger (for example, a person who needs to greatly increase the grip of the hand such as a wrestler, a gymnast, etc.). Make it clear first that it can be used.
[손가락 재활 운동 장치 및 재활 운동 보조 방법] [Finger Rehabilitation Exercise Device and Rehabilitation Exercise Aid Method]
본 발명의 제1 측면에 따르면, 손가락 재활 운동에 관련하여 손가락 재활 운동을 위한 장치 및 재활 운동 보조 방법이 개시된다.According to a first aspect of the present invention, an apparatus and a rehabilitation exercise assisting method for a finger rehabilitation exercise in connection with a finger rehabilitation exercise are disclosed.
이하, 첨부된 도면 중 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 제1 측면에 따른 손가락 재활 운동을 위한 장치 및 재활 운동 보조 방법을 설명한다.Hereinafter, an apparatus and a rehabilitation exercise assisting method for a finger rehabilitation exercise according to a first aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 of the accompanying drawings.
도 1은 손가락 재활 운동 장치를 전반적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the overall finger rehabilitation exercise device.
도 1을 참조하면, 손가락 재활 운동 장치는, 재활 운동 장갑(100b)과 이와 통신 연결되는 통신 단말(200b)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the finger rehabilitation exercise device may include a rehabilitation exercise glove 100b and a communication terminal 200b connected thereto.
재활 운동 장갑(100b)은, 손가락 재활 환자의 재활 운동(훈련)을 보조하기 위해 손에 착용될 수 있는 장갑 형태로 제작될 수 있으며(도 2 참조), 도 1의 블록 구성도에서와 같이, 무선 통신 모듈(14), 감지부(12), 제어부(16)를 포함할 수 있다. 다만, 도 1은 주요 구성요소 몇몇 만을 도시한 것에 불과하며, 이외에도 기본적인 기능을 수행하기 위한 구성(예를 들어, 도 2의 배터리 참조) 또는 다양한 기능의 추가에 따라 필요한 구성(예를 들어, 근전도 측정 기능 추가하는 경우 근전도 센서 등)이 더 포함될 수도 있음은 자명하다.The rehabilitation exercise glove 100b may be manufactured in the form of a glove that can be worn on the hand to assist the rehabilitation exercise (training) of the finger rehabilitation patient (see FIG. 2), as in the block diagram of FIG. 1, The wireless communication module 14 may include a detector 12 and a controller 16. However, FIG. 1 illustrates only some of the main components, and in addition, a configuration for performing basic functions (for example, the battery of FIG. 2) or a configuration required for adding various functions (for example, EMG It is obvious that the addition of a measurement function may further include an EMG sensor.
본 발명에서, 재활 운동 장갑(100b)은 기본적으로 그 장갑을 착용한 사용자의 다양한 손 동작 정보(즉, 손가락 움직임, 손의 자세 변화, 손의 위치 변화(이동) 등)를 무선 통신 방식에 의해 외부의 통신 단말(200b)로 전송하는 역할을 수행한다. 이를 위한 상세한 구성 설명은 도 2를 참조하여 후술하기로 한다.In the present invention, the rehabilitation exercise glove 100b basically transmits various hand motion information (ie, finger movement, hand posture change, hand position change (movement), etc.) of a user wearing the glove by a wireless communication method. It serves to transmit to the external communication terminal (200b). Detailed configuration description for this will be described later with reference to FIG.
통신 단말(200b)은 재활 운동 장갑(100b)으로부터 전송된 상기 손 동작 정보를 수신하고, 그 수신된 사용자의 손 동작 정보에 상응하는 가상의 손 모양 객체(이하, 이를 '사용자 손 모양 객체'라 명명함)를 생성하여 이를 디스플레이 화면을 통해 표시하는 역할을 수행한다. 이에 따라, 손가락 재활 환자는, 그 손가락 재활 운동 과정에서의 자신의 손 동작을 화면을 통해 시각적으로 즉시 확인할 수 있게 됨으로써, 그 재활 운동에 동기를 부여 받을 수 있어 재활 운동에 흥미를 가질 수 있게 된다. 이는 이하의 설명으로부터 보다 명확히 이해할 수 있을 것이며, 이를 위한 통신 단말(200b)의 구체적 구성에 대해서는 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.The communication terminal 200b receives the hand motion information transmitted from the rehabilitation exercise glove 100b, and a virtual hand object corresponding to the received hand motion information of the user (hereinafter, referred to as a user hand object). Name) and display it on the display screen. Accordingly, the finger rehabilitation patient can immediately visually check his or her hand movement in the process of the finger rehabilitation exercise, thereby being able to be motivated to the rehabilitation exercise and become interested in the rehabilitation exercise. . This will be more clearly understood from the following description, and the specific configuration of the communication terminal 200b for this will be described later with reference to FIG. 3.
도 2는 재활 운동 장갑을 설명하기 위한 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이, 재활 운동 장갑(100b)은 무선 통신 모듈(14), 감지부(12), 제어부(16)를 포함할 수 있다. 이하, 각 구성요소에 대해 차례로 설명한다.2 is a view for explaining the rehabilitation exercise gloves. As described above, the rehabilitation exercise glove 100b may include a wireless communication module 14, a sensor 12, and a controller 16. Hereinafter, each component is demonstrated in order.
먼저, 감지부(12)는, 재활 운동 장갑(100b)을 착용한 재활 환자의 다양한 손 동작 정보를 감지하는 역할을 수행한다. 여기서, 감지부(12)에 의해 감지될 수 있는 손 동작 정보로는, 손가락의 움직임, 손의 자세 변화, 손의 위치 변화(이동) 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 이를 위해, 감지부(12)는 다음과 같은 세부 구성요소들을 포함할 수 있다.First, the detection unit 12 serves to detect various hand motion information of a rehabilitation patient wearing the rehabilitation exercise glove 100b. Here, the hand motion information that may be sensed by the sensor 12 may include at least one of a finger movement, a change in posture of the hand, and a change (movement) of the hand. To this end, the sensing unit 12 may include the following detailed components.
예를 들어, 사용자의 손가락 움직임에 관한 정보를 감지하는 경우, 감지부(12)는 도 2에서 지시하는 바와 같이 손가락 각도 센서를 구비할 수 있다. 이때, 손가락 각도 센서는, 사용자가 장갑을 착용하였을 때 각 손가락이 삽입될 위치에 대응되는 부분에 설치될 수 있다. 예를 들어, 손가락 각도 센서는, 손가락의 등면 또는 바닥면에 대응되는 장갑 부위에 그 손가락의 길이 방향으로 길게 연장 설치될 수 있다. 또는 손가락의 각 마디에 대응되는 부위 마다 손가락 각도 센서를 별도로 설치할 수도 있다. 즉, 손가락 각도 센서의 설치 부위 및 설치 개수 등은 필요 및 설계에 따라 다양하게 변형될 수 있는 것이다.For example, when detecting information about a user's finger movement, the detector 12 may include a finger angle sensor as indicated in FIG. 2. In this case, the finger angle sensor may be installed at a portion corresponding to the position where each finger is inserted when the user wears gloves. For example, the finger angle sensor may be installed to extend in the longitudinal direction of the finger on the glove portion corresponding to the back surface or the bottom surface of the finger. Alternatively, a finger angle sensor may be separately installed at each portion corresponding to each node of the finger. That is, the installation site and the number of installation of the finger angle sensor may be variously modified according to needs and designs.
이러한 손가락 각도 센서에 의하면, 재활 환자가 재활 운동 과정에서 손가락을 구부리거나 펴는 동작을 취함에 따른, 손가락의 구부림/펴짐 정도에 관한 데이터를 정량적으로 확인해낼 수 있게 된다.According to such a finger angle sensor, it is possible to quantitatively check data regarding the degree of bending / unfolding of a finger as the rehabilitation patient takes an action of bending or extending a finger in a rehabilitation exercise process.
또한, 감지부(12)는, 사용자의 손의 자세 변화 또는/및 손의 위치 변화도 감지하기 위한 센서(예를 들어, 자이로 센서, 중력 센서, 가속도 센서 등)를 더 구비할 수도 있다. 이와 같은 구성을 갖는 경우, 감지부(12)는, 손의 뒤집힘, 회전 등과 같은 자세 변화를 확인할 수 있고, 또한 손에 의한 2차원 또는 3차원 이동 궤적을 나타내는 손의 위치 변화를 확인할 수 있다.In addition, the sensing unit 12 may further include a sensor (eg, a gyro sensor, a gravity sensor, an acceleration sensor, etc.) for detecting a change in posture of a user's hand and / or a change in position of the hand. In such a configuration, the sensing unit 12 can confirm a change in posture, such as hand inversion, rotation, and the like, and can also confirm a position change of the hand indicating a two-dimensional or three-dimensional movement trajectory by the hand.
이외에도 감지부(12)는, 필요한 경우, 압력 센서, 힘 센서 등을 더 구비함으로써, 재활 환자가 손가락 재활 운동 과정에서 들이는 힘(악력 등)을 감지할 수도 있을 것이다.In addition, the sensing unit 12 may further include a pressure sensor, a force sensor, and the like, if necessary, so that the rehabilitation patient may sense a force (grip force, etc.) input during the finger rehabilitation exercise process.
위와 같이 감지부(12)에 의해 손 동작 정보(즉, 손가락의 구부러짐/펴짐 정도에 따른 움직임 정보, 손의 자세 정보, 손의 위치 정보 등)가 감지되면, 제어부(16)는, 해당 정보가 무선 통신 모듈(14)을 통해서 원격에 위치하는 통신 단말(200b)로 전송되도록 제어한다.When the hand motion information (that is, motion information according to the degree of bending / unfolding of the finger, hand posture information, hand position information, etc.) is detected by the detector 12 as described above, the controller 16 may determine that the information is included. Control to be transmitted to the communication terminal 200b remotely located through the wireless communication module 14.
이 경우, 제어부(16)는, 상기 감지부(12)에 의해 감지된 손 동작 정보를 그대로 통신 단말(200b)로 전송할 수도 있고, 각각의 센서로부터 출력된 센싱 데이터를 취합 또는/및 미리 지정된 형태로 가공한 후 통신 단말(200b)로 전송할 수도 있다.In this case, the controller 16 may transmit the hand gesture information detected by the sensor 12 to the communication terminal 200b as it is, and collect or / or predefine the sensing data output from each sensor. After processing to transmit to the communication terminal 200b.
그리고 다른 실시예서, 재활 운동 장갑(100b)과 통신 단말(200b)이 유선 연결된 경우도 존재할 수 있다. 다만, 유선 연결된 경우는 재활 환자가 손가락 재활 운동을 할 때 그 손 동작에 불편함이 있을 수 있으므로, 본 발명의 일 실시예에서는, 재활 운동 장갑(100b)에 무선 통신 모듈(14)이 탑재되어 있어, 무선 통신 방식을 통해 해당 손 동작 정보를 통신 단말(200b)로 전송하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.In another embodiment, the rehabilitation exercise glove 100b and the communication terminal 200b may be connected in a wired manner. However, in the case of a wired connection, when the rehabilitation patient performs a finger rehabilitation exercise, there may be inconvenience in hand operation. In one embodiment of the present invention, the wireless communication module 14 is mounted on the rehabilitation exercise glove 100b. Therefore, a description will be given mainly on the case of transmitting the corresponding hand gesture information to the communication terminal 200b through a wireless communication method.
이때, 사용자의 손 동작 정보가 통신 단말(200b)로 전송되는 무선 통신 방식으로는, 도 2에 도시된 바와 같이 블루투스(Bluetooth) 통신 방식이 이용될 수 있다. 이와 같은 경우, 통신 단말(200b)도 블루투스 통신 모듈을 포함함으로써, 재활 운동 장갑(100b)과 피어-투-피어로 연결되어 손 동작 정보를 직접 수신할 수 있다. 그러나 본 발명에 있어서, 손 동작 정보의 전송 및 수신을 위한 통신 방식은 위와 같은 블루투스 방식에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 WIFI Direct 기술 등과 같은 다양한 근거리 무선 통신 방식이 이용될 수 있다. 또한, 본 발명에서 재활 운동 장갑(100b)과 통신 단말(200b) 간 통신 방법으로는, 근거리 무선 통신 방식에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 통신 단말(200b)은, AP(Access Point) 등과 같은 무선 중계 장치를 매개로 하여 재활 운동 장갑(100b)으로부터 전송된 사용자의 손 동작 정보를 수신할 수도 있다.In this case, as a wireless communication method in which the user's hand operation information is transmitted to the communication terminal 200b, a Bluetooth communication method may be used as shown in FIG. 2. In this case, since the communication terminal 200b also includes a Bluetooth communication module, the communication terminal 200b may be connected to the rehabilitation glove 100b and peer-to-peer to directly receive the hand gesture information. However, in the present invention, a communication method for transmitting and receiving hand gesture information is not limited to the above-described Bluetooth method, and various short-range wireless communication methods such as WIFI Direct technology may be used. In the present invention, the communication method between the rehabilitation exercise glove 100b and the communication terminal 200b is not limited to the short range wireless communication method. For example, the communication terminal 200b may receive the user's hand motion information transmitted from the rehabilitation exercise glove 100b through a wireless relay device such as an access point (AP).
이상에서는, 재활 운동 장갑(100b)에 대하여 설명하였는 바, 이하에서는 도 3을 참조하여, 재활 환자의 손가락 재활 운동을 보조하기 위한 통신 단말(200b)의 구성에 대해 살펴보기로 한다.In the above, the rehabilitation exercise glove 100b has been described. Hereinafter, the configuration of the communication terminal 200b for assisting the finger rehabilitation exercise of the rehabilitation patient will be described with reference to FIG. 3.
도 3은 재활 운동 장갑과 통신 연결되어 손가락 재활 운동 보조 방법을 수행하는 통신 단말의 블록 구성도이다.3 is a block diagram of a communication terminal communicating with a rehabilitation exercise glove and performing a finger rehabilitation exercise assistance method.
먼저, 도 3을 참조하면, 통신 단말(200b)은, 통신 모듈(210), 카메라 모듈(220), 사용자 입력부(230), 저장부(240), 영상 출력 장치(250), 오디오 출력 장치(255), 객체 생성부(260), 영상 처리부(270), 제어부(280), 전원부(290)를 포함할 수 있다. 여기서, 도 3에 도시된 구성요소들은 통신 단말(200b)의 일 예에 따라 구비된 구성요소들이어서, 이보다 적은 구성요소를 갖는 통신 단말 또는 이보다 많은 구성요소를 갖는 통신 단말로도 구현될 수 있다.First, referring to FIG. 3, the communication terminal 200b may include a communication module 210, a camera module 220, a user input unit 230, a storage unit 240, an image output device 250, and an audio output device ( 255, an object generator 260, an image processor 270, a controller 280, and a power source 290. Here, the components shown in FIG. 3 are components provided according to an example of the communication terminal 200b, and may be implemented as a communication terminal having fewer components or a communication terminal having more components. .
또한, 본 발명에서, 재활 운동 장갑(100b)과의 통신 연결에 따라 손가락 재활 운동을 보조하는 기능을 수행하는 통신 단말(200b)은, 휴대폰, 스마트폰, 태블릿 PC(스마트 패드), 노트북 등과 같은 휴대성을 가진 단말(또는 이동 단말) 형태를 가질 수 있다. 다만 이는, 휴대 단말의 형태를 갖는 경우, 재활 환자가 특정 공간적 제한 없이 언제 어디에서라도 재활 운동을 할 수 있는 이점이 있기 때문일 뿐이며, 통신 단말(200b)은 데스크탑 PC, 스마트 TV 등과 같은 고정 단말의 형태를 가져도 무방하다. 예를 들어, 재활 환자가 거동 자체에 불폄함이 있어, 그 재활 운동을 고정된 공간에서만 실행하는 경우에는, 반드시 휴대 단말의 형태를 가질 필요는 없기 때문이다. 즉, 본 발명에서, 통신 단말(200b)은 재활 운동 장갑(100b)으로부터의 손 동작 정보를 수신할 수 있는 통신 모듈(210)을 포함하고, 그 손 동작 정보를 가상의 객체화하여 화면 상에 표시할 수 있는 최소한의 구성을 가지기만 한다면, 단말 형태가 특별히 제한되지 않음은 물론이다.In addition, in the present invention, the communication terminal 200b for performing a function to assist the finger rehabilitation exercise in accordance with the communication connection with the rehabilitation exercise gloves 100b, such as a mobile phone, a smartphone, a tablet PC (smart pad), a notebook, etc. It may have a form of a terminal (or mobile terminal) having portability. However, this is because, in the case of having a portable terminal, the rehabilitation patient has the advantage of being able to perform the rehabilitation exercise anytime and anywhere without a specific spatial limitation, and the communication terminal 200b is in the form of a fixed terminal such as a desktop PC or a smart TV. You may have. For example, when a rehabilitation patient is uncomfortable in the behavior itself, and the rehabilitation exercise is performed only in a fixed space, it is not necessary to have a form of a portable terminal. That is, in the present invention, the communication terminal 200b includes a communication module 210 capable of receiving hand motion information from the rehabilitation exercise glove 100b, and virtualizes the hand motion information on the screen. As long as it has the minimum configuration possible, the terminal type is not particularly limited.
다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해, 통신 단말(200b)이 그 재활 환자가 사용하는 휴대 단말인 것으로 가정하여 설명하기로 한다. 그리고 도 3에서, 카메라 모듈(220), 사용자 입력부(230), 저장부(240), 영상 출력 장치(250), 오디오 출력 장치(255), 영상 처리부(270), 전원부(290) 등의 구성은 스마프폰 등 휴대 단말의 기본적 구성이므로 그 상세한 설명은 생략한다.However, hereinafter, for convenience of description, it is assumed that the communication terminal 200b is a portable terminal used by the rehabilitation patient. 3, the camera module 220, the user input unit 230, the storage unit 240, the image output device 250, the audio output device 255, the image processor 270, the power supply unit 290, and the like are illustrated. Since the basic configuration of a mobile terminal such as a smartphone, a detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명의 손가락 재활 운동의 보조 방법과 관련된 핵심 구성으로서 객체 생성부(260) 및 제어부(280)를 중심으로 설명하되, 도 4 및 도 5를 함께 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the core components related to the method for assisting the finger rehabilitation exercise of the present invention will be described with reference to the object generator 260 and the controller 280, with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4는 손가락 재활 운동 보조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 손가락 재활 운동 보조 방법의 적용 예를 도시한 도면이다.4 is a view for explaining a finger rehabilitation exercise assistance method, Figure 5 is a view showing an application example of the finger rehabilitation exercise assistance method.
단계 S100, S102, S104의 설명Description of Steps S100, S102, S104
도 4의 단계 S100에서, 재활 운동 장갑(100b)과 통신 단말(200b) 간에 통신 연결이 이루어진다. 일 예로, 블루투스 통신 방식에 의하는 경우를 가정한다면, 통신 단말(200b)이 전원이 턴 온(Turn on)되어 부팅되었을 때, 부트 로더에 의해 주변의 블루투스 통신 장치를 검색하도록 자동 설정됨으로써, 그 주변에 있는 재활 운동 장갑(100b)을 식별하고 이와 통신 연결이 이루어질 수 있다. 이와 같은 경우, 통신 단말(200b)의 제어부(280)는, 재활 운동 장갑(100b)과 통신 단말(200b) 간에 통신 연결이 이루어짐에 따라, 통신 단말(200b) 내에 설치된 재활 운동 프로그램(282)을 자동 실행시킬 수 있다[단계 S102 참조]. 이와 같이 재활 운동 프로그램(282)이 실행되는 경우, 디스플레이 화면에는 재활 운동 보조 화면(도 5 참조)이 표시될 수 있다[단계 S104 참조].In step S100 of FIG. 4, a communication connection is made between the rehabilitation glove 100b and the communication terminal 200b. As an example, assuming a case of the Bluetooth communication method, when the communication terminal 200b is booted with the power turned on, the boot loader is automatically set to search for a nearby Bluetooth communication device by the boot loader. The rehabilitation gloves 100b in the vicinity may be identified and a communication connection may be made thereto. In this case, the control unit 280 of the communication terminal 200b, as the communication connection is made between the rehabilitation gloves 100b and the communication terminal 200b, the rehabilitation exercise program 282 installed in the communication terminal 200b. It can be executed automatically (see step S102). When the rehabilitation exercise program 282 is executed in this way, the rehabilitation exercise assistance screen (see FIG. 5) may be displayed on the display screen (see step S104).
이때, 재활 운동 프로그램(282)이 실행됨에 따라 화면 상에 최초 디스플레이되는 재활 운동 보조 화면은, 미리 지정된 디폴트 화면일 수 있다. 이러한 디폴트 화면은 재활 운동 프로그램(282)의 구현 방식에 따라 다양한 화면 구성 방식을 가질 수 있음은 물론이다. 경우에 따라서, 디폴트 화면 내에는 후술할 가상의 사용자 손 모양 객체가 미리 지정된 위치 및 손가락 자세로 표시되도록 셋팅되어 있을 수도 있다. 이러한 경우, 이후 재활 운동 장갑(100b)으로부터 사용자의 손 동작 정보가 수신됨에 따라 이에 상응하여 해당 위치 및 자세가 변화될 수 있다. 이와 유사한 취지에서, 후술할 가상의 시범 손 모양 객체 또는/및 가상의 재활 도구도 디폴트 화면 내에 미리 표시될 수도 있다.In this case, as the rehabilitation exercise program 282 is executed, the rehabilitation exercise auxiliary screen initially displayed on the screen may be a predetermined default screen. Such a default screen may have various screen configurations depending on how the rehabilitation exercise program 282 is implemented. In some cases, a virtual user hand object, which will be described later, may be set in a default screen to be displayed at a predetermined position and a finger posture. In this case, as the user's hand motion information is received from the rehabilitation exercise glove 100b, the corresponding position and posture may be changed accordingly. In a similar sense, a virtual demonstration hand object and / or a virtual rehabilitation tool, which will be described later, may also be displayed in advance in the default screen.
다만, 상기 단계 S100, S102, S104를 통해 설명한 통신 연결 단계, 재활 프로그램 실행 단계 등은 도 4에서와 그 동작 순서를 달리할 수도 있음은 물론이다. 즉, 도 4에서는, 통신 단말(200b)의 부팅 과정에서 통신 단말(200b)이 근거리 통신 가능한 주변의 장치를 검색하는 방식으로 재활 운동 장갑(100b)과 통신 연결되는 경우를 설명하였지만, 이와 다를 수도 있다. 즉, 재활 운동 장갑(100b)과 통신 단말(200b) 간의 통신 연결은, 도 4의 단계 S106 이후에 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 재활 운동 장갑(100b)에서 사용자의 손 동작 정보가 감지된 경우에야 비로소, 도 4의 단계 S108(즉, 손 동작 정보의 통신 단말(200b)로의 전송 단계)를 수행하기 이전에, 재활 운동 장갑(100b) 측에서 주변의 통신 장치를 검색함으로써 해당 통신 단말(200b)과 연결을 시도할 수도 있는 것이다.However, the communication connection step, the rehabilitation program execution step, and the like described through the steps S100, S102, and S104 may be different from those in FIG. 4. That is, in FIG. 4, the case in which the communication terminal 200b communicates with the rehabilitation exercise gloves 100b by searching for a nearby device capable of short-range communication in the booting process of the communication terminal 200b has been described. have. That is, the communication connection between the rehabilitation exercise glove 100b and the communication terminal 200b may be made after step S106 of FIG. 4. For example, only when the hand motion information of the user is detected in the rehabilitation exercise glove 100b, before performing step S108 (that is, transmitting the hand motion information to the communication terminal 200b) of FIG. 4, The rehabilitation exercise glove 100b may attempt to connect with the corresponding communication terminal 200b by searching for a surrounding communication device.
