WO2023219257A1 - 사용자의 운동 능력 정보를 제공하는 전자 장치 및 웨어러블 장치, 및 이들의 동작 방법 - Google Patents

사용자의 운동 능력 정보를 제공하는 전자 장치 및 웨어러블 장치, 및 이들의 동작 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2023219257A1
WO2023219257A1 PCT/KR2023/003838 KR2023003838W WO2023219257A1 WO 2023219257 A1 WO2023219257 A1 WO 2023219257A1 KR 2023003838 W KR2023003838 W KR 2023003838W WO 2023219257 A1 WO2023219257 A1 WO 2023219257A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
user
exercise
wearable device
information
electronic device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2023/003838
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김동우
현재훈
이기완
이황재
이광형
전명희
정유창
하지원
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020220125002A external-priority patent/KR102865385B1/ko
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Priority to EP23803685.9A priority Critical patent/EP4470461A4/en
Publication of WO2023219257A1 publication Critical patent/WO2023219257A1/ko
Priority to US18/920,123 priority patent/US20250041665A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor or mobility of a limb
    • A61B5/1124—Determining motor skills
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0062—Monitoring athletic performances, e.g. for determining the work of a user on an exercise apparatus, the completed jogging or cycling distance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A61B5/024—Measuring pulse rate or heart rate
    • A61B5/02438—Measuring pulse rate or heart rate with portable devices, e.g. worn by the patient
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor or mobility of a limb
    • A61B5/1116—Determining posture transitions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor or mobility of a limb
    • A61B5/1118—Determining activity level
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor or mobility of a limb
    • A61B5/112—Gait analysis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor or mobility of a limb
    • A61B5/1121—Determining geometric values, e.g. centre of rotation or angular range of movement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/681—Wristwatch-type devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/6812—Orthopaedic devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6828—Leg
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/088—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices with position, velocity or acceleration sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Program-controlled manipulators
    • B25J9/0006—Exoskeletons, i.e. resembling a human figure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Program-controlled manipulators
    • B25J9/16—Program controls
    • B25J9/1628—Program controls characterised by the control loop
    • B25J9/1653—Program controls characterised by the control loop parameters identification, estimation, stiffness, accuracy, error analysis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2503/00—Evaluating a particular growth phase or type of persons or animals
    • A61B2503/10—Athletes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2505/00—Evaluating, monitoring or diagnosing in the context of a particular type of medical care
    • A61B2505/09—Rehabilitation or training
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0219—Inertial sensors, e.g. accelerometers, gyroscopes, tilt switches
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40305—Exoskeleton, human robot interaction, extenders

Definitions

  • the following embodiments relate to electronic devices and wearable devices that provide information on a user's exercise ability, and methods of operating them.
  • a walking assistance device refers to an instrument or device that helps patients who cannot walk on their own due to various diseases or accidents perform walking exercises for rehabilitation treatment. Recently, as the aging society has intensified, the number of people who have difficulty walking normally or who complain of discomfort in walking due to leg joint problems has increased, leading to increasing interest in walking assistance devices.
  • a walking assistance device is worn on the user's body to assist the user with the muscle strength necessary for walking, and can guide the user's walking so that the user can walk with a normal walking pattern.
  • An electronic device includes a communication module that receives sensor data containing movement information of a user wearing the wearable device from a wearable device, estimates the exercise ability of the user based on the sensor data, and estimates the user's exercise ability. It may include a processor that generates exercise ability information about the exercise ability, and a display module that outputs the exercise ability information.
  • the sensor data may include exercise information about movements performed by the user according to one or more exercise programs presented to the user when the wearable device operates in an exercise ability evaluation mode.
  • the processor may determine the exercise ability information based on the exercise information and evaluation criteria information corresponding to the one or more exercise programs.
  • a wearable device worn on a user's body includes a support frame for supporting the user's body when worn on the user's body, a sensor module for acquiring sensor data containing movement information of the user, a driving module that generates torque applied to a part of the user's body through the support frame, a communication module that transmits the sensor data to an electronic device and receives a control signal from the electronic device, and the communication module and the sensor module It may include a processor that controls.
