KR20200073765A - 인지 장애 아동을 위한 인지 훈련 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인지 장애 아동을 위한 인지 훈련 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 인지 장애 아동의 신체 기능을 고려한 인지 장애 아동을 위한 인지 훈련 장치 및 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명에 따른 인지 훈련 장치는 피험자의 인지 훈련을 위한 문제를 표시하는 디스플레이와, 피험자의 동작을 인식하는 동작감지부와, 피험자의 인지 훈련을 위한 문제를 선택하고 인지 훈련에 적용되는 설정 값을 입력하는 정보 입력부와, 피험자가 인지 훈련을 하는 동안 소지하며 진동 또는 광을 출력하는 물리적 사용자 인터페이스와, 상기 동작감지부로부터 입력되는 동작신호에 근거하여 상기 디스플레이에 표시되는 인지 훈련을 위한 문제에 대해 정답 여부를 판정하고 판정 결과에 따라 상기 디스플레이 및 상기 물리적 사용자 인터페이스로부터 피드백이 출력되도록 하는 제어부를 포함한다.

Description

인지 장애 아동을 위한 인지 훈련 장치 및 방법{Apparatus and method for training cognitive disability children}
본 발명은 인지 장애 아동을 위한 인지 훈련 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 인지 장애 아동의 신체 기능을 고려하여 인지 훈련의 효과를 높일 수 있는 인지 장애 아동을 위한 인지 훈련 장치 및 방법에 관한 것이다.
인지 장애를 지닌 아이들은 독립적으로 일상생활을 수행하기 어려울뿐만 아니라 환경이 제공하는 의미있는 자극들을 처리하는데 문제가 있기 때문에 자신의 환경을 스스로 구조화하고 조직화하기가 어렵다.
인지 재활은 이러한 아이들의 인지 능력을 활성화시키는 학습 과정이다. 인지 재활 훈련을 통해 인지 장애 아이들의 일상생활 활동 및 학업수행 능력을 높이려는 노력과 시도가 계속 진행 중이다.
그 중에서 컴퓨터 기반 인지 재활 프로그램은 인지 장애 환자에게 특별히 감소한 인지 영역을 반복적으로 훈련시킴으로써 인지 기능을 높이는 소프트웨어 치료 도구이다. 컴퓨터 기반 인지 재활 프로그램은 지필 방식, 작업 방식, 테이블 방식 등의 전통적 인지 재활 방식에 비해 여러 장점이 있다.
종래의 컴퓨터 기반 인지 재활 프로그램은 인지 장애 아동을 위한 다양한 인지 훈련 콘텐츠를 제공하고 있으나, 대부분 인지 장애 아동의 인지 능력 향상에 초점을 맞추고 있어서 인지 훈련 시 피험자의 편의성을 고려하지 못하고 있다.
또한, 인지 장애 아동은 주의가 산만하고 집중이 어려운 경우가 많은데 종래의 컴퓨터 기반 인지 훈련에서는 인지 장애 아동이 인지 훈련에 집중하도록 하여 인지 훈련의 효과를 높이기 위한 방안이 부족하였다.
따라서 인지 훈련 시에 뇌 병변 등 인지 장애를 가진 아이들의 신체 기능을 고려하여 신체적으로도 불편한 인지 장애 아동들이 편리하고 효과적으로 인지 훈련을 받을 수 있는 장치 및 방법의 개발이 필요한 실정이다.
공개특허 제10-2013-0099457호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 인지 장애를 가진 피험자가 신체적으로 불편함을 느끼지 않고 인지 훈련을 받을 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 인지 장애를 가진 피험자가 인지 훈련에 집중할 수 있도록 하여 인지 훈련의 효과를 극대화하는 것이다.