또한, 도 4에서는, 재활 운동 프로그램의 실행 단계(S102)가 통신 연결 단계(S100) 이후에 이루어지는 경우를 예시하고 있지만, 그 순서는 뒤바뀔 수도 있다. 예를 들어, 재활 환자 본인 또는 타인(보호자, 치료사 등)이 통신 단말(200b)에 설치된 재활 운동 프로그램(282)을 실행시킨 이후, 비로소 장치 간 통신 연결이 이루어질 수도 있는 것이다.In addition, although FIG. 4 illustrates the case where the execution step S102 of the rehabilitation exercise program is made after the communication connection step S100, the order may be reversed. For example, after the rehabilitation patient or another person (guardian, therapist, etc.) executes the rehabilitation exercise program 282 installed in the communication terminal 200b, the communication connection between the devices may be made.
또한, 도 4에서는, 통신 연결이 되면 자동으로 재활 운동 프로그램(282)이 실행되도록 설정된 경우를 예시하였지만, 이와 달리, 도 4의 단계 S108에서 재활 운동 장갑(100b)으로부터 손 동작 정보가 수신된 이후에, 재활 운동 프로그램(280)이 자동 실행되도록 설정되어 있을 수도 있다.In addition, although FIG. 4 illustrates a case in which the rehabilitation exercise program 282 is set to be executed automatically when a communication connection is established, on the contrary, after the hand motion information is received from the rehabilitation exercise glove 100b in step S108 of FIG. 4. In addition, the rehabilitation exercise program 280 may be set to be automatically executed.
여기서, 재활 운동 프로그램(282)은, 소프트웨어 어플리케이션 형태로 제작되어 통신 단말(200b)에 인스톨되거나, 외부의 어플리케이션 제공 서버 등으로부터 통신 단말(200b)로 다운로드되어 설치될 수 있다.Here, the rehabilitation exercise program 282 may be manufactured in the form of a software application and installed in the communication terminal 200b, or may be downloaded and installed from an external application providing server or the like.
그리고 이때, 재활 운동 프로그램(282)에는, 상기 손가락 재활 운동의 순서를 정의하는 재활 운동 시퀀스에 관한 정보, 상기 손가락 재활 운동에 필요한 각각의 재활 동작에 관한 정보, 상기 재활 동작을 안내하기 위한 동작 안내 정보, 상기 손가락 재활 운동에 이용될 재활 도구에 관한 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.In this case, the rehabilitation exercise program 282 includes information on a rehabilitation sequence that defines the order of the finger rehabilitation exercise, information on each rehabilitation operation required for the finger rehabilitation exercise, and an operation guide for guiding the rehabilitation operation. At least one of information and information on a rehabilitation tool to be used in the finger rehabilitation exercise may be included.
여기서, 재활 동작을 안내하기 위한 동작 안내 정보는, 텍스트, 음성, 이미지, 동영상 중 어느 하나 또는 이 중 2개 이상의 조합으로 구성될 수 있다. 손을 쥐었다 폈다 하는 재활 동작을 예로 들면, 이를 텍스트나 음성으로 재활 환자에게 안내하거나, 이러한 동작을 시범하는 이미지 또는 동영상 등이 여기의 동작 안내 정보에 해당할 수 있다.Here, the operation guide information for guiding the rehabilitation operation, may be composed of any one of text, voice, image, video or a combination of two or more thereof. For example, a rehabilitation operation of holding and releasing a hand may be used to guide the rehabilitation patient by text or voice, or an image or video demonstrating such an operation may correspond to the operation guide information.
그리고, 상기 재활 도구에 관한 정보는, 손가락 재활 운동에 이용될 수 있는 실제의 보조 기구, 물체들에 관한 정보로서, 이는 이후 객체 생성부(260)에 의해 가상 객체로 생성되어 화면을 통해 표시됨으로써, 재활 환자가 마치 실제 도구 또는 물체를 가지고 훈련하는 것과 같은 경험을 부여하게 해주기 위한 것이다. 예를 들어, 도 5의 원통 모양의 물체가 여기에 해당된다.The information on the rehabilitation tool is information on actual aids and objects that can be used for the finger rehabilitation exercise, which is then generated by the object generator 260 as a virtual object and displayed on the screen. This is to give the rehabilitation patient the experience of training with a real tool or object. For example, the cylindrical object of FIG. 5 corresponds to this.
물론, 이외에도 손가락 재활 운동에 이용될 수 있는 다양한 정보들과 이에 대한 실행 알고리즘들이 더 포함될 수 있음은 자명하다. 그리고 재활 운동 프로그램(282)은, 실시간 또는 주기적으로 갱신될 수도 있다. 예를 들어, 그 재활 환자의 재활 훈련을 담당하고 있는 의사, 치료자 등에 의해 부여된 훈련 스케쥴, 훈련 지도 데이터 등을 해당 의료기관의 서버로부터 통신 단말(200b)이 실시간 수신 또는 주기적으로 다운로드함으로써, 재활 운동 프로그램(282)은 계속적으로 업데이트될 수도 있다.Of course, in addition to the various information that can be used in the finger rehabilitation exercise and it is obvious that the algorithm may be further included. The rehabilitation exercise program 282 may be updated in real time or periodically. For example, a rehabilitation exercise is performed by the communication terminal 200b receiving or periodically downloading training schedules, training guidance data, and the like, which are given by doctors, therapists, and the like who are in charge of rehabilitation of the rehabilitation patient from the server of the medical institution. Program 282 may be updated continuously.
단계 S106, S108, S110, S112의 설명Description of Steps S106, S108, S110, S112
도 4의 단계 S106에서 재활 운동 장갑(100b)의 감지부(12)에 의해 사용자의 손 동작 정보가 감지되면, 단계 S108에 따라 재활 운동 장갑(100b)에서 감지된 손 동작 정보는 통신 단말(200b)로 전송된다. 이때, 손 동작 정보의 전송은 미리 지정된 시간 간격(예를 들어, 0.2초 등)에 의해 주기적으로 이루어질 수 있다. 또는, 손 동작 정보에 변화가 발생된 경우에만, 손 동작 정보를 전송하도록 구현될 수도 있다.When the user's hand motion information is detected by the sensing unit 12 of the rehabilitation exercise glove 100b in step S106 of FIG. 4, the hand motion information detected by the rehabilitation exercise glove 100b according to step S108 is transmitted to the communication terminal 200b. Is sent). In this case, the transmission of the hand gesture information may be periodically performed at a predetermined time interval (for example, 0.2 seconds). Alternatively, only when a change occurs in the hand gesture information, the hand gesture information may be transmitted.
상술한 바와 같이, 재활 운동 장갑(100b)으로부터 사용자의 손 동작 정보가 수신되면, 단계 S110에서, 통신 단말(200b)의 객체 생성부(260)는, 수신된 사용자의 손 동작 정보에 상응하는 가상의 손 모양 객체를 생성한다. 이에 따라, 통신 단말(200b)의 제어부(280)는, 단계 S112에서 그 생성된 사용자 손 모양 객체를 디스플레이 화면(즉, 재활 운동 보조 화면)에 표시한다.As described above, when the user's hand motion information is received from the rehabilitation exercise glove 100b, in step S110, the object generation unit 260 of the communication terminal 200b virtually corresponds to the received user's hand motion information. Creates a hand-shaped object. Accordingly, the controller 280 of the communication terminal 200b displays the generated user hand object on the display screen (that is, the rehabilitation exercise assistance screen) in step S112.
이에 대한 예가 도 5에 도시되고 있다. 도 5를 참조하면, 사용자가 실제 취한 손 동작과 동일한 손 동작을 하고 있는 가상의 손 모양 객체가 재활 운동 보조 화면 상에 함께 표시되고 있음을 확인할 수 있다.An example of this is shown in FIG. 5. Referring to FIG. 5, it can be seen that a virtual hand-shaped object that is performing the same hand gesture as the hand gesture actually taken by the user is displayed together on the rehabilitation exercise assistance screen.
이상에서는, 도 4를 참조하여, 재활 운동 장갑(100b)으로부터 어느 일 시점에 사용자의 손 동작 정보가 통신 단말(200b)로 수신되었을 때, 해당 시점에 수신된 손 동작 정보에 상응하는 가상의 사용자 손 모양 객체를 생성하고, 이를 재활 운동 보조 화면에 표시하는 1회의 과정만을 설명하였다.In the above, with reference to FIG. 4, when the hand gesture information of the user is received from the rehabilitation exercise glove 100b at one point in time by the communication terminal 200b, a virtual user corresponding to the hand gesture information received at the point in time. Only one process of creating a hand-shaped object and displaying it on the rehabilitation exercise assistance screen has been described.
그러나, 위 단계 S110 및 S112의 과정은 재활 운동 장갑(100b)으로부터 사용자의 손 동작 정보가 수신될 때마다 계속적으로 반복될 수 있다. 즉, 객체 생성부(260)는, 사용자의 손 동작 정보가 수신될 때마다 그 가상의 사용자 손 모양 객체를 계속적으로 갱신하고, 제어부(280)는, 상기 손 모양 객체가 갱신될 때마다 갱신된 손 모양 객체에 관한 영상을 재활 운동 보조 화면을 통해 실시간으로 반영시킬 수 있다.However, the process of the above steps S110 and S112 may be repeated continuously whenever the user's hand motion information is received from the rehabilitation gloves 100b. That is, the object generator 260 continuously updates the virtual user hand object whenever the user's hand motion information is received, and the controller 280 updates the hand object when the hand object is updated. The image of the hand-shaped object may be reflected in real time through the rehabilitation exercise assistance screen.
그리고 도 5에서는, 재활 운동 보조 화면이 해당 통신 단말(200b)의 디스플레이 장치를 통해 출력되는 경우를 예시하고 있지만, 반드시 이와 같을 필요는 없다. 예를 들어, 통신 단말(200b)은 자신이 생성한 재활 운동 보조 화면에 관한 영상을 대형 디스플레이 화면을 갖는 타 매체로 전송함으로써, 해당 화면이 타 매체의 화면을 통해 표시되도록 할 수도 있다. 예를 들어, 스마트폰 또는 스마트 패드의 경우, 그 단말에 구비된 HDMI(High Definition Multimedia Interface) 단자를 통해서 해당 공간에 구비된 다른 대형 화면 매체(예를 들어, TV 등)와 케이블 연결함을 통해서, 재활 운동 보조 화면이 대형 화면 매체에서 표시될 수 있도록 할 수 있다. 물론 이러한 경우에도 케이블 등의 유선 연결 방식이 아닌 무선 통신 방식, 근거리 통신 방식을 통해서 해당 화면을 타 매체로 전송해줄 수도 있을 것이다.In FIG. 5, the case where the rehabilitation exercise assistance screen is output through the display device of the communication terminal 200b is illustrated, but it is not necessarily the same. For example, the communication terminal 200b may transmit the image related to the rehabilitation exercise assistance screen generated by the communication terminal 200b to another medium having a large display screen so that the corresponding screen is displayed through the screen of the other medium. For example, in the case of a smartphone or a smart pad, the cable may be connected to another large screen medium (for example, a TV, etc.) provided in a corresponding space through an HDMI (High Definition Multimedia Interface) terminal provided in the terminal. In addition, the rehabilitation exercise assistance screen may be displayed on a large screen medium. Of course, even in such a case, the screen may be transmitted to another medium through a wireless communication method or a near field communication method, rather than a wired connection method such as a cable.
<재활 운동 보조 화면의 구성 방식><How to configure the rehabilitation exercise assistant screen>
이상에서는, 본 발명의 실시예에 따른 손가락 재활 운동 장치 및 그 재활 운동 보조 방법에 대해 설명하였는 바, 이하에서는 이를 구현하는 다양한 방식들에 대해서 설명하기로 한다. 다만, 이하에 설명의 경우에도 그 다양한 구현 방식들에 예시들에 해당할 뿐, 이외의 다른 여러 가지 구현 방식들이 존재할 수 있음은 물론이다.In the above, the finger rehabilitation exercise apparatus and the method for assisting the rehabilitation exercise according to an embodiment of the present invention have been described. Hereinafter, various methods for implementing the same will be described. However, in the following description, only various examples may be provided in the various implementation manners.
가상의 재활 도구 객체의 이용Use of virtual rehabilitation tool objects
앞서 설명한 바와 같이, 재활 운동 프로그램(282)에는 손가락 재활 운동에 이용될 수 있는 다양한 재활 도구에 대한 정보가 포함되어 있을 수 있다. 이에 따라, 재활 운동 프로그램(282)에 따라 특정 재활 동작에 상응하여 이를 훈련하는데 유용하게 쓰일 수 있는 재활 도구가 정해져 있는 경우, 객체 생성부(260)는, 사용자의 손 모양 객체 이외에도 해당 재활 도구에 관한 가상의 객체를 더 생성할 수 있다.As described above, the rehabilitation exercise program 282 may include information on various rehabilitation tools that can be used for finger rehabilitation exercises. Accordingly, when a rehabilitation tool is determined according to the rehabilitation exercise program 282 that can be usefully used to train the rehabilitation according to a specific rehabilitation operation, the object generator 260 may be configured to the rehabilitation tool in addition to the user's hand-shaped object. You can also create more virtual objects.
도 5의 경우에는, 가상의 재활 도구 객체로서 원통 모양의 가상 객체가 예시되어 있다. 따라서, 재활 환자는 이를 화면 상으로 보면서, 특정 재활 동작에 맞춰 자신의 손 동작을 변화시키는 방식으로 재활 운동을 할 수 있다. 그 예들을 아래에서 설명한다.In the case of FIG. 5, a cylindrical virtual object is illustrated as the virtual rehabilitation tool object. Accordingly, the rehabilitation patient may perform the rehabilitation exercise by changing his hand motion in accordance with a specific rehabilitation motion while viewing this on the screen. Examples are described below.
일 예로, 재활 동작이 도 5의 가상 원통을 특정 위치로 옮기는 것이라고 가정한다.As an example, assume that the rehabilitation operation moves the virtual cylinder of FIG. 5 to a specific position.
이 경우, 통신 단말(200b)의 제어부(280)는, 화면에서 사용자 손 모양 객체가 표시되는 영역과 상기 재활 도구 객체가 표시되는 영역이 미리 지정된 비율 이상으로 중첩되고, 상기 수신된 사용자의 손 동작 정보에 기초하여, 상기 사용자의 손가락이 미리 지정된 각도 이상으로 구부러진 것으로 판단된 경우, 상기 사용자가 상기 가상의 재활 도구 객체를 손으로 쥐는(잡는) 가상의 동작을 취한 것으로 판단할 수 있다.In this case, the controller 280 of the communication terminal 200b may overlap the area where the user hand-shaped object is displayed on the screen with the area where the rehabilitation tool object is displayed by a predetermined ratio or more, and receive the hand gesture of the received user. Based on the information, when it is determined that the user's finger is bent at a predetermined angle or more, it may be determined that the user has taken a virtual operation of grasping (holding) the virtual rehabilitation object.
그리고 제어부(280)는, 상기 재활 도구 객체를 손으로 쥐는 가상의 동작이 취해진 상태에서, 연이어 수신되는 사용자의 손 동작 정보에 따라 상기 사용자의 손의 위치에 변화가 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 재활 도구 객체를 상기 손 모양 객체의 위치 변화에 상응하여 위치 이동시켜 화면에 표시할 수 있다.The controller 280 determines that a change has occurred in the position of the user's hand according to the user's hand motion information which is subsequently received while the virtual operation of holding the rehabilitation tool object by hand is performed. The tool object may be moved and displayed on the screen in response to a change in the position of the hand object.
다른 예로, 재활 동작이 손을 구부렸다 폈다 하는 동작이고, 가상의 재활 도구가 예를 들어 신축성을 가진 공의 형태를 갖는다고 가정한다.As another example, it is assumed that the rehabilitation operation is the bending and releasing of the hands, and that the virtual rehabilitation tool has the shape of a flexible ball, for example.
이 경우, 통신 단말(200b)의 제어부는, 화면에서 사용자의 손 모양 객체가 표시되는 영역과 상기 재활 도구 객체가 표시되는 영역에 중첩되는 부분이 존재하는 상태에서, 연이어 수신되는 사용자의 손 동작 정보에 따라 상기 사용자의 손가락에 움직임 변화가 발생한 경우, 사용자의 손 모양 객체와 상기 재활 도구 객체가 중첩되는 정도 만큼, 화면 상에 표시되는 상기 재활 도구 객체의 형상을 변형시킬 수 있다.In this case, the control unit of the communication terminal 200b may receive the user's hand motion information successively received in a state where an area where a user's hand object is displayed on the screen and a portion overlapping with the area where the rehabilitation tool object is displayed are present. According to the present invention, when a movement change occurs in the user's finger, the shape of the rehabilitation tool object displayed on the screen may be modified as much as the user's hand object and the rehabilitation tool object overlap.
이상에서 설명한 예시 이외에도 가상의 재활 도구 객체를 이용한 보다 다양한 재활 훈련 예가 존재할 수 있음은 물론이다.In addition to the examples described above, there can be more various examples of rehabilitation training using the virtual rehabilitation tool object.
시범 손 모양 객체의 이용Use of demonstration hand objects
또한 다른 예에서, 재활 운동 보조 화면에는, 재활 환자가 수행할 재활 동작에 상응하는 시범 손 모양 객체가 더 표시될 수도 있다. 이를 위해, 객체 생성부(260)는 해당 재활 동작을 시범적으로 보여주기 위한 시범 손 모양 객체를 더 생성할 수 있다.In another example, a demonstration hand object corresponding to a rehabilitation operation to be performed by a rehabilitation patient may be further displayed on the rehabilitation exercise assistance screen. To this end, the object generator 260 may further generate a demonstration hand-shaped object for demonstrating the corresponding rehabilitation operation.
이때, 상기 시범 손 모양 객체는, 재활 운동 보조 화면 상에서 상기 사용자의 손 모양 객체와 중첩되지 않는 화면 영역에 표시될 수 있다. 예를 들어, 화면 하단에 작은 창의 형태로 표시될 수 있다. 다른 예로는, 해당 화면의 좌측에는 시범 손 모양 객체가 표시되고, 우측에는 사용자 손 모양 객체가 표시될 수 있다.In this case, the demonstration hand object may be displayed on a screen area that does not overlap with the user's hand object on the rehabilitation exercise assistance screen. For example, a small window may be displayed at the bottom of the screen. As another example, a demonstration hand object may be displayed on the left side of the screen, and a user hand object may be displayed on the right side.
위와 다른 구현 방식으로, 상기 시범 손 모양 객체는, 사용자의 손 모양 객체와 중첩은 되되, 서로 구분 식별할 수 있는 상태로 표시될 수 있다. 예를 들어, 재활 동작을 시범적으로 보여주는 시범 손 모양 객체는 반투명 상태로 표시되고, 사용자의 손 모양 객체는 이와 오버레이(overlay)되는 위치에 최초 표시됨으로써, 사용자가 그 시범 손 모양 객체와 동일한 손 동작을 취할 때 그 양자의 손 동작 간의 일치 여부를 쉽게 확인할 수 있도록 표시될 수 있을 것이다.In a different implementation manner from the above, the demonstration hand object may overlap the user's hand object, but may be displayed in a state that can be distinguished from each other. For example, a demonstration hand object that demonstrates rehabilitation behavior is displayed in a translucent state, and the user's hand object is initially displayed in a position overlaid with the user so that the user has the same hand as the demonstration hand object. It may be displayed so that it is easy to check whether or not the coincidence between the hand gestures of both when taking an action.
증강 현실을 적용한 재활 운동 보조 화면의 이용Use of Rehabilitation Exercise Assistance Screen with Augmented Reality
그리고 상술한 재활 운동 보조 화면은, 그 배경 화면이 증강 현실 화면으로 구성될 수 있다. 즉, 통신 단말(200b)은, 카메라 모듈(220)을 통해 획득된 프리뷰 영상(즉, 카메라 전방 영상)을 배경 화면으로 한 후, 앞서 설명한 손가락 모양 객체 및 상기 재활 도구 객체를 표시함으로써, 상기 재활 운동에 관한 증강 현실 환경을 구현할 수도 있다.The background screen may be configured as an augmented reality screen of the above-described rehabilitation exercise assistance screen. That is, the communication terminal 200b sets the preview image (ie, the camera front image) obtained through the camera module 220 as a background screen, and then displays the finger-shaped object and the rehabilitation tool object described above, thereby rehabilitation of the rehabilitation. It may also implement an augmented reality environment for exercise.
게임 진행 형식의 채용Adoption of game progression form
그리고 재활 운동 보조 화면을 통해 이루어지는 재활 운동들은 일종의 게임 진행 형식으로 구성될 수도 있다. 이러한 경우, 재활 운동 프로그램(282)에는 이를 위한 게임 진행 알고리즘 및 데이터들도 포함될 수 있다. In addition, rehabilitation exercises performed through the rehabilitation exercise assistance screen may be configured as a type of game progression. In this case, the rehabilitation exercise program 282 may also include game progress algorithms and data therefor.
예를 들어, 재활 운동은, 재활 운동 프로그램(282)의 구현에 따라, 블록 쌓기, 풍선에 바람 넣기 등과 같은 게임 형식으로 구현될 수 있음이 바로 그것이다. 여기서, 블록 쌓기 게임 형식으로 진행되는 경우를 가정하면, 재활 환자는 가상의 재활 도구인 블록을 특정 위치에 쌓아 올리는 것과 같은 가상의 행위를 함으로써 실제 블록을 옮기는 것과 같은 가상의 경험을 얻을 수 있다.For example, the rehabilitation exercise may be implemented in a game form such as building blocks, blowing balloons, etc., depending on the implementation of the rehabilitation exercise program 282. Here, assuming that the case of a block stacking game type, a rehabilitation patient can obtain a virtual experience such as moving a real block by performing a virtual action such as stacking a block, which is a virtual rehabilitation tool, at a specific position.