  • the sensor data may include exercise information about movements performed by the user according to one or more exercise programs presented to the user when the wearable device operates in an exercise ability evaluation mode.
  • the processor controls the communication module to transmit the sensor data to the electronic device, so that the electronic device estimates the user's exercise ability based on the sensor data and responds to the exercise information and the one or more exercise programs.
  • the user's exercise ability information may be determined based on the corresponding evaluation criteria information.
  • a method of operating an electronic device includes receiving a user input for measuring the user's exercise ability information, and transmitting a control signal for measuring the exercise ability information to a wearable device in response to the user input. Operation, in response to the transmission of the control signal, from the wearable device, exercise information about movements performed by the user according to one or more exercise programs presented to the user when the wearable device is operating in an exercise ability evaluation mode. It may include receiving sensor data, and determining the exercise ability information of the user based on the sensor data. Determining the exercise ability information may include determining the exercise ability information based on the exercise information and evaluation criteria information corresponding to the one or more exercise programs.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an overview of a wearable device worn on a user's body according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a management system including a wearable device and an electronic device according to an embodiment.
  • Figure 3 is a front view of a wearable device according to one embodiment.
  • Figure 4 is a side view of a wearable device according to one embodiment.
  • FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating the configuration of a control system for a wearable device according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating interaction between a wearable device and an electronic device according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the configuration of an electronic device according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a method of operating an electronic device for determining exercise ability information of a user according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram provided to explain interaction between an electronic device, a wearable device, and another wearable device, according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a process for determining exercise ability information of a user when the user wears a wearable device and performs a standing knee to chest exercise according to an embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a process for determining exercise ability information of a user when the user wears a wearable device and performs a knee-up exercise, according to an embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a process of measuring a user's walking index using a wearable device according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an overview of a wearable device worn on a user's body according to an embodiment.
  • the wearable device 100 may be a device worn on the body of the user 110 to assist the user 110 in walking, exercising, and/or working. there is.
  • the wearable device 100 may be used to measure the physical abilities (eg, walking ability, exercise ability) of the user 110.
  • the term 'wearable device' may be replaced with 'wearable robot', 'walking assistance device', or 'exercise assistance device'.
  • User 110 may be a human or an animal, but is not limited thereto.
  • the wearable device 100 is worn on the body (e.g., lower body (legs, ankles, knees, etc.), upper body (torso, arms, wrists, etc.), or waist) of the user 110 to assist in the body movements of the user 110.
  • An external force of assistance force and/or resistance force may be applied.
  • the assisting force is a force applied in the same direction as the direction of body movement of the user 110, and represents a force that assists the body movement of the user 110.
  • Resistance force is a force applied in a direction opposite to the direction of body movement of the user 110, and represents a force that hinders the body movement of the user 110.
  • the term 'resistance' may also be referred to as 'exercise load'.
  • the wearable device 100 when the wearable device 100 operates in a walking assistance mode to assist the user 110 in walking, the wearable device 100 uses assistive force generated from the driving module 120 of the wearable device 100. By applying it to the body of the user 110, it is possible to help the user 110 walk.
  • the wearable device 100 can expand the walking ability of the user 110 by assisting the user 110 with the force required for walking, thereby enabling the user 110 to walk independently or by enabling walking for a long time. there is.
  • the wearable device 100 may help improve the walking of pedestrians with abnormal walking habits or abnormal walking posture.
  • the wearable device 100 when the wearable device 100 operates in an exercise assistance mode to enhance the exercise effect of the user 110, the wearable device 100 applies the resistance force generated from the drive module 120 to the user 110. By applying it to the user's body, it may hinder the body movement of the user 110 or provide resistance to the body movement of the user 110. If the wearable device 100 is a hip-type wearable device that is worn on the waist (or pelvis) and legs (e.g., thighs) of the user 110, the wearable device 100 is worn on the legs and is worn by the user. By providing an exercise load to the body movement of the user 110, the exercise effect on the legs of the user 110 can be further strengthened.
  • the wearable device 100 may apply assistive force to the body of the user 110 to help the user 110 move his or her body in an exercise assistance mode.
  • the wearable device 100 may provide assistance force and resistance force in combination for each exercise section or time section, such as providing assistance force in some exercise sections and resistance force in some exercise sections in the exercise assistance mode. It may be possible.