이를 위해, 본 발명에 따른 인지 훈련 장치는 피험자의 인지 훈련을 위한 문제를 표시하는 디스플레이와, 피험자의 동작을 인식하는 동작감지부와, 피험자의 인지 훈련을 위한 문제를 선택하고 인지 훈련에 적용되는 설정 값을 입력하는 정보 입력부와, 피험자가 인지 훈련을 하는 동안 소지하며 진동 또는 광을 출력하는 물리적 사용자 인터페이스와, 상기 동작감지부로부터 입력되는 동작신호에 근거하여 상기 디스플레이에 표시되는 인지 훈련을 위한 문제에 대해 정답 여부를 판정하고 판정 결과에 따라 상기 디스플레이 및 상기 물리적 사용자 인터페이스로부터 피드백이 출력되도록 하는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 인지 훈련 방법은 인지 장애를 가진 피험자를 위한 인지 훈련 장치에서의 인지 훈련 방법으로서, 인지 훈련 프로그램이 구동되면 인지 훈련 게임 화면에서 인지 훈련의 종류를 표시하는 단계와, 상기 인지 훈련의 종류가 선택되면 훈련 별 적용되는 설정 값을 입력 받는 단계와, 피험자의 동작을 인식하여 인지 훈련을 위한 문제에 대해 정답 여부를 판정하고 판정 결과에 따라 인지 훈련 게임 화면 및 피험자의 물리적 사용 인터페이스에 피드백을 출력하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 인지 훈련 장치 및 방법은 인지 장애를 가진 피험자의 동작을 기반으로 인지 훈련을 진행하여 인지훈련과 신체활동을 동시에 할 수 있어서 인지 훈련의 효과를 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 피험자의 신체 기능을 고려하여 인지 훈련을 위한 문제의 정답 위치를 조정할 수 있어서, 뇌 병변 등으로 신체 마비가 있는 피험자가 신체적 불편함 없이 인지 훈련을 받을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 피험자가 인지 훈련을 받을 때 반응이 느린 경우 게임 화면이나 피험자가 소지하는 물리적 사용자 인터페이스를 통해 집중 유도 피드백을 주어 피험자가 인지 훈련에 집중할 수 있게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 인지 훈련을 받을 때 피험자가 물리적 사용자 인터페이스를 손에 들거나 착용할 수 있게 하여 인지 훈련 시 맨 손으로 하는 것보다 안정감을 줄 수 있으며, 게임 결과에 따라 물리적 사용자 인터페이스로 다양한 피드백을 주어 인지 훈련의 흥미를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 인지 훈련 장치의 내부 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 인지 훈련 방법의 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 인지 훈련의 종류와 훈련 별 문제를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 인지 훈련에 적용되는 설정 값 입력 화면을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 집중 유도 화면을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 인지 훈련의 종료 시 표시되는 피드백 화면을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 물리적 사용자 인터페이스를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 물리적 사용자 인터페이스의 피드백을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 인지 훈련 게임 화면의 예를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 인지 훈련 장치의 내부 구성을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 인지 훈련 장치는 디스플레이(1), 동작 감지부(2), 정보 입력부(3), 메모리(4), 통신부(5), 제어부(6), 물리적 사용자 인터페이스(Physical User Interface)(PUI)(7) 등을 포함한다.
디스플레이(1)는 인지 훈련 게임 화면을 표시한다. 디스플레이(1)는 인지 훈련의 종류 및 인지 훈련을 위한 문제를 표시하고, 피험자가 응답한 결과에 대해 피드백을 출력한다. 디스플레이(1)는 기존의 TV, LCD 모니터 등을 사용할 수 있으며, 터치스크린 기능이 포함될 수 있다.
동작 감지부(2)는 피험자의 동작을 인식한다. 동작 감지부(2)는 RGB 카메라 및 깊이 카메라를 포함한다. 동작 감지부(2)는 RGB 카메라의 영상과 깊이 카메라의 깊이 정보를 이용하여 피험자의 동작을 인식할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 1940x1080(Full HD, 30fps) RGB 카메라와 512x424 적외선 카메라를 사용하여, 측정 범위 0.5~4.5m, 측정 각도 수평 70도 수직 60도, 한 명당 26개 관절 측정, 6명까지 동시 측정의 측정 성능을 가진다.