그리고 풍선 바람 넣기 게임 형식으로 진행되는 경우를 가정하면, 재활 환자는 손을 쥐었다 폈다 하는 행위를 반복함으로써, 실제 공기 주입기를 반복해서 누르는 것과 같은 가상의 행위를 통해서 풍선에 바람을 넣는 것과 같은 가상의 경험을 할 수 있게 된다. 이 경우 재활 운동 보조 화면에는 가상의 재활 도구 객체로서 공기 주입기가 표시될 수도 있을 것이다.And assuming that the game is in the form of a balloon blowing game, the rehabilitation patient repeats the action of squeezing and releasing the hand, and then a virtual action such as blowing a balloon through a virtual action such as repeatedly pressing an actual air injector. You will be able to experience. In this case, an air injector may be displayed as a virtual rehabilitation tool object on the rehabilitation exercise assistance screen.
이와 같이, 게임 진행 형식으로 구성하는 경우에는, 재활 운동을 하는 과정에서의 재활 환자가 느끼는 지루함을 줄이고, 재활 운동에 흥미 및 동기를 부여할 수 있는 효과가 있다.As described above, in the case of the game progression form, it is possible to reduce the boredom felt by the rehabilitation patient during the rehabilitation exercise and to give interest and motivation to the rehabilitation exercise.
[원격 협동 재활 훈련 시스템] [Remote Cooperative Rehabilitation Training System]
본 발명의 제2 측면에 따르면, 손가락 재활 훈련에 관한 것으로서, 원격에 있는 2개 이상의 통신 단말의 각 사용자 간의 협동을 통해 손가락 재활 훈련을 할 수 있도록 한 재활 훈련 시스템이 개시된다.According to a second aspect of the present invention, a rehabilitation training system is disclosed that enables finger rehabilitation training through cooperation between respective users of two or more communication terminals remotely.
이하, 첨부된 도면 중 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 제2 측면에 따른 원격 협동 재활 훈련 시스템을 설명한다.Hereinafter, a remote cooperative rehabilitation training system according to a second aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8 of the accompanying drawings.
도 6은 원격 협동 재활 훈련 시스템을 전반적으로 설명하기 위한 도면이다. 또한 도 7은 원격 협동 재활 훈련 방법의 적용 예를 도시한 도면이다.6 is a view for explaining the overall remote cooperative rehabilitation training system. 7 is a diagram illustrating an application example of the remote cooperative rehabilitation training method.
도 6 및 도15를 참조하면, 원격 협동 재활 훈련 시스템은, 손가락 재활 훈련을 하고자 하는 제1 사용자(예를 들어, 재활 환자 등)의 손가락 재활 운동을 보조하기 위한 장치(이하, 이를 제1 손가락 재활 운동 장치라 함)와, 통신 서버(300b)를 포함할 수 있다.6 and 15, a remote cooperative rehabilitation training system is a device for assisting a finger rehabilitation exercise of a first user (eg, a rehabilitation patient) who wants to perform finger rehabilitation training (hereinafter, referred to as a first finger). A rehabilitation exercise device) and a communication server 300b.
또한, 원격 협동 재활 훈련 시스템은, 상기 제1 사용자와 협력하여 상기 제1 사용자의 손가락 재활 훈련을 보조하거나 함께 재활 훈련을 하기 위한 제2 사용자 측 장치(이하, 이를 제2 손가락 재활 운동 장치라 함)를 포함할 수 있다.In addition, the remote cooperative rehabilitation training system is a second user side device (hereinafter referred to as a second finger rehabilitation exercise device) for cooperating with the first user to assist or perform rehabilitation training together with the finger of the first user. ) May be included.
여기서, 상기 제1 손가락 재활 운동 장치는, 도 6에 도시된 바와 같이, 재활 운동 장갑1(100c)과, 통신 단말 1(200c)을 포함할 수 있다.Here, as shown in FIG. 6, the first finger rehabilitation exercise device may include a rehabilitation exercise glove 1 (100c) and a communication terminal 1 (200c).
그리고, 상기 제2 손가락 재활 운동 장치도, 도 6에 도시된 바와 같이, 재활 운동 장갑1(100d)와, 통신 단말 2(200d)를 포함할 수 있다.The second finger rehabilitation exercise device may also include a rehabilitation exercise glove 1 (100d) and a communication terminal 2 (200d), as shown in FIG.
그리고, 상기 통신 서버(300b)는, 상기 통신 단말 1(200c) 및 상기 통신 단말 2(200d)와 데이터 통신을 수행함으로써, 통신 단말 1(200c)과 원격에 위치하여 상기 제1 사용자의 재활 운동에 협력하는 상기 제2 사용자에 의한 상기 통신 단말 2(200d) 간의 데이터 통신을 중계하는 역할을 수행한다.In addition, the communication server 300b performs data communication with the communication terminal 1 200c and the communication terminal 2200d, thereby rehabilitating the first user by remotely communicating with the communication terminal 1 200c. It serves to relay data communication between the communication terminal 2 (200d) by the second user cooperating with.
그리고, 상기 제1 사용자 및 상기 제2 사용자는 모두 재활 훈련이 필요한 재활 환자일 수도 있지만, 상기 제1 사용자 및 상기 제2 사용자 중 어느 일 방은 타 방의 손가락 재활 훈련 과정에서 협력하는 협력자의 역할만을 수행할 수도 있다. 여기서, 손가락 재활 훈련 과정에 협력하는 협력자란, 재활 치료사, 의사, 보호자 등이 여기에 해당할 수 있을 것이다.In addition, although both the first user and the second user may be rehabilitation patients requiring rehabilitation training, either one of the first user and the second user may serve only as a collaborator who cooperates in another finger rehabilitation training process. It can also be done. Here, a collaborator who cooperates in the finger rehabilitation training process may include a rehabilitation therapist, a doctor, a caregiver, and the like.
또한 여기서, 상기 제1 손가락 재활 운동 장치 및 상기 제2 손가락 재활 운동 장치는, 해당 재활 훈련 과정에서 각자 맡은 역할에 따라 달리 구성될 수도 있지만, 양자 모두 동일한 구성을 가질 수도 있다.In addition, although the first finger rehabilitation exercise device and the second finger rehabilitation exercise device may be configured differently according to their respective roles in the rehabilitation training process, both may have the same configuration.
일 예로, 제1 손가락 재활 운동 장치를 사용하는 제1 사용자는 재활 환자이고, 상기 제2 손가락 재활 운동 장치를 사용하는 제2 사용자는 재활 치료를 돕는 치료사인 경우, 상기 제2 손가락 재활 운동 장치에는, 도 1에 도시된 바와 달리, 재활 운동 장갑 2(100d)가 생략될 수도 있을 것이다.For example, when the first user who uses the first finger rehabilitation exercise device is a rehabilitation patient, and the second user who uses the second finger rehabilitation exercise device is a therapist who helps rehabilitation treatment, the second finger rehabilitation exercise device may be used. 1, the rehabilitation gloves 2 (100d) may be omitted.
즉, 치료자는 재활 운동 장갑 2(100d)를 직접 착용한 상태에서 상기 제1 사용자의 재활 훈련을 보조할 수도 있겠지만, 통신 단말 2(200d)만을 이용하여 재활 훈련을 보호/협력할 수도 있을 것이기 때문이다. 예를 들어, 치료사는, 재활 운동 장갑 2(100d)를 사용하지 않고서도, 자신의 단말(즉, 통신 단말 2(200d))을 통해 화면 공유되는 후술할 재활 운동 보조 영상을 보면서, 상기 제1 사용자의 재활 훈련을 보조/협력할 수 있는 것이다.That is, although the therapist may assist the rehabilitation training of the first user while directly wearing the rehabilitation exercise gloves 2 (100d), since the rehabilitation training may be protected / cooperated using only the communication terminal 2 (200d). to be. For example, the first therapist, while using the rehabilitation exercise gloves 2 (100d), while watching the rehabilitation exercise auxiliary image to be described later screen sharing through his terminal (that is, communication terminal 2 (200d)), the first It can assist / cooperate the user's rehabilitation training.
보다 구체적인 예를 들면, 치료사는 자신의 단말을 통해 함께 공유되는 제1 사용자의 재활 운동 보조 영상이 표시된 화면에서, 후술할 재활 도구 객체(도 7의 도면 부호 208 참조)를 드래그 앤 드롭하여 이동시키는 것과 같은 포인터 조작 행위를 함으로써, 이러한 영상을 공유하는 제1 사용자의 재활 훈련을 보조/협력할 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 재활 운동 보조 영상에 상기 치료사의 가상의 손 모양 객체가 특정 위치에 표시되는 경우, 치료사가 이를 마우스, 터치 조작, 키 입력 등을 통해서 자신의 가상 손 모양 객체의 위치, 모양 등을 조작할 수 있게 구현된다면, 치료사는 상기 재활 운동 장갑 2(100d)을 반드시 이용하지 않더라도 충분히 상기 제1 사용자의 재활 훈련을 보조/협력 할 수 있을 것이다.More specifically, the therapist may drag and drop a rehabilitation tool object (refer to reference numeral 208 of FIG. 7) to be described later on a screen displaying a rehabilitation exercise assistance image of a first user shared together through his terminal. By performing a pointer manipulation action as described above, rehabilitation training of a first user who shares this image can be assisted / cooperated. As another example, when the therapist's virtual hand object is displayed at a specific position on the rehabilitation exercise assisted image, the therapist uses the mouse, touch manipulation, key input, and the like to position and shape the virtual hand object. If implemented to operate the back, the therapist will be able to fully assist / cooperate with the rehabilitation training of the first user even if not necessarily using the rehabilitation exercise gloves 2 (100d).
재활 운동 장갑 1(100c)은, 손가락 재활 환자의 재활 운동(훈련)을 보조하기 위해 손에 착용될 수 있는 장갑 형태로 제작될 수 있으며(도 7 참조), 도 6의 블록 구성도에서와 같이, 무선 통신 모듈(12), 감지부(14), 제어부(16)를 포함할 수 있다. 다만, 도 6은 주요 구성요소 몇몇 만을 도시한 것에 불과하며, 이외에도 기본적인 기능을 수행하기 위한 구성(예를 들어, 배터리) 또는 다양한 기능의 추가에 따라 필요한 구성(예를 들어, 근전도 측정 기능 추가하는 경우 근전도 센서 등)이 더 포함될 수도 있음은 자명하다.Rehabilitation gloves 1 (100c) can be made in the form of a glove that can be worn on the hand to assist the rehabilitation exercise (training) of the finger rehabilitation patient (see FIG. 7), as shown in the block diagram of FIG. The wireless communication module 12 may include a detector 14 and a controller 16. However, FIG. 6 illustrates only some of the main components, and additionally, a configuration for performing basic functions (for example, a battery) or a configuration required for adding various functions (for example, adding an EMG measurement function). In this case, the EMG sensor may be further included.
재활 운동 장갑 1(100c)은 기본적으로 그 장갑을 착용한 제1 사용자의 다양한 손 동작 정보(즉, 손가락 움직임, 손의 자세 변화, 손의 위치 변화(이동) 등)를 무선 통신 방식에 의해 외부의 통신 단말 1(200c)로 전송하는 역할을 수행한다. 이는 앞서 도 1 및 도 2를 통해 설명한 재활 운동 장갑(100b)에서와 그 구체적 내용이 동일한 바, 여기에서는 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Rehabilitation exercise glove 1 (100c) is basically a variety of hand motion information (ie, finger movements, hand posture change, hand position change (movement), etc.) of the first user wearing the glove by using a wireless communication method It serves to transmit to the communication terminal 1 (200c). This is the same as the detailed content of the rehabilitation exercise gloves 100b described above with reference to FIGS. 1 and 2, and thus redundant description will be omitted.
통신 단말 1(200c)은 재활 운동 장갑 1(100c)으로부터 전송된 상기 제1 사용자의 손 동작 정보를 수신하고, 그 수신된 제1 사용자의 손 동작 정보에 상응하는 가상의 손 모양 객체(이하, 이를 '제1 손 모양 객체'라 명명함)를 생성하여 이를 디스플레이 화면을 통해 표시하는 역할을 수행한다. 이에 따라, 손가락 재활 환자는, 그 손가락 재활 운동 과정에서의 자신의 손 동작을 화면을 통해 시각적으로 즉시 확인할 수 있게 됨으로써, 그 재활 운동에 동기를 부여 받을 수 있어 재활 운동에 흥미를 가질 수 있게 된다. 이를 위한 통신 단말 1(200c)의 구체적 구성은 앞서 설명한 도 3의 통신 단말(200b)에서와 그 구체적 내용이 동일할 수 있는 바, 여기에서는 중복되는 설명은 생략하기로 한다.The communication terminal 1 (200c) receives the hand gesture information of the first user transmitted from the rehabilitation exercise glove 1 (100c), the virtual hand-shaped object corresponding to the received hand gesture information of the first user (hereinafter, This is called 'first hand object' and displays it on the display screen. Accordingly, the finger rehabilitation patient can immediately visually check his or her hand movement in the process of the finger rehabilitation exercise, thereby being able to be motivated to the rehabilitation exercise and become interested in the rehabilitation exercise. . The specific configuration of the communication terminal 1 (200c) for this purpose may be the same as that of the communication terminal 200b of FIG. 3 described above, the description thereof will be omitted.
다만, 재활 운동 장갑 1(100c)의 구성 및 기능과 관련된 내용은 재활 운동 장갑 2(100d)에도 그대로 적용될 수 있고, 통신 단말 1(200c)의 구성 및 기능과 관련된 내용도 통신 단말 2(200d)에도 그 사용 주체만을 달리하여 그대로 적용될 수 있는 것이다.However, the contents related to the configuration and function of the rehabilitation exercise glove 1 (100c) may be applied to the rehabilitation exercise glove 2 (100d) as it is, and the contents related to the configuration and the function of the communication terminal 1 (200c) are also the communication terminal 2 (200d). Edo can be applied as it is by using only different subjects.
또한 재활 운동 장갑1(100c)과 통신 단말1(200c) 간 또는/및 재활 운동 장갑2(100d)와 통신 단말2(200d) 간에 이루어지는 재활 운동 보조 프로세스의 경우에도 앞서 도 4에서 설명한 바와 동일/유사한 프로세스에 의해 처리될 수 있는 바, 이에 관한 상세한 설명도 생략하기로 한다. 그리고 앞서 본 발명의 제1 측면에 따른 손가락 재활 운동 장치 및 재활 운동 보조 방법의 설명을 통해 기재한 "재활 운동 보조 화면의 구성 방식" 관련 내용도 여기에 동일하게 적용될 수 있다.In addition, the rehabilitation exercise assistance process performed between the rehabilitation exercise glove 1 (100c) and the communication terminal 1 (200c) or / and between the rehabilitation exercise glove 2 (100d) and the communication terminal 2 (200d) is the same as described above in / It can be processed by a similar process, a detailed description thereof will be omitted. In addition, the contents related to the "configuration method of the rehabilitation exercise assistance screen" described through the description of the finger rehabilitation exercise apparatus and the rehabilitation exercise assistance method according to the first aspect of the present invention may be equally applied thereto.
따라서 이하에서는, 도 6 및 도15에 도시된 바와 같이, 제1 사용자 및 제2 사용자 모두가 동일한 구성을 갖는 손가락 재활 운동 장치(즉, 제1 및 제2 손가락 재활 운동 장치)를 이용하여, 상호 간 재활 훈련에 협력하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다. Therefore, hereinafter, as shown in Figs. 6 and 15, both the first user and the second user use a finger rehabilitation exercise device (i.e., the first and second finger rehabilitation exercise devices) having the same configuration, The case of cooperation in liver rehabilitation training will be described.
도 8은 원격 협동 재활 훈련 시스템에 의한 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 훈련 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 8에서는, 설명의 편의를 위해 2명의 재활 환자가 원격에서 협동 재활 훈련을 하는 경우를 가정하여 설명한다.8 is a view for explaining a rehabilitation training method according to an embodiment of the present invention by a remote cooperative rehabilitation training system. In FIG. 8, it is assumed that two rehabilitation patients perform cooperative rehabilitation training remotely for convenience of explanation.
단계 S210에서, 제1 손가락 재활 운동 장치를 구성하는 통신 단말 1(200c)이 협동 재활 훈련 모드로 진입함에 따라, 단계 S220에서 통신 단말 1(200c)과 통신 단말 2(200d)는 통신 서버(300b)에 의한 데이터 통신의 중계를 통해 통신 연결될 수 있다.In step S210, as the communication terminal 1 (200c) constituting the first finger rehabilitation exercise device enters the cooperative rehabilitation training mode, in step S220, the communication terminal 1 (200c) and the communication terminal 2 (200d) is a communication server 300b. Communication connection through the relay of data communication.
여기서, 상기 협동 재활 훈련 모드로의 진입은, 일 예로, 제1 사용자가 자신의 통신 단말 1(200c)의 재활 운동 프로그램을 실행시킨 후, 해당 프로그램에 따라 구동되어 화면 표시된 재활 운동 보조 화면 중 위 협동 재활 훈련 모드로의 진입을 위한 특정 버튼을 선택함에 따라 진입될 수 있다. 이 경우, 협동 재활 훈련 모드에서 협동할 상대방은 미리 지정되어 있을 수도 있지만, 사용자에 의해 직접 선택될 수도 있다. 즉, 상기 협동 재활 훈련 모드로의 진입은, 그 협동 재활 훈련을 하게 될 2인 이상 중 어느 1인에 의한 요청에 따라, 그 요청된 상대방 단말과의 상기 통신 서버(300b)의 중계를 통한 통신 연결에 의해 이루어질 수 있다.Here, the entry into the cooperative rehabilitation training mode is, for example, after the first user executes a rehabilitation exercise program of his or her communication terminal 1 (200c), the upper part of the rehabilitation exercise assistance screen that is driven according to the corresponding program and displayed on the screen. It may be entered by selecting a particular button for entering the cooperative rehabilitation training mode. In this case, the counterpart to cooperate in the cooperative rehabilitation training mode may be predetermined, but may be directly selected by the user. That is, the entry into the cooperative rehabilitation training mode is a communication through the relay of the communication server 300b with the requested counterpart terminal in response to a request by any one of two or more persons to be subjected to the cooperative rehabilitation training. By connection.
반면 다른 예로는, 협동 재활 훈련을 할 2인 이상의 환자가 각각 자신의 단말에서 해당 단말 내에 설치된 재활 운동 프로그램을 실행시켜, 상기 통신 서버(300b)와 각각 접속함으로써 상호 간 통신 연결이 이루어질 수도 있다. 이러한 경우, 각 단말 내에 설치되는 재활 운동 프로그램에는 상기 통신 서버(300b)의 IP 어드레스가 미리 저장되어 있을 수 있다. 또한 이 경우, 상기 통신 서버(300b)는 협동 재활 훈련이 가능한 환자, 의사, 치료사들이 가지고 있는 각 단말의 전화번호와 네트워크 연결 정보(예를 들어, IP 어드레스 또는 MAC 어드레스)를 가지고 있을 수 있다.On the other hand, in another example, two or more patients who are to perform the cooperative rehabilitation training may execute a rehabilitation exercise program installed in the corresponding terminal in their respective terminals, thereby connecting to the communication server 300b, respectively, thereby establishing a communication connection with each other. In this case, an IP address of the communication server 300b may be stored in advance in a rehabilitation exercise program installed in each terminal. In this case, the communication server 300b may have a phone number and network connection information (for example, an IP address or a MAC address) of each terminal owned by patients, doctors and therapists capable of cooperative rehabilitation training.
또한 이와 같이, 협동 재활 훈련 모드로 진입하게 되면, 예를 들어, 각 단말에 설치된 재활 운동 프로그램(일 예로, 재활 훈련 어플 형태로 구현될 수 있음) 간이 서로 연결됨으로써, 각 단말 내의 재활 운동 프로그램에 따라 상호 간 재활 운동 정보, 그 재활 운동(훈련)을 위한 협력 정보를 상호 간에 주고 받을 수 있는 상태가 이루어질 수 있다.In addition, when entering the cooperative rehabilitation training mode, for example, the rehabilitation exercise program (for example, can be implemented in the form of a rehabilitation training application) installed in each terminal is connected to each other, so that the rehabilitation exercise program in each terminal Accordingly, a state in which mutual rehabilitation exercise information and cooperation information for the rehabilitation exercise (training) can be exchanged with each other may be achieved.
이와 같은 상태에서, 단계 S230에서, 제1 사용자(이하, 재활 환자 1로 명명함) 측의 재활 운동 장갑 1(100c)로부터 그 재활 환자 1의 손 동작 정보가 통신 단말 1(200c)로 수신되면, 앞서도 설명한 바와 같이, 통신 단말 1(200c)은 그 수신된 손 동작 정보에 상응하여 상기 재활 환자 1의 가상 손 모양 객체를 생성한다. 그리고 통신 단말 1(200c)은 그 생성된 재활 환자 1의 가상 손 모양 객체를 포함하는 재활 운동 보조 화면을 구성하여 디스플레이 화면을 통해 표시한다[단계 S240 및 도 7의 도면 부호 206 참조]. 이 단계까지 표시되는 재활 운동 보조 화면은 일 예로 도 7의 도면 부호 205의 화면에서 도면 부호 207의 손 모양 객체(이는 제2 사용자 즉, 재활 환자 2의 손 동작을 가상 표현한 손 모양 객체임)가 제외된 화면을 구성될 수 있다.In this state, in step S230, when the hand motion information of the rehabilitation patient 1 is received from the rehabilitation exercise glove 1 100c of the first user (hereinafter referred to as rehabilitation patient 1) to the communication terminal 1 200c. As described above, the communication terminal 1 200c generates the virtual hand object of the rehabilitation patient 1 in correspondence with the received hand motion information. The communication terminal 1 (200c) constructs a rehabilitation exercise assistance screen including the generated virtual hand object of the rehabilitation patient 1 and displays it on the display screen (see step S240 and reference numeral 206 of FIG. 7). The rehabilitation exercise assistance screen displayed up to this step is, for example, a hand-shaped object 207 (which is a hand-shaped object that virtually expresses the hand motion of the second user, ie, the rehabilitation patient 2) on the screen 205 of FIG. 7. The excluded screen may be configured.
이외에도, 통신 단말 1(200c)은, 상기와 같은 협동 재활 훈련 모드에서는, 단계 S235에서와 같이, 재활 운동 장갑 1(100c)로부터 수신된 재활 환자 1의 손 동작 정보를 통신 서버(300b)의 데이터 통신 중계 과정을 통해서 통신 단말 2(200d)로 전송한다. 도 8의 경우는, 단계 S235가 단계 S240에 선행되는 것과 같이 도시하였지만, 이는 그 순서가 뒤바뀌어도 무방하며, 병렬적으로 처리될 수도 있음은 물론이다.In addition, in the cooperative rehabilitation training mode as described above, the communication terminal 1 (200c), as in step S235, the hand operation information of the rehabilitation patient 1 received from the rehabilitation exercise gloves 1 (100c) data of the communication server 300b. It transmits to the communication terminal 2 (200d) through a communication relay process. In the case of Fig. 8, step S235 is shown as preceded by step S240, but the order may be reversed and may be processed in parallel.