  • the wearable device 100 when the wearable device 100 operates in an exercise ability evaluation mode for measuring the exercise ability of the user 110, the wearable device 100 uses the wearable device (110) while the user walks or exercises. 100) measures the user's movement information using sensors (e.g., an angle sensor 125, an inertial measurement unit (IMU) 135), and measures the user's movement information based on the measured movement information. Exercise ability can be assessed. Sensors may be used to obtain movement information of each component of the wearable device 100.
  • sensors e.g., an angle sensor 125, an inertial measurement unit (IMU) 135), and measures the user's movement information based on the measured movement information. Exercise ability can be assessed. Sensors may be used to obtain movement information of each component of the wearable device 100.
  • the hip type wearable device 100 as shown in FIG. 1 is described as an example, but is not limited thereto.
  • the wearable device 100 may be worn on other body parts (e.g., upper arms, lower arms, hands, calves, and feet) other than the waist and legs (especially thighs), and the wearable device 100 may be worn depending on the body part on which it is worn ( 100)
  • the form and composition may vary.
  • the wearable device 100 includes a support frame (e.g., a leg support frame in FIG. 3) for supporting the body of the user 110 when the wearable device 100 is worn on the body of the user 110. 50, 55), lumbar support frame 20, 25), sensor data including movement information about the user's body movements (e.g., leg movements, upper body movements), and/or movements of components of the wearable device 100.
  • a sensor module that acquires e.g., sensor module 520 in FIG. 5A
  • a drive module 120 that generates an external force applied to the user's leg (e.g., drive modules 35 and 45 in FIG. 3), and a wearable device. It may include a control module 130 (eg, control module 510 in FIGS. 5A and 5B) that controls 100.
  • the sensor module may include an angle sensor 125 and an inertial measurement device 135.
  • the angle sensor 125 may measure the hip joint angle value of the user 110.
  • the angle sensor 125 may include, for example, an encoder and/or a Hall sensor.
  • the angle sensor 125 may be located near the left hip joint and the right hip joint, respectively, and measures the hip joint angle value of the left hip joint of the user 110 and the hip joint angle value of the right hip joint of the user 110. can do.
  • the hip joint angle value of the left hip joint of the user 110 may correspond to the angle of the left leg of the user 110
  • the hip joint angle value of the right hip joint of the user 110 may correspond to the angle of the right leg of the user 110.
  • the angle sensor 125 may acquire movement values of the leg support frame of the wearable device 100.
  • the inertial measurement device 135 can measure changes in acceleration and rotational speed according to the movement of the user 110.
  • the inertial measurement device 135 may include an acceleration sensor and/or an angular velocity sensor.
  • the inertial measurement device 135 may measure the upper body movement value of the user 110.
  • the upper body movement value may correspond to the movement value of the waist support frame of the wearable device 100.
  • control module 130 and the inertial measurement device 135 may be disposed within a housing (e.g., housing 80 of FIG. 3) of the wearable device 100.
  • the housing may be formed or attached to the outside of the support frame of the wearable device 100 and may be located behind the waist when the user 110 wears the wearable device 110, but the housing is not limited thereto.
  • the user 110 When the user 110 wants to use the wearable device 100, the user 110 generally inputs a control command to operate the wearable device 100 while wearing the wearable device 100. For example, the user 110 presses a separate button provided on the wearable device 100 or runs an application of an electronic device (e.g., the electronic device 210 of FIG. 2) linked to the wearable device 100. The wearable device 100 can be driven by inputting a command.
  • the user 110 wants to stop using the wearable device 100 while using the wearable device 100
  • the user 110 inputs a control command to stop operation of the wearable device 100 and starts the wearable device ( 100) can be turned off.
  • the user 110 measures exercise ability information on an electronic device (e.g., the electronic device 210 of FIG. 2) linked with the wearable device 100 in order to measure the user's 110 exercise ability. You can enter user input for .
  • the electronic device may transmit a control signal for measuring exercise ability information to the wearable device 100.
  • the wearable device 100 that receives the control signal may acquire sensor data including movement information of the user 110 through the sensor module.
  • the electronic device may output a user interface screen for guiding exercise ability measurement to the display module of the electronic device in response to a user input for measuring exercise ability.