정보 입력부(3)는 인지 훈련의 종류 및 인지 훈련을 위한 문제를 선택하고 인지 훈련 게임에 적용되는 설정 값을 입력한다. 정보 입력부(3)는 키보드나 마우스를 포함한다. 디스플레이(1)에 터치스크린 기능이 포함되어 있으면, 정보 입력부(3)는 디스플레이(1)에 일체화될 수 있다. 이 경우, 키보드나 마우스와 별도로 디스플레이(1)의 터치스크린을 터치하여 인지 훈련의 종류 및 문제를 선택하거나 설정 값을 입력할 수 있다.
저장부(4)는 인지 훈련 게임용 프로그램을 저장하고, 또한 인지 훈련 게임 중의 각종 데이터를 저장한다. 인지 훈련 게임용 프로그램은 피험자의 인지 훈련을 위해 시각화 및 추론 훈련을 위한 게임, 주의력 및 기억력 훈련을 위한 게임, 일상생활 훈련을 위한 게임으로 구성된다.
통신부(5)는 인지 훈련 게임 중에 발생하는 피드백 신호를 물리적 사용자 인터페이스(6)에 전송한다. 통신부(5)는 물리적 사용자 인터페이스(6)와 유선으로 연결될 수 있으나, 블루투스, Wi-Fi 등 근거리통신 모듈로 구성되어 물리적 사용자 인터페이스(6)와 무선 통신으로 연결될 수 있다.
물리적 사용자 인터페이스(6)는 인지 훈련 게임 중의 피드백을 출력한다. 물리적 사용자 인터페이스(6)는 피험자가 손으로 잡거나 손목에 착용할 수 있는 물리적 도구이다. 물리적 사용자 인터페이스(6)는 피험자에게 인지 훈련 게임의 피드백으로서 진동이나 광을 출력할 수 있다.
제어부(7)는 본 발명에 따른 인지 훈련 장치의 동작을 전체적으로 제어하는 부분이다.
제어부(7)는 저장부(4)에 저장된 인지 훈련 게임용 프로그램을 구동하여 디스플레이(1)에 인지 훈련 게임 화면을 표시하고, 동작감지부(2)로부터 입력되는 동작감지 신호를 분석하여 피험자의 동작을 파악한다.
이와 같이, 제어부(7)는 동작감지 신호에 근거하여 인지 훈련 게임 화면에 표시되는 문제에 대한 정답 여부를 판정하고 판정 결과에 따라 디스플레이(1) 및 물리적 사용자 인터페이스(6)에 피드백이 출력되도록 한다.
또한, 제어부(7)는 피험자가 인지 훈련 게임을 할 때 일정 시간 동안 피험자의 동작이 감지되지 않으면 디스플레이(1) 또는 물리적 사용자 인터페이스(6)를 통해 집중 유도 피드백이 출력되도록 한다.
또한, 제어부(7)는 인지 훈련이 종료되면 정답률에 따라 디스플레이(1) 및 물리적 사용자 인터페이스(6)를 통해 다양한 피드백이 출력되도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 인지 훈련 과정을 나타낸 것이다.
인지 훈련은 인지 장애가 있는 피험자를 대상으로 하는 훈련이므로, 인지 훈련 과정의 각 단계는 인지 훈련사나 치료사가 진행하게 된다. 또한, 인지 훈련의 각 단계는 인지 훈련 장치를 통해 수행된다.
도 2를 참조하여, 인지 훈련 프로그램이 구동되면, 먼저 로그인 화면이 표시되고, 치료사는 피험자 관리를 위해 기등록한 정보를 통해 로그인을 수행한다(S10).
로그인이 되면, 초기 화면에서 인지 훈련의 종류가 표시된다. 치료사는 초기 화면에서 인지 훈련의 종류를 선택한다(S12).