상술한 바와 같이, 통신 단말 1(200c)로부터 상기 재활 운동 장갑 1(100c)의 조작에 의한 재활 환자 1의 손 동작 정보가 통신 서버(300b)의 중계에 의해 통신 단말 2(200d)로 전달되면, 단계 S245에서, 통신 단말 2(200d)도 앞서 설명한 방식에 따라 그 수신된 재활 환자 1의 손 동작 정보에 상응하는 가상의 손 모양 객체를 생성하고, 이를 재활 운동 보조 화면을 구성할 수 있다.As described above, when the hand operation information of the rehabilitation patient 1 by the operation of the rehabilitation exercise glove 1 (100c) is transmitted from the communication terminal 1 (200c) to the communication terminal 2 (200d) by the relay of the communication server 300b. In operation S245, the communication terminal 2 200d may also generate a virtual hand object corresponding to the received hand motion information of the rehabilitation patient 1 according to the method described above, and configure the rehabilitation exercise assistance screen.
설명의 편의를 위해, 이하에서는, 통신 단말 1(200c)의 디스플레이 화면을 통해 표시되는 재활 운동 보조 화면을 재활 운동 보조 화면 1로, 통신 단말 2(200c)의 디스플레이 화면을 통해 표시되는 재활 운동 보조 화면을 재활 운동 보조 화면 2라 명명하기로 한다. 도 7의 경우, 재활 운동 보조 화면 1과 재활 운동 보조 화면 2가 동일한 화면 구성을 갖는 경우가 예시되고 있다. 또한, 각 해당 화면 내에 재활 환자 1의 손 모양 객체와 재활 환자 2의 손 모양 객체는 그 위치 및 모양이 일치하는 경우가 예시되고 있다. 다만, 각 환자의 손 모양 객체의 위치 및 모양은 양 화면 내에서 동일하게 표시되지만, 그 배경 화면 등은 서로 다르게 표시되는 경우도 가능할 수 있음은 물론이다. 또한, 손 모양은 각 화면에서 동일하게 표현되되, 그 손 모양 객체가 표시되는 위치는 양 화면에서 다르게 표시될 수도 있을 것이다. 이외에도 구현 방식에 따라 다양한 변형이 가능함은 물론이다.For convenience of explanation, hereinafter, the rehabilitation exercise assistance screen displayed through the display screen of the communication terminal 1 200c is referred to as the rehabilitation exercise assistance screen 1 and the rehabilitation exercise assistance displayed through the display screen of the communication terminal 2 200c. The screen will be referred to as rehabilitation exercise assistance screen 2. In the case of FIG. 7, the case where the rehabilitation exercise assistance screen 1 and the rehabilitation exercise assistance screen 2 have the same screen configuration is illustrated. In addition, the case where the hand-shaped object of the rehabilitation patient 1 and the hand-shaped object of the rehabilitation patient 2 correspond to the position and shape in each corresponding screen is illustrated. However, although the position and shape of the hand object of each patient are displayed in the same manner in both screens, the background screen may be differently displayed. In addition, the hand shape is expressed the same on each screen, the position where the hand object is displayed may be displayed differently on both screens. In addition, various modifications are possible depending on the implementation method.
이후, 단계 S2205에서, 제2 사용자(즉, 재활 환자 2) 측의 재활 운동 장갑 2(100d)로부터 그 재활 환자 2의 손 동작 정보가 통신 단말 2(200d)로 수신되면, 통신 단말 2(200d)는, 단계 S255에서와 같이, 재활 환자 2의 손 동작 정보를 통신 서버(300b)의 중계를 통해 통신 단말 1(200c)로 전송할 수 있다.Subsequently, in step S2205, when the hand motion information of the rehabilitation patient 2 is received from the rehabilitation exercise glove 2 (100d) of the second user (that is, the rehabilitation patient 2) to the communication terminal 2 (200d), the communication terminal 2 (200d) ) May transmit the hand motion information of the rehabilitation patient 2 to the communication terminal 1 200c through the relay of the communication server 300b as in step S255.
이에 따라, 통신 단말 1(200c)은 통신 단말 2(200d)로부터 전송된 재활 환자 2의 손 동작 정보에 상응하는 손 모양 객체를 해당 객체 생성부(160)를 통해서 더 생성하고, 이와 같이 생성된 재활 환자 2의 손 모양 객체가 자신의 제1 재활 운동 보조 화면에 반영되어 표시될 수 있도록, 그 제1 재활 운동 보조 화면을 재구성한다[단계 S260 참조].Accordingly, the communication terminal 1 (200c) further generates a hand-shaped object corresponding to the hand motion information of the rehabilitation patient 2 transmitted from the communication terminal 2 (200d) through the object generating unit 160, and thus generated The first rehabilitation exercise assistance screen is reconstructed so that the hand object of the rehabilitation patient 2 can be reflected and displayed on its first rehabilitation exercise assistance screen (see step S260).
그리고, 통신 단말 2(200c)도 자신 측의 재활 운동 장갑 2(100d)로부터 수신된 손 동작 정보에 상응하여 재활 환자 2에 대한 손 모양 객체(이하, 이를 제 2 손 모양 객체라 함)를 생성하고, 이를 자신의 제2 재활 운동 보조 화면에 반영되도록, 그 제2 재활 운동 보조 화면을 재구성할 수 있다[단계 S265 참조].In addition, the communication terminal 2 (200c) also generates a hand object (hereinafter referred to as a second hand object) for the rehabilitation patient 2 corresponding to the hand motion information received from the rehabilitation exercise glove 2 (100d) on its side. Then, the second rehabilitation exercise assistance screen can be reconstructed so as to be reflected in its second rehabilitation exercise assistance screen (see step S265).
상기 단계 S260 및 단계 S265까지의 과정을 거쳤을 때의 화면이 도 5에 도시되어 있으며, 여기서 도 7의 도면 부호 207은 상기 제2 손 모양 객체를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 통신 단말 1(200c)에 표시되는 제1 재활 운동 보조 화면과 통신 단말 2(200d)에 표시되는 제2 재활 운동 보조 화면이 완전히 동일한 화면을 가지고 있는 경우가 예시되고 있다.A screen when the processes of steps S260 and S265 have been performed are shown in FIG. 5, where reference numeral 207 of FIG. 7 denotes the second hand object. Referring to FIG. 7, a case in which the first rehabilitation exercise assistance screen displayed on the communication terminal 1 200c and the second rehabilitation exercise assistance screen displayed on the communication terminal 2 200d have exactly the same screen is illustrated.
앞서도 설명한 바이지만, 제1 재활 운동 보조 화면과 제2 재활 운동 보조 화면은 서로 다른 화면 구성을 가질 수도 있지만, 동일한 화면 구성을 가질 때 각 재활 환자의 협동 재활 훈련에 보다 효과적일 수 있다. 따라서, 이하에서는 양 화면을 동기화시키는 방식들에 대해서 설명하기로 한다.As described above, the first rehabilitation exercise assistance screen and the second rehabilitation exercise assistance screen may have different screen configurations, but when they have the same screen configuration, they may be more effective in cooperative rehabilitation training of each rehabilitation patient. Therefore, hereinafter, methods of synchronizing both screens will be described.
먼저, 각 재활 운동 보조 화면을 구성하는 배경 화면의 동기화는 다음과 같은 방식이 이용될 수 있다. 일 예로, 해당 화면을 증강 현실 환경으로 구성하는 경우에는, 어느 한 쪽 단말에서 그 증강 현실 환경에 관한 정보(예를 들어, 한 쪽 단말에서 카메라를 통해 획득한 프리뷰 영상에 관한 정보)를 타 단말로 전송해주는 방식이 이용될 수 있다. 이외에도 배경 화면을 동기화시키는 방식의 다른 예로는, 각 단말에 설치된 재활 운동 프로그램에서 어느 한 쪽 단말이 선택한 배경 화면에 관한 식별 정보 등과 같은 화면 구성 확인 정보를 상대방 단말로 전송해줌으로써 양자를 동기화시킬 수도 있다. 또는, 양 단말이 재활 운동 프로그램에서 특정 배경 화면에 의해 구성된 협동 재활 훈련 채널에 각각 접속하는 방식으로 양자를 동기화시킬 수도 있을 것이다.First, the synchronization of the background screen constituting each rehabilitation exercise auxiliary screen may be used as follows. For example, when the corresponding screen is configured as an augmented reality environment, the other terminal receives information regarding the augmented reality environment (for example, information about a preview image acquired through a camera from one terminal). Can be used. In addition, as another example of the method of synchronizing the background screen, the screen reconstruction information such as identification information on the background screen selected by either terminal in the rehabilitation exercise program installed in each terminal may be synchronized to each other by transmitting to the other terminal. have. Alternatively, both terminals may synchronize both by connecting to a cooperative rehabilitation training channel configured by a specific background screen in a rehabilitation exercise program.
다음으로, 배경 화면 상에 표시될 각 재활 환자의 손 모양 객체 및 그 협동 재활 운동에 이용되는 가상의 재활 도구 객체에 관한 위치 및 모양 동기화는, 예를 들어, 해당 재활 도구 객체에 관한 표시 위치(즉, 좌표) 및 객체 선택(식별) 정보와, 각 재활 환자의 손 모양 객체의 표시 위치에 관한 좌표 정보를 상기 통신 서버(300b)의 중계를 통해 상호 간 공유함으로써, 동기화시키는 방식이 이용될 수 있을 것이다.Next, the position and shape synchronization with respect to the hand-shaped object of each rehabilitation patient to be displayed on the background screen and the virtual rehabilitation tool object used for the cooperative rehabilitation exercise are, for example, the display position with respect to the rehabilitation tool object. That is, the coordinate) and the object selection (identification) information and the coordinate information about the display position of the hand-shaped object of each rehabilitation patient can be shared with each other through the relay of the communication server 300b to synchronize. There will be.
이에 의하면, 도 7의 예시 도면에서와 같이, 양 단말에 표시되는 재활 운동 보조 화면이 동일하게 공유될 수 있으며, 이러한 화면 상에서 각 재활 환자는 특정 손 동작을 취함으로써, 일종의 게임을 진행하듯이 협동 재활 훈련을 할 수 있다.According to this, as shown in the example of Figure 7, the rehabilitation exercise auxiliary screen displayed on both terminals can be shared the same, and each of the rehabilitation patients on the screen by taking a specific hand gesture, as if progressing a kind of game Rehabilitation training is available.
일 예로, 동일 화면 구성의 재활 운동 보조 화면에서, 재활 환자 1의 손 모양 객체와 재활 환자 2의 손 모양 객체가 각각 특정 재활 도구 객체와 미리 지정된 비율 이상으로 중첩되어 표시되고, 재활 환자 1의 손 모양 객체와 재활 환자 2의 손 모양 객체가 각각 미리 지정된 각도 이상으로 손가락이 구부러진 것과 같은 손 모양을 갖는 경우, 상기 재활 환자 1의 손과 상기 재활 환자 2의 손이 협력하여 상기 재활 도구 객체를 잡는 가상의 동작을 위한 취한 것으로 보고, 이후 해당 재활 도구 객체를 특정 위치로 옮겨다 놓는 것과 같은 협력 동작을 취하는 등의 협동 재활 훈련이 가능할 것이다.For example, in the rehabilitation exercise assistance screen of the same screen configuration, the hand-shaped object of the rehabilitation patient 1 and the hand-shaped object of the rehabilitation patient 2 are displayed overlapping each other with a specific rehabilitation tool object or more than a predetermined ratio, and the hand of the rehabilitation patient 1 When the shape object and the hand object of the rehabilitation patient 2 each have a hand shape such that a finger is bent over a predetermined angle, the hand of the rehabilitation patient 1 and the hand of the rehabilitation patient 2 cooperate to grab the rehabilitation tool object. Cooperative rehabilitation training may be possible, such as taking a fictitious action and then taking a cooperative action such as moving the rehabilitation tool object to a specific location.
그리고 도 8에서는 양 단말에서 각 재활 환자의 손 동작 정보를 주고 받는 방식으로 협동 재활 훈련을 하는 경우를 중심으로 설명하였지만, 협동 재활 훈련을 위해 공유(주고 받는)되는 협력 정보는 이외에도 다양할 수 있음은 물론이다. 일 예로, 재활 환자와 의사 간이 각 단말로 위와 같은 재활 운동 보조 화면을 공유하는 경우, 의사는 자신의 단말을 통해 재활 환자의 재활 훈련 과정을 지켜보면서, 그 재활 훈련 과정에서 시의적절하게 필요한 재활 도구를 추천할 수 있고, 이와 같은 경우 재활 환자의 통신 단말은 그 재활 도구와 관련된 가상 객체가 해당 화면에 표시되도록, 해당 객체의 생성 및 화면 재구성을 할 수도 있는 것이다.In FIG. 8, a description is given of a case in which cooperative rehabilitation training is performed by exchanging hand motion information of each rehabilitation patient in both terminals, but the cooperative information shared for giving and receiving cooperative rehabilitation training may vary. Of course. For example, when the rehabilitation patient and the doctor share the above rehabilitation exercise assistance screen between the respective terminals, the doctor watches the rehabilitation training process of the rehabilitation patient through his terminal, and the rehabilitation timely necessary in the rehabilitation training process The tool may be recommended, and in this case, the communication terminal of the rehabilitation patient may generate and reconfigure the object so that the virtual object related to the rehabilitation tool is displayed on the screen.
[착용형 통신 장치를 이용한 원격 제어 시스템] [Remote control system using wearable communication device]
본 발명의 제3 측면에 따르면, 착용형 통신 장치를 이용한 원격 제어 시스템이 개시된다. 이하, 첨부된 도면 중 도 9 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 제3 측면에 따른 착용형 통신 장치를 이용한 원격 제어 시스템을 상세히 설명한다.According to a third aspect of the invention, a remote control system using a wearable communication device is disclosed. Hereinafter, a remote control system using a wearable communication device according to a third aspect of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 9 to 11 of the accompanying drawings.
도 9는 착용형 통신 장치를 이용한 원격 제어 시스템의 개관도이고, 도 10은 착용형 통신 장치와 전자기기 상에서 구동되는 장치 연동 에이전트의 블록도이다.9 is an overview of a remote control system using a wearable communication device, and FIG. 10 is a block diagram of a device interworking agent driven on the wearable communication device and the electronic device.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 원격 제어 시스템은, 착용형 통신 장치(100e)와, 이와 통신 연동되는 전자기기(200e)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 9, a remote control system according to an exemplary embodiment of the present invention may include a wearable communication device 100e and an electronic device 200e interoperating therewith.
여기서, 전자기기(200e)는, 착용형 통신 장치(100e)와 통신하기 위한 통신 모듈(도 10의 도면부호 1130 참조)과, 디스플레이(도 10의 도면부호 1110 참조)를 포함하는 장치로서, 후술할 장치 연동 에이전트(1200)가 탑재 또는 설치되는 장치라면 별다른 제한 없이 여기에 해당될 수 있다. 물론 일반적 구성으로서 도 2에서와 같이 전원부(1120), 메모리(1140), 전자기기 제어부(1150) 등이 더 포함될 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의 및 집중을 위해, 상기 전자기기(200e)는 도 1에 도시된 바와 같이 스마트 TV인 것을 중심으로 설명하기로 한다.Here, the electronic device 200e is a device including a communication module (see 1130 in FIG. 10) and a display (see 1110 in FIG. 10) for communicating with the wearable communication device 100e. If the device interworking agent 1200 is to be mounted or installed, this may be the case without any limitation. Of course, as a general configuration, as shown in FIG. 2, the power supply unit 1120, the memory 1140, and the electronic device controller 1150 may be further included. However, in the present specification, for convenience and concentration of the description, the electronic device 200e will be described with reference to a smart TV as shown in FIG. 1.
그리고 착용형 통신 장치(100e)는, 사용자의 신체에 착용되어, 사용자의 동작에 따라 해당 착용 부위에 발생된 동작 센싱 정보를 획득하고, 이를 소정의 통신 장치(본 실시예에서는, 근거리 무선 통신 모듈(도 10의 50e 참조)임)를 통해서 그 획득된 정보를 원격의 전자기기(200e)로 전송할 수 있는 장치라면 이 또한 특별한 제한이 없음은 물론이다. 즉, 착용형 통신 장치(100e)는, 본 명세서에서 도 9에 도시된 바와 같이 사용자의 손에 착용되는 장갑 형태의 통신 장치를 중심으로 설명하지만, 착용 부위는 반드시 손에 한정될 필요는 없다. 또한 착용형 통신 장치(100e)는 사용자의 신체 부위 중 어느 하나에만 착용될 필요는 없으며, 복수개의 착용형 통신 장치(100e)가 1 세트로서 구성되어, 사용자의 양 손, 양 발 등에 각각 착용되어 동작할 수도 있다. 이는 이하의 설명에 의해 보다 명확히 이해될 수 있을 것이다.The wearable communication device 100e is worn on a user's body to obtain motion sensing information generated at a corresponding wearing portion according to a user's motion, and the predetermined communication device (in this embodiment, a short range wireless communication module). If the device can transmit the acquired information to the remote electronic device 200e through (refer to 50e of FIG. 10), of course, there is no particular limitation. That is, the wearable communication device 100e will be described with reference to the communication device in the form of a glove worn on the user's hand as shown in FIG. 9, but the wearing portion is not necessarily limited to the hand. In addition, the wearable communication device 100e does not need to be worn only on any one body part of the user, and a plurality of wearable communication devices 100e are configured as one set, and are worn on the user's hands, both feet, and the like, respectively. It may work. This may be more clearly understood by the following description.
이하, 착용형 통신 장치(100e)에 포함되는 구성부 및 전자기기(200e) 내에 탑재 또는 설치되는 장치 연동 에이전트(100e)에 포함되는 구성부에 관하여, 도 10의 실시예에 근거하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the component included in the wearable communication device 100e and the component included in the device interworking agent 100e mounted or installed in the electronic device 200e will be described in more detail based on the embodiment of FIG. 10. Let's explain.
도 10을 참조하면, 착용형 통신 장치(100e)는, 동작 감지부(20e, 30e), 제어부(40e), 근거리 무선 통신 모듈(50e), 배터리(60e)를 포함할 수 있다. 다만, 이러한 구성부에만 한정되는 것은 아니며, 필요 및 설계에 따라 이에 추가 구성부가 더 포함될 수도 있음은 물론이다. 본 발명의 제3 측면에 따른 원격 제어 시스템에 적용되는 착용형 통신 장치(100e)의 예시적 구성 및 기능에 관해서는 앞서 도 7, 도 8 및 도 2 등의 도면의 설명을 통해 여러 번 상세히 설명하였는 바, 이하에서는 중복 설명을 생략하기로 한다.Referring to FIG. 10, the wearable communication device 100e may include motion detection units 20e and 30e, a controller 40e, a short range wireless communication module 50e, and a battery 60e. However, the present invention is not limited only to these components, and additional components may be further included according to needs and designs. Exemplary configurations and functions of the wearable communication device 100e applied to the remote control system according to the third aspect of the present invention will be described in detail several times with reference to the drawings of FIGS. 7, 8, and 2. In the following description, redundant description will be omitted.
장치 연동 에이전트(1200)는, 네트워크 관리자(1210), 정보 해석기(1220), 장치 연동 관리자(1230), 룩업 테이블(Lookup table)(1240)을 포함할 수 있다. 물론, 필요 또는 설계에 따라 이외에 추가 구성을 더 포함할 수도 있고, 상기 룩업 테이블(1240)은 전자기기(200e)의 메모리(1140)에 포함될 수도 있다. The device interworking agent 1200 may include a network manager 1210, an information interpreter 1220, a device interworking manager 1230, and a lookup table 1240. Of course, it may further include an additional configuration in addition to the need or design, the lookup table 1240 may be included in the memory 1140 of the electronic device (200e).
여기서, 장치 연동 에이전트(1200)는, 전자기기(200e)에 사전에 탑재 또는 설치되어 전자기기(200e) 상에서 구동될 수도 있지만, 펌웨어 또는 소프트웨어(어플리케이션) 형태로 구현되고 전자기기(200e)의 사용자가 이를 다운로드 받아 설치할 수도 있다. 예를 들어, 스마트 TV에 사전에 설치되어 있는 것은 아니지만, 사용자는 본 발명의 실시예에 따른 착용형 통신 장치(100e)를 별도 구입하고 그 착용형 통신 장치(100e)를 이용하여 전자기기(200e)의 동작, 전자기기(200e)에서 구동되는 특정 어플리케이션(일 예로, 후술할 특정 게임 어플 등)의 동작 등을 원격 제어하기 위해, 그에 맞는 장치 연동 에이전트(1200)를 전자기기(200e)에 후에 설치할 수도 있는 것이다.Here, the device interworking agent 1200 may be pre-loaded or installed in the electronic device 200e and driven on the electronic device 200e, but may be implemented in the form of firmware or software (application) and be a user of the electronic device 200e. You can also download and install it. For example, although not installed in advance in a smart TV, the user purchases the wearable communication device 100e according to the embodiment of the present invention separately and uses the wearable communication device 100e to use the electronic device 200e. ) And a device interworking agent 1200 suitable for the electronic device 200e to remotely control the operation of a specific application (for example, a specific game application to be described later, etc.) driven by the electronic device 200e. It can also be installed.
이에 따라, 장치 연동 에이전트(1200)는 전자기기(200e) 상에서 구동됨으로써, 전자기기(200e)와 착용형 통신 장치(100e) 간의 장치 연동 및 제어를 수행하며, 이를 위한 각 구성부의 역할을 다음과 같다.Accordingly, the device interworking agent 1200 is driven on the electronic device 200e to perform device interworking and control between the electronic device 200e and the wearable communication device 100e. same.
네트워크 관리자(1210)는 전자기기(200e)에 탑재된 통신 모듈(1130)을 통해 착용형 통신 장치(100e)가 식별되면, 상기 착용형 통신 장치(100e)와의 데이터 교환을 위한 네트워크 연결을 수행한다.When the wearable communication device 100e is identified through the communication module 1130 mounted on the electronic device 200e, the network manager 1210 performs a network connection for exchanging data with the wearable communication device 100e. .
정보 해석기(1220)는 착용형 통신 장치(100e)로부터 수신된 동작 센싱 정보로부터, 전자기기(100e)의 동작, 그 전자기기(100e)에서 실행 중인 어플리케이션 중 어느 하나의 제어에 이용될 사용자 동작 정보를 획득한다. 여기서, 사용자 동작 정보란, 착용형 통신 장치(100e)로부터 수신되는 동작 센싱 정보들 중 본 발명에 따른 원격 제어를 하는데 유의미한 정보인 것으로 해석되는 것(즉, 사용자가 취한 다양한 동작 중 사용자의 의도가 원격 제어를 위한 동작인 것인 것으로 확인되는 동작 정보)을 의미한다.The information interpreter 1220 may, from the motion sensing information received from the wearable communication device 100e, user motion information to be used for controlling any one of an operation of the electronic device 100e and an application running on the electronic device 100e. Acquire. Here, the user motion information is interpreted to be meaningful information for performing the remote control according to the present invention among the motion sensing information received from the wearable communication device 100e (that is, the intention of the user among the various actions taken by the user Operation information which is confirmed to be an operation for remote control).