  • the user 110 may be recommended one or more exercise programs for measuring exercise ability information of the user 110 .
  • the sensor data may include exercise information about movements performed by the user according to one or more exercise programs presented to the user.
  • a processor included in the electronic device may determine exercise ability information of the user 110 based on exercise information and evaluation criteria information corresponding to one or more exercise programs.
  • the exercise ability information may include information about at least one of the user 110's flexibility, flexibility symmetry, strength, strength symmetry, core stability, or cardiorespiratory endurance.
  • the processor of the electronic device evaluates the exercise posture of the user 110 with respect to the reference exercise posture defined in one or more exercise programs presented to the user 110, based on sensor data, and results of the evaluation. Based on this, exercise ability information can be determined.
  • the reference exercise posture defined in one or more exercise programs may be different for each exercise program.
  • the reference exercise posture may be, but is not limited to, a standing knee to chest motion or a knee-up motion.
  • the reference exercise posture may include a plurality of posture items.
  • the processor of the electronic device may determine an evaluation result for each of the plurality of posture items based on sensor data and evaluation criteria defined for each of the plurality of posture items.
  • the plurality of posture items may include, but are not limited to, at least one of the number of movements, movement speed, hip joint angle, or body stability during exercise. This will be explained in detail in FIGS. 10 and 11.
  • the electronic device records the hip joint angle values of both legs of the user 110 and/or the acceleration and angular velocity values according to the user's movement and each exercise program acquired through the sensor module included in the wearable device 100.
  • the exercise ability information can be more accurately determined based on the corresponding evaluation criteria information, and the determined exercise ability information can be provided to the user through an application.
  • the intensity of the resistance applied by the wearable device 100 to the user 110 may be changed.
  • the wearable device 100 may increase the intensity of resistance applied to the user 110 when a preset time is reached or the exercise section is changed.
  • the user 110 may adjust the strength of the resistance through an electronic device linked to the wearable device 100.
  • the user 110 can set the strength of resistance appropriate for the user's exercise level and the conditions for changing the strength of resistance through the electronic device.
  • the user 110 can more accurately evaluate his or her exercise posture using, for example, the electronic device and the wearable device 100 and improve his or her exercise level by correcting the exercise posture based on the evaluated exercise posture.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a management system including a wearable device and an electronic device according to an embodiment.
  • the management system 200 may include a wearable device 100, an electronic device 210, another wearable device 220, and a server 230 to assist the user's body movements.
  • the management system 200 omits at least one of these devices (e.g., the other wearable device 220 or the server 230), or provides information about one or more other devices (e.g., the wearable device 100).
  • a dedicated controller device can be added.
  • the wearable device 100 may be worn on the user's body in a walking assistance mode to assist the user's movements.
  • the wearable device 100 may be worn on the user's legs to help the user walk by generating assistive force to assist the user's leg movements.
  • the wearable device 100 may generate a resistance force to impede the user's body movement and apply it to the user's body in order to enhance the user's exercise effect in the exercise assistance mode.
  • the wearable device 100 may be used to measure the user's exercise ability in conjunction with the electronic device 210.
  • the wearable device 100 may operate in an exercise ability evaluation mode, which is a mode for measuring the user's exercise ability, under the control of the electronic device 210, and may use sensor data acquired by the user's movement in the exercise ability evaluation mode as an electronic device. It can be transmitted to device 210.
  • the electronic device 210 may estimate the user's exercise ability by analyzing sensor data received from the wearable device 100.
  • the electronic device 210 may communicate with the wearable device 100, remotely control the wearable device 100, or provide status information (eg, remaining battery capacity) of the wearable device 100 to the user.
  • the electronic device 210 may receive sensor data acquired by a sensor of the wearable device 100 from the wearable device 100 and determine the user's physical condition or exercise ability based on the received sensor data. .
  • the electronic device 210 may execute a program (e.g., an application) for controlling the wearable device 100, and the user may control the operation or setting values (e.g., of the wearable device 100) of the wearable device 100 through the program. : Talk intensity, audio size) can be adjusted.
  • the electronic device 210 may be of various types.