도 3은 본 발명에 따른 인지 훈련의 종류와 각 종류에 속하는 인지 훈련 문제 또는 과제를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 인지 훈련의 종류는 크게 시각화 및 추론 훈련, 주의력 및 기억력 훈련, 일상생활 훈련으로 나눌 수 있다.
시각화 및 추론 훈련과 주의력 및 기억력 훈련은 아동의 인지 발달의 기초적 훈련으로서 문제를 푸는 형식으로 되어 있다. 이에 대하여, 일상생활 훈련은 시각화 및 추론 훈련과 주의력 및 기억력 훈련을 혼합하여 아동이 학교나 가정에서 쉽게 접할 수 있는 일을 바탕으로 과제를 수행하는 형식으로 되어 있다.
시각화 및 추론 훈련은 그림 찾기, 그림 맞추기, 패턴 및 추론 등 3가지 영역으로 구성된다. 그림 찾기는 '색깔 맞추기', '참새를 쫓아라!' 등 2가지 문제로 되어 있고, 그림 맞추기는 '퍼즐 맞추기', '그림자 맞추기' 등 2가지 문제로 되어 있고, 패턴 및 추론은 '가위바위보', '다음은 무엇일까?', '뭐가 더 많을까?' 등 3가지 문제로 되어 있다.
주의력 및 기억력 훈련은 짝 맞추기, 장애물 피하기, 위치 기억하기 등 3가지 문제로 구성된다.
일상생활 훈련은 과일 전지 만들기, 샌드위치 만들기, 토마토 키우기 등 3가지 과제로 구성된다.
본 발명의 인지 훈련을 위한 문제 및 과제는 눈과 손의 협동대응(eye-hand coordinate) 훈련을 목적으로 한다.
구체적으로, 그림 찾기의 '색깔 맞추기'와 '참새를 쫓아라!', 패턴 및 추론의 '뭐가 더 많을까?'는 시각 구별(visual discrimination) 훈련을 위한 것이다. 그림 맞추기의 '퍼즐 맞추기'는 공간 관계(spatial relation) 훈련을 위한 것이다. 그림 맞추기의 '그림자 맞추기'는 형태 항상성(form constancy) 훈련을 위한 것이다. 패턴 및 추론의 '가위바위보'는 인과관계(casual relation) 훈련을 위한 것이고, '다음은 무엇일까?'는 시각적 단기 기억(visual short term memory) 훈련을 위한 것이다.
치료사가 인지 훈련의 종류를 선택한 후, 인지 훈련 게임에 적용되는 각종 설정 값을 입력할 수 있다(S14).
도 4는 인지 훈련 게임에 적용되는 설정 값을 나타낸 것이다.
단계 설정은 각 훈련의 난이도를 설정하는 것이다. 도 3에서 도시된 바와 같이, 각 훈련마다 문제가 있으며 각 문제는 1-5단계의 난이도를 가지고 있다. 치료사는 피험자의 상태에 맞추어 각 문제의 난이도 단계를 조정할 수 있다.
예를 들어, 단계 설정의 각 단계(1-5)에서 단계 1, 2, 3을 체크하면 해당 훈련에 속하는 문제는 난이도 1-3까지 진행되며, 모든 단계를 체크하면 해당 훈련에 속하는 문제는 난이도 1-5까지 모두 진행된다.
버튼 방향 설정은 정답의 방향을 설정하는 것이다. 다양한 마비 증상의 아동을 위해 정답의 위치를 오른쪽 편향, 왼쪽 편향, 양쪽으로 설정할 수 있다. 치료사는 피험자의 상태에 따라 정답 버튼의 방향을 조정한다.
예를 들어, 버튼 방향 설정의 '우'를 체크하면 인지 훈련 게임 화면에서 정답 버튼의 방향이 오른쪽으로 편향되어 나타나게 된다.