즉, 사용자가 도 9에서와 같은 장갑 형태의 통신 장치(100e)를 착용한 상태에서도, 의도치 않게 발생되는 움직임이 존재할 수 있은 바, 정보 해석기(1220)는 이를 필터링하여 원격 제어 의도를 갖는 유의미한 동작들 만을 추출해내는 역할을 수행한다. 이를 위해, 정보 해석기(1220)는, 룩업 테이블(1240)에 저장된 특정 테이블(이하, 이를 제1 룩업 테이블이라 함)을 참조할 수 있다. 제1 룩업 테이블은 예를 들어 아래의 테이블과 같이 존재할 수 있다.That is, even when the user wears a glove-shaped communication device 100e as shown in FIG. 9, there may be an unintentional movement. The information interpreter 1220 filters the meaningful information with a remote control intention. It is responsible for extracting only actions. To this end, the information interpreter 1220 may refer to a specific table (hereinafter, referred to as a first lookup table) stored in the lookup table 1240. The first lookup table may exist as, for example, the following table.
[표 1 - 제1 룩업 테이블] Table 1-First Lookup Table
Figure PCTKR2012004313-appb-I000001
Figure PCTKR2012004313-appb-I000001
따라서, 상기 [표 1]의 예에 따른 제1 룩업 테이블을 참조하여, 정보 해석기(1220)는 해당 테이블에 정의된 손 동작을 제외한 동작은 무시하고, 해당 테이블에 정의되어 있는 손 동작만을 원격 제어를 위한 사용자의 의도적인 동작으로 판단하여 해당 동작에 상응하는 사용자 동작 정보만을 획득할 수 있다. 여기서, 후술할 장치 연동 관리자(1230)로 전달될 사용자 동작 정보는, 상기 테이블의 동작 식별 정보(즉, #1 등)일 수 있다.Therefore, referring to the first lookup table according to the example of [Table 1], the information interpreter 1220 ignores the operations except the hand gestures defined in the table, and remotely controls only the hand gestures defined in the table. By determining that the user's intentional motion for the user can obtain only the user's motion information corresponding to the operation. Here, the user operation information to be transmitted to the device interworking manager 1230, which will be described later, may be operation identification information (ie, # 1) of the table.
다만, 위 제1 룩업 테이블은 일 예시에 불과하며, 이보다 더 다양한 동작들이 유의미한 사용자 동작 정보로서 정의되어 있을 수도 있음은 물론이다. 이하에서도 설명하겠지만, 만일 "테니스 게임", "탁구 게임" 등과 같은 게임 어플이 스마트 TV 화면을 통해 실행되고 있는 경우를 가정하면, 게임 실행 화면에 표출되어 그 게임을 즐기는 사용자와 동일시되는 가상의 선수(virtual player)가 라켓을 휘두르는 동작에 상응하는 사용자 동작이 위와 같은 룩업 테이블을 통해 정의되어 있을 수 있는 것이다. 또는, 1인칭 슈팅 게임(First-Person Shooter)과 같은 경우, 사용자가 총의 방아쇠를 당기는 동작에 상응하는 손 동작(즉, 검지를 구부림 또는 검지를 구부리는 동시에 엄지를 움직임 등)이 유의미한 사용자 동작 정보로서 정의되어 있을 수도 있다. 이외에도 2개 이상의 손가락 조합, 미리 지정된 연이은 손 동작 입력 등 매우 다양한 손 동작 조합들이 존재할 수 있으며, 또한 제어 대상, 실행 어플리케이션의 특성, 그 실행 어플리케이션 내에 표출될 가상 객체의 속성 등에 기초하여 매우 다양한 응용례가 존재할 수 있음은 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 즉, 위 제1 룩업 테이블은 그 제어 대상, 어플리케이션의 종류 및 특성, 가상 객체 등에 따라 각각 달리 정의될 수 있다.However, the first lookup table is merely an example, and more various operations may be defined as meaningful user motion information. As will be described below, if a game application such as "tennis game" or "table tennis game" is being executed on the smart TV screen, a virtual player displayed on the game execution screen and identified with a user who enjoys the game. The user behavior corresponding to the (virtual player) swinging the racket can be defined through the lookup table above. Or, in the case of a first-person shooter, a hand motion (ie, bending the index finger or bending the index finger at the same time, moving the thumb, etc.) corresponding to the user's triggering of the gun is significant. It may be defined as information. In addition, there may be a wide variety of hand gesture combinations, such as two or more finger combinations, predetermined hand gesture inputs, and a variety of application examples based on the object to be controlled, the characteristics of the execution application, and the properties of the virtual object to be displayed in the execution application. Will be readily understood by those skilled in the art. That is, the first lookup table may be defined differently according to the control target, the type and characteristic of the application, the virtual object, and the like.
상술한 바와 같이, 정보 해석기(1220)를 통해서 원격 제어에 유의미한 동작인 사용자 동작 정보가 획득되면, 장치 연동 관리자(1230)는 그 사용자 동작 정보에 상응하여 전자기기의 동작, 전자기기에서 실행 중인 어플리케이션의 동작 등을 제어하는 역할을 수행한다.As described above, when user operation information, which is a significant operation for remote control, is acquired through the information analyzer 1220, the device interworking manager 1230 may perform an operation of the electronic device and an application running on the electronic device in response to the user operation information. It serves to control the operation and so on.
여기서, 장치 연동 관리자(1230)도 위와 같은 제어를 위해, 앞선 설명에서와 유사하게 룩업 테이블(1240)에 저장된 특정 테이블(이하 이를 제2 룩업 테이블이라 함)을 참조할 수 있다. 앞선 예에서와 대응시킨 일 예시의 제2 룩업 테이블은 다음과 같을 수 있다.Here, the device interworking manager 1230 may refer to a specific table stored in the lookup table 1240 (hereinafter referred to as a second lookup table) for the same control as described above. An example second lookup table corresponding to the previous example may be as follows.
[표 2 - 제2 룩업 테이블] Table 2-Second Lookup Table
Figure PCTKR2012004313-appb-I000002
Figure PCTKR2012004313-appb-I000002
그러나 위 예시의 제2 룩업 테이블 또한 그 제어 대상, 어플리케이션의 종류 및 특성, 가상 객체 등에 따라 각각 달리 정의될 수 있음은 자명하다. 즉, 위 제2 룩업 테이블은, 1인칭 슈팅 게임의 경우를 가정하여 사용자 동작 정보와 어플리케이션 동작 제어를 1대 1 맵핑시켜 본 예에 불과하다. 따라서, 전자기기 자체의 동작 제어에 활용되는 경우라면, 사용자 동작 정보인 #7(손 오른쪽 방향 이동)은 채널 업, #8(손 왼쪽 방향 이동)은 채널 다운, #9(손 아래로 이동)는 볼륨 다운, #10(손 위로 이동)은 볼륨 업 등과 같이 맵핑될 수도 있을 것이다. 또한 실행 어플리케이션이 문서 작성 어플리케이션(예를 들어, 메모장, WORD 등)인 경우는 위 사용자 동작 정보들이 각 "문자(Character)"와 대응되어 있을 수도 있고, CALL 어플리케이션인 경우에는 각 "숫자(number)"와 대응되어 있을 수도 있을 것이다.However, it is obvious that the second lookup table of the above example may be defined differently according to the control target, the type and characteristic of the application, the virtual object, and the like. In other words, the second lookup table is merely an example in which user motion information and application motion control are mapped one-to-one assuming a first-person shooting game. Therefore, if it is utilized to control the motion of the electronic device itself, user motion information # 7 (move right hand) is channel up, # 8 (hand move left) is channel down, # 9 (move hand down) Volume down, # 10 (move up) may be mapped, such as volume up. In addition, when the execution application is a document writing application (for example, notepad, WORD, etc.), the above user action information may correspond to each "Character". In the case of a CALL application, each "number" May be the equivalent of ".
즉, 장치 연동 관리자(1230)는 `장치 제어의 대상에 따라서 서로 다른 제어 동작을 수행할 수 있다. 일 예로, 전자기기 동작을 제어하는 경우라면, 전자기기의 각 장치(오디오 볼륨, 채널 선택, 화면 전환 등)의 기능을 사용자 동작 정보 및 그 제2 룩업 테이블에 근거하여 제어할 수 있고, 다른 예로, 문자/숫자 입력 어플리케이션의 실행 동작을 제어하는 경우라면, 화면 상에 표출되는 가상 키보드를 통한 문자/숫자 입력을 수행할 수 있으며, 또 다른 예로, 홈 스크린 상에서 표출된 아이콘들의 선택을 위해 사용자 동작 정보에 추종하여 상기 전자기기에서 실행 중인 어플리케이션 화면 내에 표출된 포인터(Pointer)가 이동되도록 제어할 수도 있다. 또한, 이하에서 설명할 바와 같이, 사용자 동작 정보에 상응하는 동작이 실행 중인 어플리케이션 화면 내에 표출된 가상 객체(앞서 설명한 도 5에서의 "손 모양 가상 객체" 참조)에 반영되도록 제어할 수도 있을 것이다.That is, the device interworking manager 1230 may perform different control operations according to the object of device control. For example, in the case of controlling the operation of the electronic device, the function of each device (audio volume, channel selection, screen switching, etc.) of the electronic device may be controlled based on the user operation information and the second lookup table. In the case of controlling the execution operation of the letter / number input application, the letter / number input may be performed through a virtual keyboard displayed on the screen. As another example, a user action may be performed to select icons displayed on the home screen. The pointer displayed in the application screen running on the electronic device may be controlled to follow the information. In addition, as will be described below, an operation corresponding to the user's motion information may be controlled to be reflected in the virtual object (see "Hand-shaped virtual object" in FIG. 5 described above) displayed in the running application screen.
도 11은 착용형 통신 장치와 장치 연동 에이전트 간의 연동에 따른 원격 제어 방법을 간략히 나타낸 순서도이다.11 is a flowchart briefly illustrating a remote control method according to interworking between a wearable communication device and a device interworking agent.
도 11을 참조하면, 착용형 통신 장치(100e)가 턴 온됨에 따라[단계 S12], 착용형 통신 장치(100e)로부터 접속 요청 메시지가 전송되면[단계 S14], 장치 연동 에이전트(1200)의 네트워크 관리자(1210)는 착용형 통신 장치(100e)를 식별할 수 있다[단계 S16]. 이와 같이 식별된 경우, 네트워크 관리자(1210)는 착용형 통신 장치(100e)와의 네트워크 연결을 수행한다[단계 S18].Referring to FIG. 11, when the wearable communication device 100e is turned on [step S12], when a connection request message is transmitted from the wearable communication device 100e [step S14], the network of the device interworking agent 1200 is connected. The manager 1210 may identify the wearable communication device 100e (step S16). If so identified, the network manager 1210 performs a network connection with the wearable communication device 100e (step S18).
이와 같이, 착용형 통신 장치(100e)가 식별되는 경우, 장치 연동 관리자(1220)는, 전자기기의 동작 및 전자기기에서 실행 중인 어플리케이션 중 적어도 하나에 관한 제어 권한을 착용형 통신 장치(100e)로 전환시키고[단계 S20], 상기 착용형 통신 장치(100e)에 의해 제어 가능한 장치 리스트 또는 어플리케이션 리스트가 전자기기(200e)의 화면을 통해 GUI(Graphic User Interface)로 표출되도록 지시(요청)한다[단계 S22]. 이와 같은 지시(요청)은 전자기기(200e)의 제어부(1150)로 전달됨으로써, 전자기기 제어부(1150)는 해당 GUI를 생성하여 디스플레이 화면을 통해 표출하게 된다.As such, when the wearable communication device 100e is identified, the device interworking manager 1220 may transfer control authority to at least one of an operation of the electronic device and an application running on the electronic device to the wearable communication device 100e. Switch (step S20), and instruct (request) the device list or the application list controllable by the wearable communication device 100e to be displayed on the screen of the electronic device 200e to the GUI (Graphic User Interface) [step] S22]. Such an instruction (request) is transmitted to the controller 1150 of the electronic device 200e, so that the electronic device controller 1150 generates a corresponding GUI and expresses it on the display screen.
이에 따라, 착용형 통신 장치(100e)의 사용자는 전자기기(200e)의 화면을 통해서 자신이 제어할 수 있는 대상들을 시각적으로 확인할 수 있다. 이후, 사용자 선택(즉, 그러한 선택을 지시하는 동작을 사용자가 취함)에 따른, 제어 대상 선택을 위한 동작 센싱 정보가 착용형 통신 장치(100e)로부터 전송되면[단계 S24], 장치 연동 에이전트(1200)는 정보 해석기(1220)를 통해서 이와 관련된 사용자 동작 정보을 획득할 수 있다. 이러한 획득 정보에 근거하여 장치 연동 관리자(1230)는 사용자에 의해 의도된 바에 따른 장치 제어를 위한 설정을 수행하고 그 설정을 완료한다[단계 S26].Accordingly, the user of the wearable communication device 100e may visually check the objects that can be controlled through the screen of the electronic device 200e. Subsequently, when motion sensing information for selecting a control target is transmitted from the wearable communication device 100e according to the user selection (that is, the user takes an action of instructing such selection) [step S24], the device interworking agent 1200 ) May obtain user motion information related thereto through the information analyzer 1220. Based on the acquired information, the device interlocking manager 1230 performs setting for device control as intended by the user and completes the setting (step S26).
상술한 바와 같이, 장치 제어를 위한 설정 과정이 완료된 후, 착용형 통신 장치(100e)로부터 그 선택 대상의 제어를 위한 동작 센싱 정보가 전송되면[단계 S28], 장치 연동 관리자(1230)는 정보 해석기(1220)에 의해 획득된 사용자 동작 정보에 따라서 그에 상응하는 제어 동작이 수행되도록, 전자기기(200e)의 제어부(1150)에 지시(요청)한다[단계 S32].As described above, after the setting process for controlling the device is completed, if the motion sensing information for controlling the selection target is transmitted from the wearable communication device 100e (step S28), the device interworking manager 1230 is an information analyzer. The control unit 1150 of the electronic device 200e is instructed (requested) to perform a corresponding control operation according to the user operation information acquired by the 1220 (step S32).
물론, 이상에서는, 착용형 통신 장치(100e)가 식별되는 경우, 이에 의해 원격 제어될 제어 대상을 선택하기 위한 과정(즉, 단계 S22의 GUI 표출 과정, 단계 S24의 선택 동작에 관한 동작 센싱 정보 수신)이 선행되는 것과 같이 기재하고 있지만, 필요에 따라 또는 발명 구현에 따라 본 단계는 생략될 수도 있음은 물론이다. 예를 들어, 착용형 통신 장치(100e)가 특정 어플리케이션의 동작 제어에만 권한을 갖도록 설정되어 있는 경우라면, 위와 같은 단계는 생략될 수 있다. 이 경우, 장치 연동 관리자(1230)는 착용형 통신 장치(100e)와 관련된 그 특정의 어플리케이션을 바로 자동 실행시킴으로써, 장치 제어를 위한 설정을 수행할 수도 있을 것이다.Of course, in the above, when the wearable communication device 100e is identified, a process for selecting a control target to be remotely controlled by this (that is, receiving motion sensing information regarding a GUI display process in step S22 and a selection operation in step S24). ) Are described as prior, but of course, this step may be omitted as needed or according to the implementation of the invention. For example, if the wearable communication device 100e is set to have authority only for operation control of a specific application, the above step may be omitted. In this case, the device interworking manager 1230 may perform the setting for device control by automatically executing the specific application related to the wearable communication device 100e.
여기서, 상기 단계 S26에 따른 장치 연동 관리자(1230)를 통한 장치 제어를 위한 설정 과정은 다음과 같은 과정을 더 포함할 수 있다. 예를 들어 만일 전자기기(200e)에서 특정 어플리케이션이 실행 중인 상태를 가정하면, 그 어플 실행 화면 내에 표출되어 있는 요소들 중 특정 제어요소(앞서 설명한 도 5에서의 "손 모양 가상 객체" 참조)의 제어 권한을 착용형 통신 장치(100e)로 전환하는 과정이 더 포함될 수 있다.Here, the setting process for controlling the device through the device interworking manager 1230 according to step S26 may further include the following process. For example, if it is assumed that a specific application is running in the electronic device 200e, a specific control element (see "Hand virtual object" in FIG. 5 described above) among the elements displayed in the application execution screen is described. The process of converting the control right to the wearable communication device 100e may be further included.
또한, 앞서 설명한 단계 S22에 따른 GUI 표출 과정도 상황에 따라 다음과 같은 과정을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 식별된 착용형 통신 장치가 복수개인 경우를 가정한다면, 그 복수의 착용형 통신 장치가 어떤 방식으로 누구에 의해서 사용될 것인지를 확인하는 과정이 필요할 수 있다. 따라서, 장치 연동 관리자(1230)는, 위와 같은 경우, 상기 식별된 복수개의 착용형 통신 장치 별로, 해당 장치를 사용할 사용자를 선택하기 위한 제1 선택 항목 및 해당 장치의 착용 부위를 선택하기 위한 제2 선택 항목 중 적어도 하나가 포함된 GUI가 전자기기의 화면에 표출되도록 할 수도 있다.In addition, the GUI presentation process according to the above-described step S22 may further include the following process according to the situation. For example, assuming that there are a plurality of identified wearable communication devices, it may be necessary to identify in which manner the plurality of wearable communication devices will be used by whom. Accordingly, in the above case, the device interworking manager 1230, for each of the identified wearable communication devices, may include a first selection item for selecting a user who will use the device and a second part for selecting a wearing part of the device. The GUI including at least one of the selection items may be displayed on the screen of the electronic device.
상술한 과정에 따라서, 만일 그 복수개의 착용형 통신 장치가 착용 부위를 달리하여 1인의 사용자에 한 세트로 할당되는 경우, 장치 연동 관리자(1230)는, 전자기기에서 실행 중인 어플리케이션 화면 내에 표출된 가상 객체의 제어 요소 별로의 제어 권한을 상기 복수개의 착용형 통신 장치와 하나씩 대응시킬 수 있다. 이 경우, 장치 연동 관리자(1230)는, 정보 해석부(1220)에 의해 획득된 사용자 동작 정보를 상기 복수개의 착용형 통신 장치의 각 식별정보에 근거하여 구별함으로써, 상기 가상 객체가 상기 제어 요소 별로 독립적으로 제어될 수 있도록 할 수도 있다.According to the above-described process, if the plurality of wearable communication devices are assigned to one user with different wearing parts, the device interworking manager 1230 may display the virtual displayed in the application screen running on the electronic device. The control authority for each control element of the object may correspond to the plurality of wearable communication devices one by one. In this case, the device interworking manager 1230 distinguishes the user operation information obtained by the information analyzing unit 1220 based on the identification information of the plurality of wearable communication devices, thereby allowing the virtual object to be classified by the control element. It can also be controlled independently.
이는 다음과 같은 케이스에 적용될 수 있다. 만일 사용자가 "테니스 게임" 화면을 통해 표출되는 가상의 플레이어를 착용형 통신 장치(100e)를 이용하여 원격 제어하고자 하는 경우에도, 오른손에 착용형 통신 장치(100e) 하나를 착용하여 조작/제어를 할 수도 있지만, 1 세트인 복수의 착용형 통신 장치를 착용하여 조작하고자 할 수도 있다. 즉, 가상의 플레이어의 오른손에 쥔 라켓을 제어하는 착용형 통신 장치 1개에 더불어, 양 발목에 착용형 통신 장치를 더 착용함으로써, 가상 플레이어의 좌/우 이동을 제어하고자 할 수도 있다. 이 경우, 그 1 세트의 착용형 통신 장치 각각으로부터 수신되는 동작 센싱 정보는 그 가상 플레이어에 관한 각 제어요소(즉, 라켓, 플레이어의 좌/우 이동)에 각각 대응되어 독립적으로 제어될 필요가 있으며, 이러한 케이스에 위와 같은 제어 방식은 유용하게 쓰일 수 있는 것이다.This can be applied to the following cases. If the user wishes to remotely control the virtual player displayed through the "tennis game" screen using the wearable communication device 100e, the user wears one wearable communication device 100e on the right hand to perform operation / control. Although it is possible to do this, one may want to operate by wearing a plurality of wearable communication devices. That is, in addition to one wearable communication device that controls the racket held by the right hand of the virtual player, the wearer may further wear the wearable communication device on both ankles, thereby controlling the left / right movement of the virtual player. In this case, motion sensing information received from each of the set of wearable communication devices needs to be independently controlled in correspondence with each control element (i.e. racket, player's left / right movement) regarding the virtual player. For these cases, the above control can be useful.
이외에도 다른 제어 방식이 활용될 수도 있다. 이를 설명하면 다음과 같다. 만일, 상기 복수개의 착용형 통신 장치가 착용 부위를 달리하여 1인의 사용자에 한 세트로 할당되되, 실행 중인 어플리케이션 화면 내에 표출된 가상 객체의 속성 상 하나의 제어 요소에 2개 이상의 착용형 통신 장치가 그룹 설정되어야 하는 경우가 있을 수 있다. 예를 들어, "자동차 경주" 게임에서의 가상 객체로서의 핸들이 이러한 제어 요소에 해당될 수 있다. 이러한 경우, 장치 연동 관리자(1230)는, 그 그룹 설정된 착용형 통신 장치들(예를 들어, 오른손과 왼손에 각각 착용된 장치) 각각의 사용자 동작 정보가 조합된 동작에 상응하여 그 제어 요소(본 예에서는 핸들)가 제어될 수 있도록 할 수 있다. 즉, 이러한 경우 사용자는 양손에 각각 착용된 통신 장치를 이용하여 핸들 조작을 하는 것과 같은 동작을 취함으로써 게임 실행 화면에 표출된 가상 핸들의 조작을 원격에서 제어할 수 있다.In addition, other control schemes may be utilized. This is described as follows. If the plurality of wearable communication devices are assigned to a single user by different wearing parts, two or more wearable communication devices may be provided in one control element due to a property of a virtual object displayed in a running application screen. There may be times when groups need to be set up. For example, a handle as a virtual object in a "car racing" game may correspond to this control element. In this case, the device interworking manager 1230 may control the control element corresponding to the combined operation of the user motion information of each of the grouped wearable communication devices (for example, devices worn on the right hand and the left hand, respectively). In the example, the handle) can be controlled. That is, in this case, the user may remotely control the manipulation of the virtual handle displayed on the game execution screen by performing an operation such as operating a steering wheel using a communication device worn on both hands.