  • the electronic device 210 may include, but is not limited to, a portable communication device (eg, a smartphone), a computer device, a portable multimedia device, or a home appliance device.
  • the electronic device 210 may be connected to the server 230 using short-range wireless communication or cellular communication.
  • the server 230 receives user information (e.g., name, age, gender) and/or exercise ability information about the user using the wearable device 100 from the electronic device 210, and provides the received user information. and/or exercise ability information may be stored and managed.
  • the server 230 may provide the electronic device 210 with various exercise programs or exercise ability measurement programs that can be provided to the user by the wearable device 100.
  • the wearable device 100 and/or the electronic device 210 may be connected to another wearable device 220.
  • Other wearable devices 220 may be, for example, wireless earphones 222, smartwatches 224, or 226, but are not limited to the above-described devices.
  • the athletic ability information generated by the electronic device 210 and/or the status information of the wearable device 100 may be transmitted to another wearable device 220 and provided to the user through the other wearable device 220. You can.
  • the wearable device 100, the electronic device 210, and another wearable device 220 may be connected to each other through wireless communication (eg, Bluetooth communication).
  • the electronic device 210 may determine the user's exercise ability information based on sensor data acquired from the wearable device 100 and then transmit it to another wearable device 220.
  • the user may be provided with a guide for evaluating the user's exercise ability through the display module or sound output module of the other wearable device 220, and may be provided with information on the exercise ability determined by the electronic device 210.
  • FIG. 3 is a front view of a wearable device according to an embodiment
  • FIG. 4 is a side view of the wearable device according to an embodiment.
  • the wearable device 100 worn on the user's body includes a housing 80, waist support frames 20 and 25, drive modules 35 and 45, and leg support. It may include frames 50 and 55, thigh fasteners 1 and 2, and waist fasteners.
  • the waist fastener may include a belt 60 and an auxiliary belt 75. In one embodiment, at least one of these components (eg, the auxiliary belt 75) may be omitted or one or more other components may be added to the wearable device 100.
  • the interior of the housing 80 includes a control module (not shown) (e.g., control module 130 in FIG. 1, control module 510 in FIGS. 5A and 5B), and an inertial measurement device (not shown). (e.g., inertial measurement device 135 in Figure 1, inertial measurement device 522 in Figure 5b), communication module (not shown) (e.g., communication module 516 in Figures 5a and 5b), and battery (not shown) ) can be placed.
  • Housing 80 may protect the control module, inertial measurement device, communication module, and battery.
  • the housing 80 may be placed on the user's back or behind the waist, based on the state in which the wearable device 100 is worn on the user's body.
  • the control module may generate a control signal that controls the operation of the wearable device 100.
  • the control module may include a control circuit including a processor and memory for controlling the actuators 30 and 40 of the driving modules 35 and 45.
  • the control module may further include a power supply module (not shown) for supplying battery power to each component of the wearable device 100.
  • the wearable device 100 may include a sensor module (not shown) that acquires sensor data from one or more sensors (eg, sensor module 520 in FIG. 5A).
  • the sensor module can acquire sensor data that changes depending on the user's movement.
  • the sensor module may acquire sensor data including movement information of the user and/or movement information of components of the wearable device 100.
  • the sensor module may include, for example, an inertial measurement device for measuring the user's upper body movement value or the movement value of the waist support frame 20, 25 (e.g., the inertial measurement device 135 in FIG. 1, the inertial measurement device in FIG.
  • the sensor module may further include at least one of a position sensor, a temperature sensor, a biosignal sensor, or a proximity sensor.
  • the waist support frames 20 and 25 may support parts of the user's body when the wearable device 100 is worn on the user's body.
  • the waist support frames 20 and 25 may contact at least a portion of the user's outer surface.
  • the waist support frames 20 and 25 may be curved into a shape corresponding to a contact portion of the user's body.
  • the waist support frames 20 and 25 may, for example, be shaped to surround the outer surface of the user's waist (or pelvis) and support the user's waist or pelvis.
  • the waist support frames 20 and 25 may include a first waist support frame 25 supporting the right side of the user's waist and a second waist support frame 20 supporting the left side of the user's waist.
  • the lumbar support frames 20 and 25 may be connected to the housing 80.