집중 유도 설정은 피험자가 인지 훈련을 하는 동안 계속해서 집중할 수 있도록 집중 유도 피드백을 출력하기 위한 시간(집중 유도 시간)을 설정하는 것이다. 집중 유도 설정을 하지 않는 경우 'off'를 체크할 수 있다. 집중 유도 설정에서 특정 시간을 체크하게 되면, 인지 훈련 시 그 특정 시간 동안 피험자의 움직임이 감지되지 않으면 집중 유도 피드백이 출력된다.
예를 들어, 집중 유도 설정의 '10초'를 체크한 경우, 인지 훈련 과정에서 문제가 출력된 시점부터 10초가 경과할 때까지 피험자의 움직임이 감지되지 않으면 집중 유도 피드백이 출력될 수 있다.
타이머 설정은 훈련 시간을 설정하는 것이다. 훈련 시간을 설정하여 설정한 시간 내에 문제를 얼마나 풀었는지를 평가할 수 있다. 타이머 설정에 따라 단계 설정을 조정할 수 있다. 훈련 시간에 관계 없이 인지 훈련을 하는 경우 타이머 설정의 'off' 체크할 수 있다.
예를 들어, 타이머 설정의 '720초'를 체크한 경우, 문제의 시작을 알리는 시작 멘트부터 타이머가 동작 개시하여 720초 경과 후 훈련 시간의 종료를 알려 준다.
이와 같이, 인지 훈련에 적용되는 설정 값을 입력하여 게임 설정을 완료한 후, 인지 훈련을 위한 문제를 선택한다(S16).
문제를 선택하고 문제의 시작을 입력하면 인지 훈련 게임이 진행된다(S18).
피험자는 인지 훈련 게임 화면에서 표시된 문제를 보고 문제를 푼다.
인지 훈련 게임 화면에서 나오는 문제는 피험자가 한 눈에 볼 수 있도록 선택 항목의 개수를 최소 2개에서 5개로 한다.
또한, 뇌 병변 아동의 신체적 운동 기능을 고려하여 선택 항목의 위치를 화면 아래 쪽으로 배치하고, 선택 항목 간의 간격을 넓게 하여 신체의 부적절한 움직임에 의해 다른 선택 항목이 선택되는 것을 방지할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 인지 훈련을 위한 문제가 표시된 인지 훈련 게임 화면을 나타낸 것이다.
도 9에 도시된 화면은 시각화 및 추론 훈련에 속하는 색깔 맞추기 문제이다.
도 9를 참조하면, 중앙에 노란 색 풍선이 표시되고, 피험자는 문제를 풀기 위해 4개의 선택 항목(10) 중에서 노란 색 풍선과 동일한 색깔과 글자를 나타내는 항목을 선택해야 한다. 여기서, 피험자는 문제의 정답을 맞추기 위해 노란색 바탕에 '노랑'이란 글자가 들어 있는 3번째 항목을 선택해야 한다.
도 9에서는 4개의 선택 항목이 표시되어 있으나, 해당 문제의 난이도(1-5)에 따라 선택 항목의 개수 및 정답 목표 개수가 다르게 설정될 수 있다.
예를 들어, 난이도 1에서 선택 항목의 버튼 개수 2개, 정답 목표 개수 5개, 난이도 2에서 선택 항목의 버튼 개수 2개, 정답 목표 개수 7개, 난이도 3에서 선택 항목의 버튼 개수 3개, 정답 목표 개수 9개, 난이도 4에서 선택 항목의 버튼 개수 3개(버튼의 색과 이름을 다르게), 정답 목표 개수 12개, 난이도 5에서 선택 항목의 버튼 개수 4개(버튼의 색과 이름을 다르게), 정답 목표 개수 15개 등으로 설정할 수 있다. 본 예를 적용하면, 도 9에 도시된 화면은 난이도 5를 가진 문제이다.
이러한 난이도의 설정은 도 3에서 언급한 모든 문제와 과제에 유사하게 적용된다.
도 9와 같은 인지 훈련 게임 화면을 통해 게임이 진행되면서 게임이 종료되었는지 판단한다(S20). 게임의 종료는 설정한 난이도까지 문제가 종료되었을 때 발생한다.