또 다른 예로서, 복수의 착용형 통신 장치가 각각 사용자를 달리하여 쓰일 수도 있을 것이다. 즉, 두 명 이상의 사용자(즉, 게임 플레이어)가 각각 자신에 할당된 가상 객체(예를 들어, 자동차 경주를 가정하거나, 권투 시합을 가정해볼 수 있음)를 자신이 착용한 통신 장치로 원격 제어하고자 할 수 있다. 이러한 경우 장치 연동 관리자(1230)는, 실행 중인 어플리케이션 화면 내에 표출된 가상 객체 별로의 제어 권한을 상기 사용자 별로 하나씩 대응시키고, 정보 해석부(1220)에 의해 획득된 사용자 동작 정보를 상기 복수개의 착용형 통신 장치의 각 식별정보에 근거하여 구별함으로써, 상기 가상 객체가 상기 사용자 별로 독립적으로 제어될 수 있도록 할 수 있다.As another example, a plurality of wearable communication devices may be used differently for each user. That is, two or more users (i.e. game players) each want to remotely control a virtual object (e.g. a car race or a boxing match) assigned to them with their own communication device. can do. In this case, the device interworking manager 1230 corresponds to the control authority for each virtual object expressed in the running application screen for each user, and the user action information acquired by the information analyzer 1220 is used for the plurality of wearables. By distinguishing based on each identification of the communication device, the virtual object can be controlled independently for each user.
[훈련 일정 최적화 방법][How to optimize training schedule]
본 발명의 제4 측면에 따르면, 운동 과학 및 뇌과학 기술과 관련된 발명으로서, 단일 또는 복수의 운동 과제를 훈련할 때, 뇌 과학 운동 학습 모델과 최적 제어 이론을 이용한 훈련 일정 최적화 방법이 개시된다. 이하에서 설명할 훈련 일정 최적화 방법은, 휴대 단말, PC 등과 같은 사용자 단말(미도시) 또는 그 사용자 단말과 통신 연결되는 훈련 일정 관리 서버(미도시) 등에 프로그램화되어 하나 이상의 프로세서에 의해 구현될 수 있다.According to a fourth aspect of the present invention, as an invention related to exercise science and brain science technology, a training schedule optimization method using a brain science exercise learning model and an optimal control theory when training a single or multiple exercise tasks is disclosed. The training schedule optimization method to be described below may be programmed by a user terminal (not shown) such as a portable terminal, a PC, or a training schedule management server (not shown) connected to the user terminal and implemented by one or more processors. have.
이하, 첨부된 도면 중 도 12를 참조하여 본 발명의 제4 측면에 따른 훈련 일정 최적화 방법을 상세히 설명하되, 이에 앞서, 본 발명에 이용될 뇌과학 운동 학습 모델과 최적 제어 이론에 대하여 간단히 소개하기로 한다.Hereinafter, a training schedule optimization method according to a fourth aspect of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 12, but prior to this, the brain science exercise learning model and the optimal control theory will be briefly introduced. Shall be.
뇌과학 운동 학습 모델(Computational neuroscientific model of learning)Computational neuroscientific model of learning
최근에 운동 학습은 뇌 내부의 복수의 다른 처리 속도를 가진 학습 모듈들에 의해 이루어지며, 외부에서 관측 가능한 학습 수준은 상기 모듈들의 학습 수준의 합임이 밝혀졌다(Smith et al., 2006 PLoS Biol, Kording et al., 2007 Nat Neuro).Recently, motor learning has been achieved by learning modules with multiple different processing speeds inside the brain, and it has been found that the externally observable learning level is the sum of the learning levels of the modules (Smith et al., 2006 PLoS Biol, Kording et al., 2007 Nat Neuro).
또한, 운동 과제 훈련 시, 운동 과제의 장기 학습 수준 (훈련을 마친 후 24시간 이후에 측정됨)은 운동 과제 훈련 시에 관측되는 학습 수준이나, 고속 학습 모듈의 학습 수준과는 상관관계가 없고, 대신 저속 학습 모듈의 학습 수준과 유효한 양의 상관관계가 있음이 밝혀졌다(Joiner and Smith, 2008 J Neuro Physiol).In addition, when training an exercise task, the long-term learning level of the exercise task (measured after 24 hours after completing the training) has no correlation with the learning level observed during the exercise task training or the learning level of the fast learning module. Instead, it has been found that there is a significant positive correlation with the learning level of the slow learning module (Joiner and Smith, 2008 J Neuro Physiol).
특히 복수의 운동 과제를 훈련하는 경우, 단일 고속 학습 모듈과 복수의 저속 학습 프로세스가 동시에 학습을 하는 뇌과학 운동 학습 모델이 제안되었고(Lee and Schweighofer, 2009, J Neurosci), 상기 모델은 동일 그룹 및 타 그룹의 임상 실험을 통해 검증되었다(Pekny et al., 2010 SfN).In particular, when training multiple motor tasks, a neuroscience motor learning model has been proposed in which a single fast learning module and a plurality of slow learning processes learn simultaneously (Lee and Schweighofer, 2009, J Neurosci). Verified by other groups of clinical trials (Pekny et al., 2010 SfN).
최적 제어 이론 (optimal control theory)Optimal control theory
최적 제어 이론은 상태량(status)과 조작량(control)의 함수로 표현되는 대상계 상에서 특정한 평가함수를 최적화하는 조작량의 배열을 찾는 이론이다. 평가함수를 최적화하는 조작량의 배열을 찾는 방법으로는 다이내믹 프로그래밍과 폰트리야긴의 최대원리(Pontryagin's maximum principle)가 있다(Kirk 1970, Todorov 2007).The optimal control theory is a theory that finds an array of manipulated variables that optimizes a specific evaluation function on a target system expressed as a function of status and control. Dynamic programming and the Fontryagin's maximum principle are two ways to find an array of manipulated values that optimize the evaluation function (Kirk 1970, Todorov 2007).
이하, 본 발명의 전반적 내용에 대하여 설명한다.Hereinafter, the general content of the present invention will be described.
본 발명은 단일 또는 복수의 운동 과제를 훈련할 때, 장기 학습 수준을 최대화하는 학습 일정을 찾는 방법을 제시한다.The present invention provides a method of finding a learning schedule that maximizes long-term learning levels when training single or multiple athletic tasks.
장기 학습 수준이라 함은 운동 과제 훈련을 마친 이후, 일정 시간 (통상적으로 24 시간 이상)이 지난 후 측정된 운동 과제의 학습 수준을 뜻한다.Long-term learning level refers to the learning level of an exercise task measured after a certain period of time (typically 24 hours or more) after completing the exercise task training.
복수의 운동 과제를 훈련할 때, 장기 학습 수준을 최대화한다 함은 개별 운동 과제의 학습 수준들의 함수로 표현되는 특정한 평가함수를 최적화 함을 뜻한다.When training multiple exercise tasks, maximizing long-term learning means optimizing a specific assessment function expressed as a function of the learning levels of the individual exercise tasks.
본 발명의 특징은 뇌과학 운동 학습 모델과 최적 제어 이론을 운동 훈련에 적용하여, 장기 학습 수준을 최대화하는 이론상 증명된 최적 학습 일정을 찾는 방법을 제시하는 데 있다.A feature of the present invention is to propose a method for finding a theoretically proven optimal learning schedule that maximizes long-term learning by applying a brain science exercise learning model and an optimal control theory to exercise training.
본 발명은 뇌과학 운동 학습 모델을 적용하기 위해, 개별 운동 과제의 초기 학습 수준을 측정하여 정규화한다(도 12의 S400 참조). 초기 학습 수준 측정은 통상적으로 훈련 전에 수행하지만, 훈련 과정에 포함시킬 수도 있다.In order to apply the brain science exercise learning model, the present invention measures and normalizes the initial learning level of individual exercise tasks (see S400 of FIG. 12). Initial learning level measurements are typically performed before training, but can be included in the training process.
훈련 전에 초기 학습 수준을 측정할 때에는 훈련 전 개별 운동 과제를 특정 횟수 반복시킨 후, 얻어진 값을 평균한다.When measuring the initial learning level before training, the individual exercise task is repeated a certain number of times before training, and then the average of the obtained values is averaged.
초기 학습 수준 측정을 훈련 과정에 포함시킬 때에는 훈련 일정 중간에 랜덤하게 학습 수준 측정 일정을 삽입하여 측정된 값을 사용한다.When including the initial learning level measurement in the training process, the measured value is inserted by randomly inserting the learning level measurement schedule in the middle of the training schedule.
모든 경우, 초기 학습 수준 측정 시에는 측정 도중 학습이 발생하여 부정확한 측정이 되는 것을 방지하기 위해, 훈련자에게 학습 수준에 대한 피드백을 주지 않는다.In all cases, the initial learning level measurement does not give the trainer feedback on the learning level to prevent learning from occurring during the measurement and inaccurate measurements.
상기 측정 과정을 통해 측정된 초기 학습 수준 값은 개별 운동 과제의 최대 가능 학습 수준으로 정규화 한다.The initial learning level value measured through the measurement process is normalized to the maximum possible learning level of the individual exercise task.
또한 본 발명은 뇌과학 운동 학습 모델을 적용하기 위해, 개별 운동 과제에 대한 뇌과학 운동 학습 모델의 매개변수를 예측한다(도 12의 S420 참조).In addition, the present invention predicts the parameters of the brain science exercise learning model for the individual exercise task in order to apply the brain science exercise learning model (see S420 of FIG. 12).
개별 운동 과제에 대한 운동 학습 모델 매개변수는 통상적으로 타 훈련자 그룹의 훈련 데이터를 이용하여 예측하지만, 훈련자 개개인의 훈련 데이터로부터 실시간으로 예측할 수도 있다.Motor learning model parameters for individual exercise tasks are typically predicted using training data from other trainer groups, but may be predicted in real time from training data of individual trainers.
타 훈련자 그룹의 훈련 데이터를 이용하여 운동 학습 모델 매개변수를 예측 할 때에는 개별 운동 과제의 타 훈련자 그룹의 훈련 데이터를 가장 잘 재현 할 수 있는 운동 학습 모델 매개변수를 최대공산법(maximum likelihood method)이나 최소제곱법(least square method)등의 회귀분석법을 이용하여 구한다.When predicting the exercise learning model parameters using training data of other trainer groups, the exercise learning model parameters that best reproduce the training data of other trainer groups of individual exercise tasks may be the maximum likelihood method or the like. Obtained by regression analysis such as least square method.
훈련자 개개인의 훈련 데이터로부터 운동 학습 모델 매개변수를 실시간으로 예측 할 때에는 비선형 칼만 필터(non-linear Kalman filter)등의 실시간 예측법을 이용하여 훈련 중 매 순간 누적된 훈련자의 학습 수준으로부터 최대사후확률(maximum posterior probability)을 보장하는 운동 학습 모델 매개변수를 구한다.In real-time prediction of motor learning model parameters from individual trainer's training data, real-time prediction methods such as non-linear Kalman filter are used to estimate the maximum posterior probability (from the trainee's learning level accumulated at each moment during training). Obtain the motor learning model parameters that guarantee the maximum posterior probability.
본 발명은 최적 제어 이론을 적용하기 위해 운동 학습 모델, 개별 운동 과제의 운동 학습 모델 매개변수, 개별 운동 과제에 대한 훈련자의 학습 수준, 훈련 일정을 이용하여 대상계를 표현한다(도 12의 S440 참조).The present invention expresses an object system using an exercise learning model, an exercise learning model parameter of an individual exercise task, a trainee's learning level for an individual exercise task, and a training schedule to apply an optimal control theory (see S440 of FIG. 12). ).
개별 운동 과제에 대한 훈련자의 학습 수준은 상태량으로 초기값으로는 상기 개별 운동 과제에 대하여 측정한 초기 학습 수준 값을 사용한다.The training level of the trainer for the individual exercise task is a state quantity, and the initial learning level value measured for the individual exercise task is used as an initial value.
훈련 일정은 조작량으로 매 시점 제시되는 운동 과제를 수식 벡터로 변환한 값을 사용한다.The training schedule uses a value obtained by converting an exercise task presented at each time point as a manipulated variable into a mathematical vector.
운동 학습 모델은 대상계 수식이며, 매개 변수로는 상기 운동 학습 모델의 매게변수 예측 과정에서 예측한 값을 사용한다.The exercise learning model is an object system formula, and the parameter is a value predicted in the parameter prediction process of the exercise learning model.
평가 함수는 훈련자가 달성하고자 하는 기준을 상태량과 조작량의 함수로 표현하여 사용한다. 일 예로 복수 운동 과제들의 장기 평균제곱오차(long-term mean-square error)를 최소화하거나 장기 평균제곱 학습 수준(long-term mean-square performance)을 최대화 하는 평가 함수를 사용할 수 있다.The evaluation function uses the criteria that the trainer wants to achieve as a function of the state quantity and the manipulated quantity. For example, an evaluation function may be used to minimize the long-term mean-square error of multiple exercise tasks or to maximize the long-term mean-square performance.
본 발명은 상기 평가 함수를 최적화하는 훈련 일정을 찾기 위해 다이내믹 프로그래밍과 폰트리야긴의 최대 원리와 같은 최적 제어 이론 방법을 사용한다(도 12의 S460 참조).The present invention uses an optimal control theory method, such as dynamic programming and the maximum principle of Fontriyagin, to find a training schedule that optimizes the evaluation function (see S460 in FIG. 12).
운동 학습 모델의 매개변수 예측 방식에 따라 최적 제어 이론을 사용하여 최적 훈련 일정을 훈련 이전에 찾거나, 훈련 중에 실시간으로 찾을 수 있다.Depending on the parameter prediction method of the motor learning model, the optimal control theory can be used to find the optimal training schedule before training or in real time during training.
타 훈련자 그룹의 훈련 데이터를 이용하여 운동 학습 모델 매개변수를 예측한 경우에는 예측한 매개변수를 이용하여 훈련 이전에 최적 제어 이론을 사용하여 최적 훈련 일정을 찾는다.In case of predicting the motor learning model parameters using the training data of other trainer groups, the optimal training schedule is found using the optimal control theory before the training using the predicted parameters.
훈련자 개개인의 훈련 데이터로부터 운동 학습 모델 매개변수를 실시간으로 예측할 때에는 매개변수 값이 변할 수 있으므로 예측한 매개변수를 이용하여 매 시점마다 최적 제어 이론을 사용하여 최적 훈련 일정을 찾아야 한다.When predicting an exercise learning model parameter in real time from individual trainer's training data, the parameter value can be changed. Therefore, it is necessary to find the optimal training schedule using the optimal control theory at each time point using the predicted parameter.
현재 운동 학습 시에 트레이너 혹은 훈련자 본인이 관측한 훈련 수준에 근거하여 훈련 일정을 선택하는 것이 통상적이다. 하지만 최근 뇌과학 연구는 훈련 중 관측된 훈련 수준은 장기 학습 수준과 상관 관계가 없음이 밝혀졌다(Joiner and Smith 2008, J Neuro Physiol). 따라서, 본 발명은 운동 학습에서 훈련 일정을 선택하는 문제를 뇌과학 운동 학습 모델을 이용하여 제어 이론을 적용할 수 있는 수식으로 변환한 후, 최적 제어 이론을 적용하여 이론적으로 장기 학습 수준을 최적화하는 훈련 일정을 찾는 방법을 제시한다.In current exercise learning, it is common to select a training schedule based on the training level observed by the trainer or the trainer himself. However, recent neuroscience studies have shown that the level of training observed during training has no correlation with long-term learning (Joiner and Smith 2008, J Neuro Physiol). Accordingly, the present invention converts the problem of selecting a training schedule in exercise learning into a formula for applying control theory using a brain science exercise learning model, and then theoretically optimizes long-term learning level by applying an optimal control theory. Show how to find a training schedule.
이하, 본 발명의 구체적인 이해를 돕기 위해 이하의 실시예를 기술한다. 다만, 본 발명은 그 응용범위가 이하의 상세한 실시예에 언급되어 있는 세부 방법, 모델, 수치 및 순서에 한정되지 않음을 유의할 필요가 있다.Hereinafter, the following examples will be described in order to help a concrete understanding of the present invention. It should be noted, however, that the present invention is not limited to the detailed methods, models, numerical values, and procedures mentioned in the following detailed examples.
일 실시예로 본 발명은 테니스 훈련에서 최적 훈련 일정을 검색하는데 사용할 수 있다. 훈련자가 테니스를 학습하기 위해서는 포핸드 스트로크 (forehand stroke)와 백핸드 스트로크 (backhand stroke), 두 가지 개별 운동 과제를 학습해야 한다. 본 실시예에서는 테니스 훈련에서 포핸드 스트로크와 백핸드 스트로크를 최적으로 배합하여 훈련 후의 두 개별 운동 과제의 학습 수준을 최적화하는 훈련일정을 찾는다. 훈련은 정규 테니스 코드에서 실행하는 것을 가정한다. 본 발명은 훈련 전에 개별 운동 과제에 대한 훈련자의 학습 수준을 측정한다. 학습 수준 측정을 위해 훈련자는 포핸드 스트로크와 백핸드 스트로크를 각 5회 램덤하게 실행한다. 측정 중 훈련자가 학습 수준에 대한 시각 피드백을 받지 않도록 스트로크 후 눈을 감도록 한다. 각 스트로크에서 학습 수준은 코트의 반대편의 지정된 목표점으로부터 스트로크 후 공의 낙하점까지의 기하거리 (Euclidean distance)의 함수로 다음과 같이 표현한다. In one embodiment, the present invention can be used to search for an optimal training schedule in tennis training. To learn tennis, the trainer must learn two separate exercise tasks: the forehand stroke and the backhand stroke. In the present embodiment, a training schedule for optimizing the learning level of two individual exercise tasks after training by optimally combining the forehand stroke and the backhand stroke in tennis training. Training is assumed to be performed in regular tennis code. The present invention measures the trainee's learning level on an individual exercise task before training. To determine the level of training, the trainer performs a random forehand stroke and backhand stroke five times each. Make sure to close your eyes after the stroke so that the trainer does not receive visual feedback on the level of learning during the measurement. The learning level for each stroke is expressed as a function of the geometric distance from the designated target point on the opposite side of the court to the ball's falling point after the stroke:
학습 수준 = (최대기하거리 - 기하거리)/최대기하거리Learning level = (maximum geometric distance-geometric distance) / maximum geometric distance
최대기하거리는 학습자와 목표점 사이의 기하거리이다. 학습 수준을 상기 함수로 표현함으로서 학습 수준의 유효범위는 0에서 1까지가 되어 별도의 정규화가 필요하지 않게 된다.The maximum geometry is the geometry between the learner and the target. By expressing the learning level as the function, the effective range of the learning level is 0 to 1, so that no normalization is required.
뇌과학 운동 모델로는 평행 단일 고속 복수 저속 학습 프로세스 모델 (parallel 1-fast N-slow model)을 사용할 수 있다. 모델 수식은 다음과 같다.As a neuroscience exercise model, a parallel single fast multiple 1-fast N-slow model can be used. The model equation is:
xf(t+1) = Af(t) * xf(t) + Bf(t)*e(t)xf (t + 1) = Af (t) * xf (t) + Bf (t) * e (t)
xs(t+1) = As(t)*xs(t) + Bs(t)*e(t)*c(t)xs (t + 1) = As (t) * xs (t) + Bs (t) * e (t) * c (t)
y(t+1) = xf(t+1) + xs(t+1)'*c(t+1)y (t + 1) = xf (t + 1) + xs (t + 1) '* c (t + 1)
e(t+1) = f(t+1) - y(t+1)e (t + 1) = f (t + 1)-y (t + 1)
xf(t)는 시각 t에서의 고속 학습 프로세스의 상태량, Af는 고속 학습 프로세스의 망각속도 매개변수, Bf는 고속 학습 프로세스의 학습속도 매개변수이다. xs(t)는 시각 t에서의 저속 학습 프로세스의 상태량으로 포핸드 스트로크와 백핸드 스트로크의 저속 학습 프로세스 상태값의 수식 백터이다. xf (t) is the state amount of the fast learning process at time t, Af is the forgetting speed parameter of the fast learning process, and Bf is the learning speed parameter of the fast learning process. xs (t) is a state vector of the slow learning process state value at time t, and is a mathematical vector of the slow learning process state values of the forehand stroke and the backhand stroke.
xs(t) = (xs_1(t), xs_2(t))'xs (t) = (xs_1 (t), xs_2 (t)) '
As는 저속 학습 프로세스의 망각속도 매개변수, Bs는 저속 학습 프로세스의 학습속도 매개변수, e(t)는 시각 t에서의 오차학습 수준, c(t)는 시각 t에서의 조작량으로 매 시점 제시되는 운동 과제를 수식 벡터로 변환한 값을 사용한다. 포핸드 스트로크의 경우 c(t) = c_1 = (1, 0)', 백핸드 스트로크의 경우 c(t) = c_2 = (0,1)'이다. y(t)는 시각 t에서 관측된 학습 수준이고, f(t)는 시각 t에서 제시되는 운동 과제에 대한 이상 학습 수준이다.As is the forgetting speed parameter of the slow learning process, Bs is the learning speed parameter of the slow learning process, e (t) is the error learning level at time t, and c (t) is the manipulated value at time t. Use the value converted from the exercise task to the equation vector. C (t) = c_1 = (1, 0) 'for a forehand stroke and c (t) = c_2 = (0, 1)' for a backhand stroke. y (t) is the learning level observed at time t, and f (t) is the ideal learning level for the motor task presented at time t.
본 실시예에서는 타 훈련자 그룹의 훈련 데이터를 이용하여 운동 학습 모델 매개변수 Af_1, Bf_1, As_1, Bs_1, Af_2, Bf_2, As_2, Bs_2를 예측한다. 두 개의 타 훈련자 그룹이 각각 포핸드 스트로크와 백핸드 스트로크를 훈련한 후, 최소제곱법 회귀분석을 이용하여 각 그룹의 훈련 데이터를 가장 잘 재현 할 수 있는 운동 학습 모델 매개변수를 찾는다. 다시 말해,In the present embodiment, the training learning model parameters Af_1, Bf_1, As_1, Bs_1, Af_2, Bf_2, As_2, and Bs_2 are predicted using the training data of another trainer group. Two other groups of trainers train the forehand stroke and the backhand stroke, respectively, and then use least squares regression to find the motor learning model parameters that best represent the training data for each group. In other words,
e = sigma_{i = 1}^{N} (y(i) - y_hat(i))^2e = sigma_ {i = 1} ^ {N} (y (i)-y_hat (i)) ^ 2
값을 최소화시키는 매개변수를 찾는다. y(i)는 시각 i에서 실제 훈련 데이터고, y_hat(i)는 시각 i에서 상기 모델 수식으로부터 얻은 예측값이며, N은 총 훈련 횟수이다.Find the parameter that minimizes the value. y (i) is the actual training data at time i, y_hat (i) is the prediction obtained from the model equation at time i, and N is the total number of training.
본 실시예에서는 운동 학습 모델의 매개변수를 구한 후, 최적 훈련 일정을 찾기 위해 최적 제어 이론 방법 중 하나인 폰트리야긴의 최대원리를 이용할 수 있다. 표현 함수는 장기 평균제곱오차를 최소화 하도록 다음과 같은 함수를 사용한다.In this embodiment, after obtaining the parameters of the exercise learning model, in order to find the optimal training schedule, the maximum principle of the fontriagin, which is one of the optimal control theory methods, may be used. The expression function uses the following function to minimize long-term mean square error.