  • the waist fastener is connected to the waist support frames 20 and 25, and can fix the waist support frames 20 and 25 to the user's waist.
  • the waist fastener may include, for example, a pair of belts 60 and an auxiliary belt 75.
  • the auxiliary belt 75 may be connected to any one of the pair of belts 60.
  • a pair of belts 60 may be connected to the lumbar support frames 20 and 25.
  • the pair of belts 60 can maintain a shape extending forward (+x direction) in the state before the user wears the wearable device 100, and when the user enters the pair of waist support frames 20. It may not hinder you from doing so.
  • the pair of belts 60 are deformed and can wrap around the user's front portion.
  • the waist support frames 20 and 25 and the pair of belts 60 may entirely surround the user's waist.
  • the auxiliary belt 75 may fix a pair of belts 60 to each other in a state where the pair of belts 60 overlap each other. For example, one of the pair of belts 60 may wrap the other belt together with the auxiliary belt 75.
  • the driving modules 35 and 45 may generate external force (or torque) applied to the user's body based on the control signal generated by the control module.
  • the drive modules 35 and 45 may generate an external force applied to the user's legs under the control of the control module.
  • the driving modules 35 and 45 include a first driving module 45 located in a position corresponding to the user's right hip joint position and a second driving module 35 located in a position corresponding to the user's left hip joint position. may include.
  • the first driving module 45 may include a first actuator 40 and a first joint member 43
  • the second driving module 35 may include a second actuator 30 and a second joint member 33. may include.
  • the first actuator 40 may provide power transmitted to the first joint member 43, and the second actuator 30 may provide power transmitted to the second joint member 33.
  • the first actuator 40 and the second actuator 30 may each include a motor that generates power (or torque) by receiving power from a battery. When powered and driven, the motor can provide force to assist the user's body movement (assistive force) or force to hinder body movement (resistive force).
  • the control module may adjust the intensity and direction of force generated by the motor by adjusting the voltage and/or current supplied to the motor.
  • the first joint member 43 and the second joint member 33 receive power from the first actuator 40 and the second actuator 30, respectively, and move the user's body based on the received power. External force can be applied to.
  • the first joint member 43 and the second joint member 33 may each be disposed at positions corresponding to the user's joints.
  • the first joint member 43 and the second joint member 33 may be disposed on one side of the waist support frames 25 and 20, respectively.
  • One side of the first joint member 43 may be connected to the first actuator 40, and the other side may be connected to the first leg support frame 55.
  • the first joint member 43 may be rotated by power received from the first actuator 40.
  • An encoder or Hall sensor capable of operating as an angle sensor for measuring the rotation angle of the first joint member 43 may be disposed on one side of the first joint member 43.
  • One side of the second joint member 33 may be connected to the second actuator 30, and the other side may be connected to the second leg support frame 50.
  • the second joint member 333 may be rotated by power received from the second actuator 30.
  • An encoder or Hall sensor capable of operating as an angle sensor for measuring the rotation angle of the second joint member 33 may also be disposed on one side of the second joint member 33.
  • the first actuator 40 may be disposed in a lateral direction of the first joint member 43
  • the second actuator 30 may be disposed in a lateral direction of the second joint member 33.
  • the rotation axis of the first actuator 40 and the rotation axis of the first joint member 43 may be arranged to be spaced apart from each other
  • the rotation axis of the second actuator 30 and the rotation axis of the second joint member 33 may also be arranged to be spaced apart from each other. It can be.
  • the present invention is not limited to this, and the actuators 30 and 40 and the joint members 33 and 43 may share a rotation axis.
  • each actuator 30 and 40 may be arranged to be spaced apart from the joint members 33 and 43.
  • the driving modules 35 and 45 may further include a power transmission module (not shown) that transmits power from the actuators 30 and 40 to the joint members 33 and 43.
  • the power transmission module may be a rotating body such as a gear, or a longitudinal member such as a wire, cable, string, spring, belt, or chain.
  • the scope of the embodiment is not limited by the positional relationship and power transmission structure between the actuators 30 and 40 and the joint members 33 and 43 described above.
  • the leg support frames 50 and 55 may support the user's legs (eg, thighs) when the wearable device 100 is worn on the user's legs.