게임이 진행되는 동안 피험자는 계속해서 문제를 풀게 된다. 피험자는 인지 훈련 게임 화면을 보고 문제에 맞는 정답에 해당하는 선택 항목이 표시된 방향으로 팔을 뻗어 손을 내밀게 된다. 이때, 피험자는 물리적 사용자 인터페이스를 손에 쥐거나 착용하여 문제를 풀 수 있다.
인지 훈련 장치는 동작 인식 기술을 통해 피험자의 이러한 동작을 인식하여 문제에 대한 정답 여부를 판단한다.
만약, 문제가 출력된 시점으로부터 집중 유도 설정에서 설정한 집중 유도 시간이 경과한 후에도 피험자의 동작이 감지되지 않으면, 인지 훈련 장치는 피험자에게 집중 유도 피드백을 출력할 수 있다.
집중 유도 피드백은 인지 훈련 게임 화면이나 물리적 사용자 인터페이스를 통해 출력될 수 있다.
도 5는 집중 유도 피드백이 인지 훈련 게임 화면에 출력된 것을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 인지 훈련 게임 화면에 곰 캐릭터가 나와 '우리 빨리 해 보자'라는 멘트를 출력할 수 있다. 이 멘트는 화면에 표시되는 동시에 스피커를 통해 음성으로 출력되어 시각 및 청각적으로 피험자에게 자극을 줄 수 있다.
또한, 집중 유도 피드백은 물리적 사용자 인터페이스를 통해 진동으로 출력될 수 있다.
설정한 난이도까지 문제가 종료되면, 인지 훈련 장치는 최종적으로 인지 훈련 게임의 결과 화면을 출력한다(S22).
도 6은 인지 훈련이 종료되었을 때의 결과 피드백을 나타낸 것이다.
결과 피드백은 문제의 정답률에 근거하여 다양한 방식으로 출력될 수 있다.
도 6을 참조하면, 문제의 정답률에 따라 '참 잘했어요', '잘했어요', '조금 더 노력하세요'라는 3가지 멘트로 결과 피드백(12, 13, 14)이 나올 수 있다.
예를 들어, 난이도 2단계에서 정답 목표 개수가 7개일 때, 정답 개수가 6-7개이면 '참 잘했어요', 4-5개이면 '잘했어요', 3개 이하면 '조금 더 노력하세요'라는 결과 피드백이 출력될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 물리적 사용자 인터페이스를 나타낸 것이다.
도 7을 참조하면, (a)는 완드(wand) 형으로서 손에 쥐고 (b)는 손목 시계형으로 손목에 착용한다.
완드 형과 손목 시계형의 물리적 사용자 인터페이스(6)에는 LED 및 진동 소자가 내장되어 있다. 따라서 물리적 사용자 인터페이스(6)는 광 및 진동을 출력할 수 있다.
또한, 물리적 사용자 인터페이스(6)는 인지 훈련 장치의 통신부(5)와 통신하기 위한 통신모듈을 구비하고 있다. 통신부(5)와 무선통신을 하는 경우, 물리적 사용자 인터페이스(6)는 블루투스나 wi-fi 등의 근거리 통신모듈을 포함할 수 있다.
도 8은 물리적 사용자 인터페이스에서 출력되는 피드백을 나타낸 것이다.
도 8을 참조하면, 물리적 사용자 인터페이스는 피드백 자극으로 빛과 진동을 출력한다.
피드백 방식은 진동과 빛의 시간적 조합에 의해 다양하게 나타난다.
피드백 A는 진동 세기 10으로 500ms(0.5초) 동안 진동이 출력되는 방식이다.
피드백 B는 진동 세기 20으로 1000ms(1초) 동안 진동이 출력되는 방식이다.
피드백 C는 진동 세기 30으로 3000ms(3초) 동안 진동이 출력되는 방식이다.
피드백 D는 진동 세기 40으로 4000ms(4초) 동안 진동이 출력되는 동시에 적색광(R)이 500ms마다 4번 점멸하는 방식이다.