J = (f_1 - xs_1(N))^2 + (f_2 - xs_2(N))^2J = (f_1-xs_1 (N)) ^ 2 + (f_2-xs_2 (N)) ^ 2
f_1은 포핸드 스트로크에 대한 이상 학습 수준이고, f_2는 백핸드 스트로크에 대한 이상 학습 수준, xs_1(N)은 시각 N에서의 포핸드 스트로크에 대한 저속 학습 수준, xs_2(N)은 시각 N에서의 백핸드 스트로크에 대한 저속 학습 수준이다. N은 총 훈련 횟수이다. 본 실시예의 경우 폰트리야긴의 최대원리를 이용하면 다음과 같은 최적 훈련 일정 선택 기준이 나온다.f_1 is the abnormal learning level for the forehand stroke, f_2 is the abnormal learning level for the backhand stroke, xs_1 (N) is the slow learning level for the forehand stroke at time N, and xs_2 (N) is the backhand stroke at time N. For slow learning levels. N is the total number of training. In the present embodiment, using the maximum principle of the fontriyagin, the following optimal training schedule selection criteria is shown.
Figure PCTKR2012004313-appb-I000003
(t) >
Figure PCTKR2012004313-appb-I000004
(t) 이면 c(t) = c_1, 즉, 포핸드 스트로크
Figure PCTKR2012004313-appb-I000003
(t)>
Figure PCTKR2012004313-appb-I000004
(t) if c (t) = c_1, i.e. forehand stroke
Figure PCTKR2012004313-appb-I000005
(t) >
Figure PCTKR2012004313-appb-I000006
(t) 이면 c(t) = c_2, 즉, 백핸드 스트로크
Figure PCTKR2012004313-appb-I000005
(t)>
Figure PCTKR2012004313-appb-I000006
(t) if c (t) = c_2, i.e. backhand stroke
Figure PCTKR2012004313-appb-I000007
(t) ==
Figure PCTKR2012004313-appb-I000008
(t) 이면 c(t) 는 c_1 과 c_2 중 랜덤하게 결정됨
Figure PCTKR2012004313-appb-I000007
(t) ==
Figure PCTKR2012004313-appb-I000008
(t) then c (t) is randomly determined between c_1 and c_2
위 수식에서 H_1, H_2 및 관련 변수들은 다음과 같이 정의 된다.In the above formula, H_1, H_2 and related variables are defined as follows.
Figure PCTKR2012004313-appb-I000009
Figure PCTKR2012004313-appb-I000009
Figure PCTKR2012004313-appb-I000010
Figure PCTKR2012004313-appb-I000010
Figure PCTKR2012004313-appb-I000011
Figure PCTKR2012004313-appb-I000011
Figure PCTKR2012004313-appb-I000012
Figure PCTKR2012004313-appb-I000012
Figure PCTKR2012004313-appb-I000013
Figure PCTKR2012004313-appb-I000013
Figure PCTKR2012004313-appb-I000014
Figure PCTKR2012004313-appb-I000014
즉, 매 시각 t에서
Figure PCTKR2012004313-appb-I000015
Figure PCTKR2012004313-appb-I000016
의 값을 비교하여
Figure PCTKR2012004313-appb-I000017
이 크면 포핸드 스트로크를 훈련하고,
Figure PCTKR2012004313-appb-I000018
이 크면 백핸드 스트로크를 훈련하고,
Figure PCTKR2012004313-appb-I000019
Figure PCTKR2012004313-appb-I000020
가 같을 때엔 둘 중 하나를 랜덤하게 훈련하면, 장기 평균제곱오차를 최소화하는, 다시 말해 포핸드 스트로크와 백핸드 스트로크의 장기 학습 수준이 최적화되는 테니스 훈련을 할 수 있다.
That is, at every time t
Figure PCTKR2012004313-appb-I000015
and
Figure PCTKR2012004313-appb-I000016
By comparing the values of
Figure PCTKR2012004313-appb-I000017
If it's large, we train forehand strokes,
Figure PCTKR2012004313-appb-I000018
If it's large, we train the backhand stroke
Figure PCTKR2012004313-appb-I000019
and
Figure PCTKR2012004313-appb-I000020
When is equal, training one of the two randomly will result in tennis training that minimizes the long-term mean square error, that is, optimizes the long-term learning level of the forehand and backhand strokes.
이상에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to embodiments of the present invention, those skilled in the art may variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. And can be changed easily.

Claims (39)

  1. 손가락 재활 운동을 위한 장치로서,A device for finger rehabilitation exercises,
    무선 통신 모듈; 손가락의 움직임, 손의 자세 변화, 손의 위치 변화 중 적어도 하나에 따른 손 동작 정보를 감지하는 감지부; 상기 감지부에 의해 감지된 사용자의 손 동작 정보가 상기 무선 통신 모듈을 통해 원격에 위치한 통신 단말로 전송되도록 제어하는 제어부를 포함하며, 장갑 형태로 제작되는 재활 운동 장갑과,A wireless communication module; A detector configured to detect hand motion information according to at least one of a finger movement, a change in posture of a hand, and a change in position of a hand; A rehabilitation exercise glove including a control unit for controlling the user's hand motion information detected by the detection unit to be transmitted to a communication terminal located remotely through the wireless communication module, and manufactured in the form of a glove;
    통신 모듈; 상기 통신 모듈에 의해 상기 재활 운동 장갑으로부터 상기 손 동작 정보가 수신된 경우, 상기 수신된 사용자의 손 동작 정보에 상응하는 가상의 손 모양 객체를 생성하는 객체 생성부; 상기 객체 생성부에 의해 생성된 상기 손 모양 객체를 디스플레이 화면을 통해 표시될 수 있도록 제어하는 제어부를 포함하는 통신 단말을 포함하는 손가락 재활 운동 장치.Communication module; An object generator configured to generate a virtual hand-shaped object corresponding to the received hand gesture information of the user when the hand gesture information is received from the rehabilitation exercise glove by the communication module; Finger rehabilitation exercise apparatus comprising a communication terminal including a control unit for controlling to display the hand-shaped object generated by the object generating unit via a display screen.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 통신 단말에는 재활 운동 프로그램이 설치되되,The rehabilitation exercise program is installed in the communication terminal,
    상기 재활 운동 프로그램은,The rehabilitation exercise program,
    상기 손가락 재활 운동의 순서를 정의하는 재활 운동 시퀀스에 관한 정보, 상기 손가락 재활 운동에 필요한 각각의 재활 동작에 관한 정보, 상기 재활 동작을 안내하기 위한 동작 안내 정보, 상기 손가락 재활 운동에 이용될 재활 도구에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 손가락 재활 운동 장치.Information on a rehabilitation exercise sequence defining the order of the finger rehabilitation exercise, information on each rehabilitation operation required for the finger rehabilitation exercise, motion guide information for guiding the rehabilitation operation, and a rehabilitation tool to be used for the finger rehabilitation exercise Finger rehabilitation exercise device comprising at least one of the information relating to.
  3. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 객체 생성부는, 상기 재활 동작에 상응하는 가상의 시범 손 모양 객체를 더 생성하고,The object generator further generates a virtual demonstration hand-shaped object corresponding to the rehabilitation operation,
    상기 제어부는, 상기 객체 생성부에 의해 생성된 상기 시범 손 모양 객체를 상기 디스플레이 화면을 통해 표시하는, 손가락 재활 운동 장치.The control unit, the finger rehabilitation exercise apparatus for displaying the demonstration hand-shaped object generated by the object generating unit via the display screen.
  4. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 재활 운동 프로그램에 따라 상기 손가락 재활 운동에 이용될 재활 도구가 정해지는 경우,When a rehabilitation tool to be used for the finger rehabilitation exercise is determined according to the rehabilitation exercise program,
    상기 객체 생성부는, 상기 재활 도구에 상응하는 가상의 재활 도구 객체를 생성하고,The object generating unit generates a virtual rehabilitation tool object corresponding to the rehabilitation tool,
    상기 제어부는, 상기 객체 생성부에 의해 생성된 상기 재활 도구 객체를 상기 디스플레이 화면을 통해 표시하는, 손가락 재활 운동 장치.The control unit, finger rehabilitation exercise apparatus for displaying the rehabilitation tool object generated by the object generating unit via the display screen.
  5. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein
    상기 객체 생성부는, 상기 재활 운동 장갑으로부터 사용자의 손 동작 정보가 수신될 때마다 상기 손 모양 객체를 계속적으로 갱신 생성하되,The object generation unit continuously generates and updates the hand-shaped object whenever the user's hand motion information is received from the rehabilitation exercise gloves,
    상기 제어부는, 상기 손 모양 객체가 갱신될 때마다 갱신된 손 모양 객체에 관한 영상을 상기 디스플레이 화면을 통해 실시간 반영하는, 손가락 재활 운동 장치.The controller, in response to the hand object is updated, the finger rehabilitation exercise device to reflect the image of the updated hand object on the display screen in real time.
  6. 제5항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 제어부는,The control unit,
    상기 디스플레이 화면에서 상기 손 모양 객체가 표시되는 영역과 상기 재활 도구 객체가 표시되는 영역이 미리 지정된 비율 이상으로 중첩되고, 상기 수신된 사용자의 손 동작 정보에 기초하여, 상기 사용자의 손가락이 미리 지정된 각도 이상으로 구부러진 것으로 판단된 경우, 상기 사용자가 상기 가상의 재활 도구 객체를 손으로 쥐는 가상의 동작을 취한 것으로 판단하고,An area where the hand object is displayed on the display screen and an area where the rehabilitation tool object is displayed overlap with each other by a predetermined ratio or more, and the user's finger is a predetermined angle based on the received user's hand motion information. If it is determined that the bent above, it is determined that the user has taken a virtual motion of holding the virtual rehabilitation tool object by hand,
    상기 재활 도구 객체를 손으로 쥐는 가상의 동작이 취해진 상태에서, 연이어 수신되는 사용자의 손 동작 정보에 따라 상기 사용자의 손의 위치에 변화가 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 재활 도구 객체를 상기 디스플레이 화면에서 상기 손 모양 객체의 위치 변화에 상응하여 위치 이동시키는If it is determined that a change has occurred in the position of the user's hand according to the user's hand motion information which is subsequently received while the virtual operation of holding the rehabilitation tool object by hand is performed, the rehabilitation tool object is displayed on the display screen. To move the position corresponding to the change in the position of the hand-shaped object
    것을 특징으로 하는 손가락 재활 운동 장치.Finger rehabilitation exercise device, characterized in that.
  7. 제5항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 제어부는,The control unit,
    상기 디스플레이 화면에서 상기 손 모양 객체가 표시되는 영역과 상기 재활 도구 객체가 표시되는 영역에 중첩되는 부분이 존재하는 상태에서, 연이어 수신되는 사용자의 손 동작 정보에 따라 상기 사용자의 손가락에 움직임 변화가 발생한 경우,In a state where an area overlapping the area where the hand-shaped object is displayed on the display screen and an area where the rehabilitation tool object is displayed, a movement change occurs in the finger of the user according to the hand motion information of the user that is subsequently received. Occation,
    상기 손 모양 객체와 상기 재활 도구 객체가 중첩되는 정도에 상응하여, 상기 디스플레이 화면에서 상기 재활 도구 객체의 형상을 변형시키는The shape of the rehabilitation tool object is deformed on the display screen in accordance with the degree of overlap of the hand-shaped object and the rehabilitation tool object.
    것을 특징으로 하는 손가락 재활 운동 장치.Finger rehabilitation exercise device, characterized in that.
  8. 제5항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 통신 단말은, 카메라 모듈을 더 포함하되,The communication terminal further includes a camera module,
    상기 제어부는, 상기 카메라 모듈에 의해 획득되는 프리뷰 영상을 배경 영상으로 하여 상기 손 모양 객체 및 상기 재활 도구 객체를 표시함으로써, 상기 재활 운동에 관한 증강 현실 환경을 구현하는The controller may be configured to display the hand-shaped object and the rehabilitation tool object by using the preview image acquired by the camera module as a background image, thereby implementing an augmented reality environment related to the rehabilitation exercise.
    것을 특징으로 하는 손가락 재활 운동 장치.Finger rehabilitation exercise device, characterized in that.
  9. 사용자의 손 동작 정보를 감지하는 감지 수단을 포함하는 재활 운동 장갑과 통신 연결되는 통신 단말을 이용한 손가락 재활 운동 보조 방법에 있어서,In the finger rehabilitation exercise assisting method using a communication terminal in communication with the rehabilitation exercise glove including a sensing means for detecting the hand gesture information of the user,
    (a) 상기 재활 운동 장갑으로부터 상기 사용자의 손 동작 정보를 수신하는 단계-여기서, 상기 손 동작 정보는, 손가락의 움직임, 손의 자세 변화, 손의 위치 변화 중 적어도 하나를 포함함-;(a) receiving the hand motion information of the user from the rehabilitation exercise glove, wherein the hand motion information includes at least one of finger movement, hand posture change, and hand position change;
    (b) 상기 수신된 손 동작 정보에 상응하는 가상의 손 모양 객체를 생성하는 단계;(b) generating a virtual hand object corresponding to the received hand gesture information;
    (c) 상기 생성된 가상의 손 모양 객체를 디스플레이 화면을 통해 표시하는 단계; 및(c) displaying the generated virtual hand object on a display screen; And
    (d) 상기 재활 운동 장갑으로부터 상기 사용자의 손 동작 정보가 수신될 때마다, 상기 단계 (b) 및 단계 (c)를 반복 수행하는 단계(d) repeating steps (b) and (c) each time the hand motion information of the user is received from the rehabilitation exercise gloves;
    를 포함하는 손가락 재활 운동 보조 방법.Finger rehabilitation exercise assistance method comprising a.
  10. 제9항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 손가락 재활 운동에 이용될 가상의 재활 도구 객체를 생성하는 단계;Creating a virtual rehabilitation tool object to be used for the finger rehabilitation exercise;
    상기 생성된 재활 도구 객체를 상기 디스플레이 화면을 통해 표시하는 단계;Displaying the generated rehabilitation tool object on the display screen;
    상기 디스플레이 화면에서 상기 손 모양 객체가 표시되는 영역과 상기 재활 도구 객체가 표시되는 영역이 미리 지정된 비율 이상으로 중첩되고, 상기 수신된 사용자의 손 동작 정보에 기초하여, 상기 사용자의 손가락이 미리 지정된 각도 이상으로 구부러진 경우, 상기 사용자가 상기 가상의 재활 도구 객체를 손으로 쥐는 가상의 동작을 취한 것으로 판단하는 단계; 및An area where the hand-shaped object is displayed on the display screen and an area where the rehabilitation tool object is displayed are overlapped by a predetermined ratio or more, and the user's finger is a predetermined angle based on the received user's hand motion information. Determining that the user has taken a virtual motion of grasping the virtual rehabilitation tool object by hand when the user is bent; And
    상기 재활 도구 객체를 손으로 쥐는 가상의 동작이 취해진 상태에서, 연이어 수신되는 사용자의 손 동작 정보에 따라 상기 사용자의 손의 위치에 변화가 발생한 경우, 상기 재활 도구 객체를 상기 디스플레이 화면에서 상기 손 모양 객체의 위치 변화에 상응하여 위치 이동시키는 단계;를 더 포함하는 손가락 재활 운동 보조 방법.In the state where a virtual motion of holding the rehabilitation tool object by hand is performed, when the position of the user's hand is changed according to the user's hand motion information which is subsequently received, the rehabilitation tool object is shaped like the hand on the display screen. And moving the position corresponding to the change in the position of the object.
  11. 제9항에 있어서,The method of claim 9,
    재활 운동 프로그램에 따라 정의된 재활 동작에 상응하는 가상의 시범 손 모양 객체를 생성하는 단계; 및Generating a virtual demonstration hand object corresponding to a rehabilitation operation defined according to a rehabilitation exercise program; And
    상기 생성된 상기 시범 손 모양 객체를 상기 디스플레이 화면을 통해 표시하는 단계를 더 포함하되,The method may further include displaying the generated demonstration hand object on the display screen.
    상기 시범 손 모양 객체는, 상기 디스플레이 화면 상에서 상기 사용자의 손 모양 객체와 중첩되지 않는 화면 영역에 표시되거나 또는 사용자의 손 모양 객체와 중첩되되 서로 구분 식별할 수 있는 상태로 표시되는The demonstration hand object is displayed on a screen area that does not overlap with the user's hand object on the display screen, or overlaps with the user's hand object and is displayed in a state that can be distinguished from each other.
    것을 특징으로 하는 손가락 재활 운동 보조 방법.Finger rehabilitation exercise assistance method, characterized in that.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 하나의 손가락 재활 운동 보조 방법에 관한 프로그램이 기록되고 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체.A recording medium on which a program relating to the method for assisting finger rehabilitation exercise of any of claims 9 to 11 is recorded and readable by a computer.
  13. 원격 협동 재활 훈련 시스템으로서,As a remote cooperative rehabilitation training system,
    제1 재활 운동 장갑과 제1 통신 단말을 포함하며, 제1 사용자의 손가락 재활 운동에 이용되는 제1 손가락 재활 운동 장치; 및A first finger rehabilitation exercise device including a first rehabilitation exercise glove and a first communication terminal and used for a finger rehabilitation exercise of a first user; And
    상기 제1 통신 단말과 데이터 통신을 수행하고, 상기 제1 통신 단말과 원격에 위치하여 상기 제1 사용자의 재활 운동에 협력하는 제2 사용자에 의한 제2 통신 단말 간의 데이터 통신을 중계하는 통신 서버를 포함하고,A communication server for performing data communication with the first communication terminal and relaying data communication between a second communication terminal by a second user located remotely from the first communication terminal and cooperating with a rehabilitation exercise of the first user; Including,
    상기 제1 재활 운동 장갑은,The first rehabilitation exercise gloves,
    제1 무선 통신 모듈; 상기 제1 사용자의 손가락의 움직임, 손의 자세 변화, 손의 위치 변화 중 적어도 하나에 따른 손 동작 정보를 감지하는 제1 감지부; 상기 제1 감지부에 의해 감지된 손 동작 정보를 상기 제1 무선 통신 모듈을 통해 상기 제1 통신 단말로 전송하는 제어부를 포함하며,A first wireless communication module; A first detector configured to detect hand motion information according to at least one of a movement of a finger of the first user, a change in posture of a hand, and a change in position of a hand; It includes a control unit for transmitting the hand gesture information detected by the first detection unit to the first communication terminal through the first wireless communication module,
    상기 제1 통신 단말은,The first communication terminal,
    제1 통신 모듈; 상기 제1 재활 운동 장갑으로부터 수신된 상기 제1 사용자의 손 동작 정보에 상응하는 가상의 제1 손 모양 객체를 생성하고, 상기 통신 서버의 중계에 의해 상기 제2 통신 단말로부터 상기 제1 사용자의 재활 운동에 관한 협력 정보가 수신된 경우 상기 수신된 재활 운동 협력 정보에 상응하는 가상의 협력 객체를 생성하는 제1 객체 생성부; 상기 제1 객체 생성부에 의해 생성된 상기 제1 손 모양 객체와 상기 가상의 협력 객체가 반영된 제1 재활 운동 보조 영상을 디스플레이 화면을 통해 표시하는 제어부;를 포함하는 원격 협동 재활 훈련 시스템.A first communication module; Create a virtual first hand-shaped object corresponding to the hand motion information of the first user received from the first rehabilitation exercise gloves, and rehabilitation of the first user from the second communication terminal by relaying the communication server A first object generation unit generating a virtual cooperation object corresponding to the received rehabilitation exercise cooperation information when the cooperation information regarding the exercise is received; And a controller configured to display, on a display screen, a first rehabilitation exercise assistance image reflecting the first hand-shaped object and the virtual cooperative object generated by the first object generator.
  14. 제13항에 있어서,The method of claim 13,
    상기 제2 사용자의 손가락 재활 운동에 이용되는 제2 손가락 재활 운동 장치를 더 포함하되, 상기 제2 손가락 재활 운동 장치는,Further comprising a second finger rehabilitation exercise device used for the finger rehabilitation exercise of the second user, wherein the second finger rehabilitation exercise device,
    제2 무선 통신 모듈; 상기 제2 사용자의 손가락의 움직임, 손의 자세 변화, 손의 위치 변화 중 적어도 하나에 따른 손 동작 정보를 감지하는 제2 감지부; 상기 제2 감지부에 의해 감지된 손 동작 정보를 상기 제2 무선 통신 모듈을 통해 상기 제2 통신 단말로 전송하는 제어부를 포함하는 제2 재활 운동 장갑과, 상기 제2 통신 단말을 포함하고,A second wireless communication module; A second sensor configured to detect hand motion information according to at least one of a movement of a finger of the second user, a change in posture of a hand, and a change in position of a hand; A second rehabilitation exercise glove including a control unit for transmitting the hand gesture information detected by the second detection unit to the second communication terminal through the second wireless communication module, and the second communication terminal,
    상기 제2 통신 단말은,The second communication terminal,
    제2 통신 모듈; 상기 제2 재활 운동 장갑으로부터 수신된 상기 제2 사용자의 손 동작 정보에 상응하는 가상의 제2 손 모양 객체를 생성하는 제2 객체 생성부; 상기 수신된 제2 사용자의 손 동작 정보를 상기 제2 통신 모듈을 통해 상기 통신 서버로 전송하고, 상기 생성된 제2 손 모양 객체를 디스플레이 화면을 통해 표시하는 제어부;를 포함하는 원격 협동 재활 훈련 시스템.A second communication module; A second object generator configured to generate a virtual second hand-shaped object corresponding to the hand gesture information of the second user received from the second rehabilitation exercise glove; And a control unit for transmitting the received hand gesture information of the second user to the communication server through the second communication module and displaying the generated second hand object on a display screen. .
  15. 제14항에 있어서,The method of claim 14,
    상기 통신 서버는, 상기 제2 통신 단말로부터 수신된 상기 제2 사용자의 손 동작 정보가 상기 제1 통신 단말로 전송되도록 통신 중계하고,The communication server relays communication so that hand gesture information of the second user received from the second communication terminal is transmitted to the first communication terminal,
    상기 제1 통신 단말이 상기 제2 통신 단말로부터 전송된 상기 제2 사용자의 손 동작 정보를 상기 통신 서버로부터 수신한 경우, 상기 제1 객체 생성부는 상기 제2 사용자의 손 동작 정보에 상응하는 가상의 손 모양 객체를 상기 가상의 협력 객체로서 생성하는 것을 특징으로 하는 원격 협동 재활 훈련 시스템.When the first communication terminal receives the hand motion information of the second user transmitted from the second communication terminal from the communication server, the first object generation unit is a virtual corresponding to the hand motion information of the second user. A remote cooperative rehabilitation training system, characterized by generating a hand-shaped object as the virtual cooperative object.