피드백 E는 백색광(R40, G40, B40), 연청색광(R0, G10, B40), 연록색광(R0, G40, B40), 황색광(R40, G40, B0), 분홍색광(R40, G10, B40)이 300ms마다 순차 점멸하는 방식이다. 즉, 백색광 - 연청색광 - 연록색광 - 황색광 - 분홍색광이 0.3초마다 순차 출력되어 여러 색의 광이 변하는 효과를 준다.
피드백 F는 청색광이 3000ms 동안 발광하는 방식이다.
피드백 G는 적색광이 3000ms 동안 발광하는 방식이다.
이와 같이, 피드백 방식이 정의될 때 게임 결과에 따른 피드백과 집중 유도 피드백은 다음과 같이 정의될 수 있다.
게임 결과 피드백으로서, 정답률이 높은 '참 잘했어요'의 경우 피드백 E가 3번 출력되고, 정답률이 보통인 '잘했어요'의 경우 피드백 F가 출력되고, 정답률이 낮은 '조금 더 노력하세요'의 경우 피드백 G가 출력된다.
이러한 물리적 사용자 인터페이스의 게임 결과 피드백은 인지 훈련 게임 화면의 결과 피드백과 동시에 출력됨으로써, 피험자의 게임 몰입도와 흥미를 높일 수 있다.
집중 유도 피드백으로서, 1단계는 피드백 A가 5초 단위로 6번 반복되는 방식이고, 2단계는 피드백 B가 10초 단위로 3번 반복되는 방식이고, 3단계는 피드백 C가 10초 단위로 2번 반복되는 방식이고, 4단계는 피드백 D가 1번 출력되는 방식이다.
이러한 물리적 사용자 인터페이스의 집중 유도 피드백은 인지 훈련 게임 화면의 집중 유도 피드백과 동시에 출력됨으로써, 피험자의 게임 집중도를 더욱 높일 수 있게 된다.
인지 훈련을 위한 문제가 출력된 시점부터 집중 유도 시간이 경과한 후에도 피험자의 동작이 감지되지 않으면, 먼저 1단계 집중 유도 피드백이 출력되고, 1단계 집중 유도 피드백의 출력이 끝난 후에도 피험자의 반응이 없을 때 10초 지연 후 2단계 집중 유도 피드백이 출력된다. 마찬가지로 계속해서 피험자의 반응이 없을 때 10초 지연 후 3단계 집중 유도 피드백과 4단계 집중 유도 피드백이 순차 출력될 수 있다.
이와 같이 집중 유도 피드백은 처음 출력 시 진동이 약하고 진동 시간이 짧지만, 다음 단계부터 순차적으로 강해지고 진동 시간이 길어지면서 피험자가 집중 유도를 인식하는데 도움을 준다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다.