  16. 제14항에 있어서,The method of claim 14,
    상기 제1 통신 단말은, 상기 수신된 제1 사용자의 손 동작 정보를 상기 통신 서버의 중계를 통해 상기 제2 통신 단말로 전송하고,The first communication terminal transmits the received hand gesture information of the first user to the second communication terminal through the relay of the communication server,
    상기 제2 통신 단말이 상기 제1 통신 단말로부터 전송된 상기 제1 사용자의 손 동작 정보를 상기 통신 서버로부터 수신한 경우, 상기 제2 통신 단말은, 상기 제2 객체 생성부를 통해서 상기 제1 사용자의 손 동작 정보에 상응하는 가상의 손 모양 객체를 생성하고, 생성된 제1 사용자에 관한 손 모양 객체와 상기 제2 사용자에 관한 제2 손 모양 객체가 반영된 제2 재활 운동 보조 영상을 디스플레이 화면을 통해 표시하는 것을 특징으로 하는 원격 협동 재활 훈련 시스템.When the second communication terminal receives the hand gesture information of the first user transmitted from the first communication terminal from the communication server, the second communication terminal is connected to the first user through the second object generation unit. A virtual hand object corresponding to the hand gesture information is generated, and a second rehabilitation exercise auxiliary image reflecting the generated hand object of the first user and the second hand object of the second user is displayed on the display screen. Remote cooperative rehabilitation training system, characterized in that the display.
  17. 제16항에 있어서,The method of claim 16,
    상기 제1 통신 단말이 생성한 제1 재활 운동 보조 영상과, 상기 제2 통신 단말이 생성하는 제2 재활 운동 보조 영상은, 동일한 화면 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 원격 협동 재활 훈련 시스템.And a first rehabilitation exercise assistance image generated by the first communication terminal and a second rehabilitation exercise assistance image generated by the second communication terminal have the same screen configuration.
  18. 제17항에 있어서,The method of claim 17,
    상기 제1 통신 단말과 상기 제2 통신 단말은 각각의 단말에서 화면 상에 표시되는 재활 운동 보조 영상이 동일한 화면 구성을 가질 수 있도록,The first communication terminal and the second communication terminal so that the rehabilitation exercise auxiliary image displayed on the screen in each terminal may have the same screen configuration,
    상기 제1 통신 단말 및 상기 제2 통신 단말 중, 적어도 어느 일 단말은, 자신의 단말의 화면 상에 표시되는 재활 운동 보조 영상과 관련된 화면 구성 확인 정보를, 상기 통신 서버의 중계를 통해 타 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 원격 협동 재활 훈련 시스템.At least one of the first communication terminal and the second communication terminal, the screen configuration confirmation information associated with the rehabilitation exercise auxiliary image displayed on the screen of its own terminal, to the other terminal through the relay of the communication server Remote cooperative rehabilitation training system, characterized in that for transmitting.
  19. 제18항에 있어서,The method of claim 18,
    상기 제1 재활 운동 보조 영상 및 상기 제2 재활 운동 보조 영상에서, 상기 제1 사용자의 손 동작 정보와 관련된 손 모양 객체의 표시 위치 각각이 서로 일치하고, 상기 제2 사용자의 손 동작 정보와 관련된 손 모양 객체의 표시 위치 각각이 서로 일치할 수 있도록,In the first rehabilitation exercise assistance image and the second rehabilitation exercise assistance image, each of the display positions of the hand-shaped objects related to the hand motion information of the first user coincides with each other, and the hand is associated with the hand motion information of the second user. To ensure that each of the shape objects' display positions match each other,
    상기 제1 통신 단말은, 상기 제1 재활 운동 보조 영상에서 상기 제1 손 모양 객체가 위치하는 좌표 정보를 상기 통신 서버를 통해서 상기 제2 통신 단말로 전송하고,The first communication terminal transmits the coordinate information where the first hand-shaped object is located in the first rehabilitation exercise assistance image to the second communication terminal through the communication server,
    상기 제2 통신 단말은, 상기 제2 재활 운동 보조 영상에서 상기 제2 손 모양 객체가 위치하는 좌표 정보를 상기 통신 서버를 통해서 상기 제1 통신 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 원격 협동 재활 훈련 시스템.And the second communication terminal transmits coordinate information on which the second hand-shaped object is located in the second rehabilitation exercise assistance image to the first communication terminal through the communication server.
  20. 제19항에 있어서,The method of claim 19,
    상기 화면 구성 확인 정보는, 재활 운동 보조 영상에 표시된 가상의 재활 도구 객체에 대한 위치 및 도구 식별 정보를 포함하되,The screen configuration confirmation information, including the position and the tool identification information for the virtual rehabilitation tool object displayed on the rehabilitation exercise auxiliary image,
    상기 제1 통신 단말은,The first communication terminal,
    상기 제1 재활 운동 보조 영상에서, 상기 제1 손 모양 객체 및 상기 제2 사용자에 관한 손 모양 객체 각각의 표시 위치 및 손 모양과, 상기 재활 도구 객체의 표시 위치에 기초하여,In the first rehabilitation exercise assistance image, based on the display position and hand shape of each of the first hand-shaped object and the hand-shaped object with respect to the second user, and the display position of the rehabilitation tool object,
    상기 제1 손 모양 객체 및 상기 제2 사용자에 관한 손 모양 객체가 각각 상기 재활 도구 객체와 미리 지정된 비율 이상으로 중첩되어 표시되고, 상기 제1 손 모양 객체 및 상기 제2 사용자에 관한 손 모양 객체가 각각 미리 지정된 각도 이상으로 손가락이 구부러진 것과 같은 손 모양을 갖는 경우, 상기 제1 사용자의 손과 상기 제2 사용자의 손이 협력하여 상기 재활 도구 객체를 잡는 가상의 동작을 위한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 원격 협동 재활 훈련 시스템.The first hand-shaped object and the hand-shaped object of the second user are overlapped and displayed with the rehabilitation tool object, respectively, by a predetermined ratio or more, and the hand-shaped object of the first hand-shaped object and the second user is displayed. When each of the hand has a hand shape such as bent fingers over a predetermined angle, it is determined that the hand of the first user and the hand of the second user for the virtual operation of holding the rehabilitation tool object in cooperation Remote cooperative rehabilitation training system.
  21. 제13항에 있어서,The method of claim 13,
    상기 제1 통신 단말은, 카메라 모듈을 더 포함하되,The first communication terminal further includes a camera module,
    상기 제1 통신 단말의 제어부는, 상기 카메라 모듈에 의해 획득되는 프리뷰 영상을 배경 영상으로 하여 상기 재활 운동 보조 영상에서 증강 현실 환경을 구현하는 것을 특징으로 하는 원격 협동 재활 훈련 시스템.And a control unit of the first communication terminal implements an augmented reality environment in the rehabilitation exercise assistance image by using the preview image acquired by the camera module as a background image.
  22. 제21항에 있어서,The method of claim 21,
    상기 제1 통신 단말은, 상기 증강 현실 환경이 상기 제2 통신 단말의 제2 재활 운동 보조 영상을 통해서 공유될 수 있도록, 상기 증강 현실 환경에 관한 정보를 상기 통신 서버를 통해 상기 제2 통신 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 원격 협동 재활 훈련 시스템.The first communication terminal transmits information about the augmented reality environment to the second communication terminal through the communication server so that the augmented reality environment can be shared through a second rehabilitation exercise assistance image of the second communication terminal. Remote cooperative rehabilitation training system, characterized in that for transmitting.
  23. 착용형 통신 장치를 이용한 원격 제어 시스템으로서,A remote control system using a wearable communication device,
    사용자의 신체에 착용되며, 착용 부위에 발생된 동작 센싱 정보를 원격의 전자기기로 전송하는, 착용형 통신 장치;A wearable communication device which is worn on a user's body and transmits motion sensing information generated at a wearing part to a remote electronic device;
    상기 전자기기에서 구동되며, 상기 착용형 통신 장치와의 네트워크 연결을 수행하고 상기 착용형 통신 장치로부터 수신된 상기 동작 센싱 정보로부터 사용자 동작 정보를 획득하며 획득된 사용자 동작 정보에 상응하여 상기 전자기기의 동작 및 상기 전자기기에서 실행 중인 어플리케이션 중 어느 하나를 제어하는, 장치 연동 에이전트를 포함하는 착용형 통신 장치를 이용한 원격 제어 시스템.The electronic device is driven by the electronic device, performs a network connection with the wearable communication device, obtains user motion information from the motion sensing information received from the wearable communication device, and corresponds to the obtained user motion information. A remote control system using a wearable communication device comprising a device interlocking agent, controlling any one of an operation and an application running on the electronic device.
  24. 제23항에 있어서,The method of claim 23, wherein
    상기 착용형 통신 장치는,The wearable communication device,
    근거리 무선 통신 모듈;A near field communication module;
    전원을 공급하는 배터리;A battery for supplying power;
    상기 착용 부위의 움직임, 자세 변화, 위치 변화 중 적어도 하나에 관한 상기 동작 센싱 정보를 감지하기 위한, 적어도 하나의 센서를 포함하는 동작 감지부;A motion detector including at least one sensor for detecting the motion sensing information about at least one of a movement, a posture change, and a position change of the worn portion;
    상기 동작 감지부로부터 출력된 상기 동작 센싱 정보를 수집하여 상기 근거리 무선 통신 모듈을 통해 상기 네트워크 연결된 상기 장치 에이전트로 전송하는 제어부를 포함하는 착용형 통신 장치를 이용한 원격 제어 시스템.And a control unit which collects the motion sensing information output from the motion detection unit and transmits the motion sensing information to the networked device agent through the short range wireless communication module.
  25. 제23항에 있어서,The method of claim 23, wherein
    상기 장치 연동 에이전트는,The device interworking agent,
    상기 전자기기에 탑재된 통신 모듈을 통해 상기 착용형 통신 장치가 식별되면, 상기 착용형 통신 장치와의 데이터 교환을 위한 네트워크 연결을 수행하는 네트워크 관리자;A network manager for performing a network connection for exchanging data with the wearable communication device when the wearable communication device is identified through the communication module mounted on the electronic device;
    상기 착용형 통신 장치로부터 수신된 상기 동작 센싱 정보에 기초하여, 상기 전자기기의 동작 및 상기 전자기기에서 실행 중인 어플리케이션 중 어느 하나의 제어에 이용될 유의미한 동작인 것으로 해석되는 상기 사용자 동작 정보를 획득하는, 정보 해석기; 및Based on the motion sensing information received from the wearable communication device, obtaining the user motion information that is interpreted as a meaningful motion to be used for control of any one of the operation of the electronic device and an application running on the electronic device. Information analyzer; And
    상기 정보 해석부에 의해 획득된 상기 사용자 동작 정보에 상응하여 상기 전자기기의 동작 및 상기 전자기기에서 실행 중인 어플리케이션 중 어느 하나의 제어를 지시하는 장치 연동 관리자;를 포함하는 착용형 통신 장치를 이용한 원격 제어 시스템.A device interworking manager for instructing control of any one of an operation of the electronic device and an application running in the electronic device according to the user motion information obtained by the information analysis unit; Control system.
  26. 제25항에 있어서,The method of claim 25,
    상기 장치 연동 관리자는,The device interworking manager,
    상기 정보 해석부에 의해 획득된 상기 사용자 동작 정보에 근거하여,Based on the user operation information obtained by the information analysis unit,
    상기 사용자 동작 정보에 맵핑된 제어 동작이 상기 전자기기 또는 상기 전자기기에서 실행 중인 어플리케이션에서 실행되도록 지시하거나, 상기 사용자 동작 정보에 맵핑된 데이터가 상기 전자기기에서 실행 중인 어플리케이션 내의 데이터 입력창에 입력되도록 지시하거나, 상기 사용자 동작 정보에 추종하여 상기 전자기기에서 실행 중인 어플리케이션 화면 내에 표출된 포인터가 이동되도록 지시하거나, 상기 사용자 동작 정보에 상응하는 동작이 상기 전자기기에서 실행 중인 어플리케이션 화면 내에 표출된 가상 객체에 반영되도록 지시하는,Instruct the control operation mapped to the user operation information to be executed in the electronic device or the application running on the electronic device, or to input data mapped to the user operation information into a data input window in the application running on the electronic device. A virtual object instructed to move the pointer displayed in the application screen running on the electronic device in response to the user motion information or in the application screen running on the electronic device in response to the user motion information. To be reflected in,
    착용형 통신 장치를 이용한 원격 제어 시스템.Remote control system using wearable communication device.
  27. 제25항에 있어서,The method of claim 25,
    상기 장치 연동 관리자는,The device interworking manager,
    상기 착용형 통신 장치가 식별되는 경우, 상기 전자기기의 동작 및 상기 전자기기에서 실행 중인 어플리케이션 중 적어도 하나에 관한 제어 권한을 상기 착용형 통신 장치로 전환시키고, 상기 착용형 통신 장치에 의해 제어 가능한 장치 리스트 또는 어플리케이션 리스트가 상기 전자기기의 화면을 통해 GUI(Graphic User Interface)로 표출되도록 하는, 착용형 통신 장치를 이용한 원격 제어 시스템.When the wearable communication device is identified, the control authority for at least one of the operation of the electronic device and the application running on the electronic device is switched to the wearable communication device, the device controllable by the wearable communication device A remote control system using a wearable communication device for causing a list or an application list to be displayed on a GUI (Graphic User Interface) through a screen of the electronic device.
  28. 제25항에 있어서,The method of claim 25,
    상기 장치 연동 관리자는,The device interworking manager,
    상기 착용형 통신 장치가 식별되는 경우, 지정된 어플리케이션이 상기 전자기기에서 자동 실행되도록 하고, 상기 지정된 어플리케이션의 실행 화면에 표출될 미리 지정된 가상 객체의 제어 권한을 상기 착용형 통신 장치로 전환시키는,When the wearable communication device is identified, a designated application is automatically executed in the electronic device, and the control authority of a predetermined virtual object to be displayed on the execution screen of the designated application is switched to the wearable communication device.
    착용형 통신 장치를 이용한 원격 제어 시스템.Remote control system using wearable communication device.
  29. 제25항에 있어서,The method of claim 25,
    식별된 착용형 통신 장치가 복수개인 경우,상기 장치 연동 관리자는,If there are a plurality of identified wearable communication devices, the device interworking manager,
    상기 식별된 복수개의 착용형 통신 장치 별로, 해당 장치를 사용할 사용자를 선택하기 위한 제1 선택 항목 및 해당 장치의 착용 부위를 선택하기 위한 제2 선택 항목 중 적어도 하나가 포함된 GUI가 상기 전자기기의 화면에 표출되도록 하는, 착용형 통신 장치를 이용한 원격 제어 시스템.For each of the identified wearable communication devices, a GUI including at least one of a first selection item for selecting a user who will use the device and a second selection item for selecting a wearing part of the device may be included. Remote control system using a wearable communication device to be displayed on the screen.
  30. 제29항에 있어서,The method of claim 29,
    상기 복수개의 착용형 통신 장치가 착용 부위를 달리하여 1인의 사용자에 한 세트로 할당된 경우, 상기 장치 연동 관리자는,When the plurality of wearable communication devices are allocated to one user by different wearing parts, the device interworking manager may include:
    상기 전자기기에서 실행 중인 어플리케이션 화면 내에 표출된 가상 객체의 제어 요소 별로의 제어 권한을 상기 복수개의 착용형 통신 장치와 하나씩 대응시키고, 상기 정보 해석부에 의해 획득된 사용자 동작 정보를 상기 복수개의 착용형 통신 장치의 각 식별정보에 근거하여 구별함으로써, 상기 가상 객체가 상기 제어 요소 별로 독립적으로 제어될 수 있도록 하는, 착용형 통신 장치를 이용한 원격 제어 시스템.The control authority for each control element of the virtual object displayed in the application screen running in the electronic device corresponds to the plurality of wearable communication devices one by one, and the user operation information acquired by the information analysis unit is used in the plurality of wearable items. By distinguishing based on each identification of the communication device, so that the virtual object can be controlled independently for each control element, a remote control system using a wearable communication device.
  31. 제29항에 있어서,The method of claim 29,
    상기 복수개의 착용형 통신 장치가 착용 부위를 달리하여 1인의 사용자에 한 세트로 할당되고, 상기 전자기기에서 실행 중인 어플리케이션 화면 내에 표출된 가상 객체의 속성 상 하나의 제어 요소에 2개 이상의 착용형 통신 장치가 그룹 설정되어야 하는 경우,The plurality of wearable communication devices are allocated to a single user by different wearing parts, and two or more wearable communication devices are provided to one control element on the property of a virtual object displayed in an application screen running on the electronic device. If the device should be grouped,
    상기 장치 연동 관리자는, 상기 그룹 설정된 착용형 통신 장치들 각각의 사용자 동작 정보가 조합된 동작에 상응하여 상기 가상 객체가 제어될 수 있도록 하는, 착용형 통신 장치를 이용한 원격 제어 시스템.The device interworking manager is a remote control system using the wearable communication device to enable the virtual object to be controlled in accordance with the combined operation of the user motion information of each of the grouped wearable communication devices.
  32. 제29항에 있어서,The method of claim 29,
    상기 복수개의 착용형 통신 장치가 2인 이상의 사용자에게 나뉘어 할당된 경우, 상기 장치 연동 관리자는,When the plurality of wearable communication devices are divided and allocated to two or more users, the device interworking manager may include:
    상기 전자기기에서 실행 중인 어플리케이션 화면 내에 표출된 가상 객체 별로의 제어 권한을 상기 사용자 별로 하나씩 대응시키고, 상기 정보 해석부에 의해 획득된 사용자 동작 정보를 상기 복수개의 착용형 통신 장치의 각 식별정보에 근거하여 구별함으로써, 상기 가상 객체가 상기 사용자 별로 독립적으로 제어될 수 있도록 하는, 착용형 통신 장치를 이용한 원격 제어 시스템.The control authority for each virtual object displayed in the application screen running in the electronic device is corresponded to each user one by one, and the user operation information obtained by the information analysis unit is based on each identification information of the plurality of wearable communication devices. By distinguishing, so that the virtual object can be controlled independently for each user, a remote control system using a wearable communication device.
  33. 전자기기 또는 서버 내에 탑재된 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되며, 단일 혹은 복수의 운동 과제를 훈련할 때 훈련 일정을 최적화하는 방법으로서,A method of optimizing a training schedule when training a single or multiple exercise tasks, executed by one or more processors mounted in an electronic device or server,
    개별 운동 과제의 초기 학습 수준을 획득하는 단계와,Obtaining an initial level of learning of an individual exercise task,
    개별 운동 과제에 대한 뇌과학 운동 학습 모델의 매개변수를 예측하는 단계와,Predicting parameters of the neuroscience motor learning model for individual motor tasks,
    상기 개별 운동 과제의 학습 수준, 뇌과학 운동 학습 모델, 개별 운동 과제에 해당하는 뇌과학 운동 학습 모델의 매개변수, 최적 제어 이론에 근거하여 장기 학습 수준을 최적화하는 훈련 일정을 찾는 단계를 포함하는 훈련 일정 최적화 방법.And a training schedule for optimizing the long-term learning level based on an optimal control theory based on the learning level of the individual exercise task, the brain science exercise learning model, the parameters of the brain science exercise learning model corresponding to the individual exercise task, and the training. How to optimize your schedule.
  34. 제33항에 있어서,The method of claim 33, wherein
    상기 초기 학습 수준은,The initial learning level is,
    실제 훈련 전에, 훈련자에게 상기 개별 운동 과제를 소정 횟수 반복시킨 상태에서 측정된 학습 수준 값의 평균치를 정규화한 학습 수준인 것을 특징으로 하는 훈련 일정 최적화 방법.The training schedule optimization method, characterized in that the training level normalized to the average value of the learning level value measured in a state in which the individual exercise task is repeated a predetermined number of times before the actual training.
  35. 제33항에 있어서,The method of claim 33, wherein
    상기 초기 학습 수준은, 훈련 일정 도중, 랜덤(random)하게 학습 수준 측정 일정을 삽입함으로써 측정된 학습 수준 값의 평균치를 정규화한 학습 수준인 것을 특징으로 하는 훈련 일정 최적화 방법.The initial learning level is a training schedule optimization method, characterized in that during the training schedule, the learning level normalized the average value of the learning level value measured by randomly inserting the learning level measurement schedule.
  36. 제33항에 있어서,The method of claim 33, wherein
    상기 매개변수를 예측하는 단계는,Predicting the parameter,
    타 훈련자 그룹의 훈련 데이터에 최소공산법(maximum likelihood method) 회귀분석법 또는 최소제곱법(laeat square method) 회귀분석법을 적용하여 상기 운동 학습 모델의 매개변수를 예측하는 것을 특징으로 하는 훈련 일정 최적화 방법.A training schedule optimization method comprising predicting the parameters of the exercise learning model by applying a minimum likelihood method regression method or a least square method regression method to training data of another trainee group.
  37. 제33항에 있어서,The method of claim 33, wherein
    상기 매개변수를 예측하는 단계는,Predicting the parameter,
    훈련자의 훈련 데이터에 비선형 칼만 필터(non-linear kalman filter)에 의한 실시간 예측법을 적용하여, 상기 훈련자의 훈련 중 실시간으로 누적된 학습 수준으로부터 최대사후확률(maximum posterior probability)이 보장되도록 하는 상기 매개변수를 예측하는 것을 특징으로 하는 훈련 일정 최적화 방법.By applying real-time prediction by a non-linear kalman filter to the trainer's training data, the mediator ensures the maximum posterior probability from the accumulated learning level in real time during the trainer's training. A training schedule optimization method comprising predicting a variable.
  38. 제33항에 있어서,The method of claim 33, wherein
    상기 장기 학습 수준을 최적화하는 훈련 일정을 찾는 단계는,Finding a training schedule for optimizing the long-term learning level,
    상기 운동 학습 모델, 상기 예측된 매개변수, 상기 초기 학습 수준, 상기 훈련 일정을 이용하여 표현되는 대상계 상에서, 상기 훈련자가 달성하고자 하는 훈련 기준을 상태량과 조작량의 함수로 표현한 평가함수를 도출하는 단계를 포함하는, 훈련 일정 최적화 방법.Deriving an evaluation function expressing a training criterion to be achieved by the trainer as a function of a state quantity and an manipulated quantity on a target system expressed using the exercise learning model, the predicted parameter, the initial learning level, and the training schedule. Including, training schedule optimization method.
  39. 제38항에 있어서,The method of claim 38,
    상기 장기 학습 수준을 최적화하는 훈련 일정을 찾는 단계는,상기 평가함수에서 장기 평균제곱오차(long-term mean-square error)가 최소화되는 훈련 일정을 찾는 단계인, 훈련 일정 최적화 방법.The step of finding a training schedule for optimizing the long-term learning level, the training schedule optimization method of finding a training schedule in which a long-term mean-square error is minimized in the evaluation function.
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