따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
1: 디스플레이 2: 동작 감지부
3: 정보 입력부 4: 저장부
5: 통신부 6: 물리적 사용자 인터페이스(PUI)
7: 제어부

Claims (10)

  1. 피험자의 인지 훈련을 위한 문제를 표시하는 디스플레이와,
    피험자의 동작을 인식하는 동작감지부와,
    피험자의 인지 훈련을 위한 문제를 선택하고 인지 훈련에 적용되는 설정 값을 입력하는 정보 입력부와,
    피험자가 인지 훈련을 하는 동안 소지하며 진동 또는 광을 출력하는 물리적 사용자 인터페이스와,
    상기 동작감지부로부터 입력되는 동작신호에 근거하여 상기 디스플레이에 표시되는 인지 훈련을 위한 문제에 대해 정답 여부를 판정하고 판정 결과에 따라 상기 디스플레이 및 상기 물리적 사용자 인터페이스로부터 피드백이 출력되도록 하는 제어부를 포함하는 인지 훈련 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 정보 입력부는 인지 훈련을 위한 문제의 정답 위치가 피시험자의 신체 기능을 고려해 오른쪽 편향, 왼쪽 편향 또는 양쪽 균형으로 나올 수 있도록 하는 정답 방향 설정 값을 입력하는 것을 특징으로 하는 인지 훈련 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 정보 입력부는 인지 훈련을 위한 문제가 출력된 시점부터 일정 시간 경과 후에도 피험자의 동작이 감지되지 않으면 상기 디스플레이 또는 상기 물리적 사용자 인터페이스로부터 피드백이 출력되도록 하는 집중 유도 시간 설정 값을 입력하는 것을 특징으로 하는 인지 훈련 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제어부는 인지 훈련을 위한 문제가 출력된 시점부터 상기 설정된 집중 유도 시간이 경과 한 후에도 피험자의 동작이 감지되지 않으면, 상기 디스플레이를 통해 인지 훈련 집중을 위한 메시지가 출력되도록 하고, 상기 물리적 사용자 인터페이스를 통해 일정 주기로 소정 횟수의 진동이 출력되도록 하는 것을 특징으로 하는 인지 훈련 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 제어부는 인지 훈련을 위한 문제의 정답률이 높은 경우 상기 물리적 사용자 인터페이스로부터 2개 이상 색상의 광이 일정 주기로 순차 출력되도록 하고, 정답률이 높지 않은 경우 상기 물리적 사용자 인터페이스로부터 해당 정답률에 대응하는 단일 색상의 광이 출력되도록 하는 것을 특징으로 하는 인지 훈련 장치.
  6. 인지 장애를 가진 피험자를 위한 인지 훈련 장치에서의 인지 훈련 방법에 있어서,
    인지 훈련 프로그램이 구동되면 인지 훈련 게임 화면에서 인지 훈련의 종류를 표시하는 단계와,
    상기 인지 훈련의 종류가 선택되면 훈련 별 적용되는 설정 값을 입력 받는 단계와,
    피험자의 동작을 인식하여 인지 훈련을 위한 문제에 대해 정답 여부를 판정하고 판정 결과에 따라 인지 훈련 게임 화면 및 피험자의 물리적 사용 인터페이스에 피드백을 출력하는 단계를 포함하는 인지 훈련 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 설정 값을 입력 받는 단계는 인지 훈련을 위한 문제의 정답 위치가 피시자의 신체 기능을 고려해 오른쪽 편향, 왼쪽 편향 또는 양쪽 균형으로 나올 수 있도록 하는 정답 방향 설정 값을 입력 받는 것을 특징으로 하는 인지 훈련 방법.
  8. 제6항에서,
    상기 설정 값을 입력 받는 단계는 인지 훈련을 위한 문제가 출력된 시점부터 일정 시간 경과 후에도 피험자의 동작이 감지되지 않으면 상기 인지 훈련 게임 화면 또는 상기 물리적 사용자 인터페이스로부터 피드백이 출력되도록 하는 집중 유도 시간 설정 값을 입력 받는 것을 특징으로 하는 인지 훈련 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 피드백을 출력하는 단계는 인지 훈련을 위한 문제가 출력된 시점부터 상기 설정된 집중 유도 시간이 경과 한 후에도 피험자의 동작이 감지되지 않으면, 상기 인지 훈련 게임 화면을 통해 인지 훈련 집중을 위한 메시지를 출력하고, 상기 물리적 사용자 인터페이스를 통해 일정 주기로 소정 횟수의 진동을 출력하는 것을 특징으로 하는 인지 훈련 방법.
  10. 제6항에서,
    상기 피드백을 출력하는 단계는 인지 훈련을 위한 문제의 정답률이 높은 경우 상기 물리적 사용자 인터페이스를 통해 2개 이상 색상의 광을 일정 주기로 순차 출력하고, 정답률이 높지 않은 경우 상기 물리적 사용자 인터페이스를 통해 해당 정답률에 대응하는 단일 색상의 광을 출력하는 것을 특징으로 하는 인지 훈련 방법.
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