  • the leg support frames 50 and 55 may transmit the power generated by the drive modules 35 and 45 to the user's thighs, and the power may act as an external force applied to the movement of the user's legs.
  • One end of the leg support frames (50, 55) is connected to the joint members (33, 43) and can be rotated, and the other end of the leg support frames (50, 55) is connected to the cover of the thigh fastening portions (1, 2) As connected to 11 and 21, the leg support frames 50 and 55 can support the user's thighs and transmit the power generated by the drive modules 35 and 45 to the user's thighs.
  • the leg support frames 50 and 55 may push or pull the user's thighs.
  • the leg support frames 50 and 55 may extend along the longitudinal direction of the user's thighs.
  • the leg support frames 50 and 55 may be bent to surround at least a portion of the user's thigh circumference.
  • the upper part of the leg support frames 50 and 55 may cover a portion of the user's body facing laterally (+y direction or -y direction), and the lower part of the leg support frames 50 and 55 may cover the user's body. It can cover the part of the body that faces forward (+x direction).
  • the leg support frames 50 and 55 may include a first leg support frame 55 for supporting the user's right leg and a second leg support frame 50 for supporting the user's left leg.
  • the thigh fastening units 1 and 2 are connected to the leg support frames 50 and 55, and can fix the leg support frames 50 and 55 to the thighs.
  • the thigh fastening units 1 and 2 are for fixing the first leg support frame 55 to the user's right thigh and the second leg support frame 50 to the user's left thigh. It may include a second thigh fastening part (1) for doing so.
  • the first thigh fastening part 2 may include a first cover 21, a first fastening frame 22, and a first strap 23, and the second thigh fastening part 1 may include a second cover 11. ), a second fastening frame 12, and a second strap 13.
  • the covers 11 and 21 may apply torque generated by the drive modules 35 and 45 to the user's thigh.
  • the covers 11 and 21 are placed on one side of the user's thigh and can push or pull the user's thigh.
  • Covers 11 and 21 may be placed on the front of the user's thighs, for example.
  • the covers 11 and 21 may be arranged along the circumferential direction of the user's thigh.
  • the covers 11 and 21 may extend to both sides around the other ends of the leg support frames 50 and 55, and may include curved surfaces corresponding to the user's thighs.
  • One end of the cover (11, 21) may be connected to the fastening frame (12, 22), and the other end may be connected to the strap (13, 23).
  • one end of the fastening frames 12 and 22 may be connected to one side of the covers 11 and 21, and the other end may be connected to the straps 13 and 23.
  • the fastening frames 12 and 22 are, for example, arranged to surround at least a portion of the user's thighs, thereby preventing the user's thighs from being separated from the leg support frames 50 and 55.
  • the first fastening frame 22 has a fastening structure connecting the first cover 21 and the first strap 23, and the second fastening frame 12 has a fastening structure between the second cover 11 and the second strap 13. It may have a fastening structure that connects them.
  • the straps 13 and 23 may surround the remaining portion of the user's thigh that is not covered by the covers 11 and 21 and the fastening frames 12 and 22, and may include an elastic material (e.g., a band). You can.
  • wearable device 100 may support the user's proximal and distal portions, respectively, to assist relative movement between the proximal and distal portions.
  • components worn on the user's proximal portion may be referred to as a 'proximal wearing portion'
  • components worn on a distal portion may be referred to as a 'distal wearing portion'.
  • the housing 80, the waist support frames 20 and 25, the pair of belts 60, and the auxiliary belt 70 may correspond to the proximal wearing portion
  • the thigh fastening portions 1 and 2 may correspond to the distal wearing portion.
  • the proximal wearable portion may be worn on the user's waist or pelvis, and the distal wearable portion may be worn on the user's thighs or calves.
  • the positions at which the proximal wearing part and the distal wearing part are worn are not limited thereto.
  • the proximal wearable portion may be worn on the user's torso or shoulder, and the distal wearable portion may be worn on the user's upper or lower arm.
  • FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating the configuration of a control system for a wearable device according to an embodiment.
  • a wearable device (eg, wearable device 100) may be controlled by the control system 500.
  • the control system 500 may include a control module 510, a communication module 516, a sensor module 520, a driving module 530, an input module 540, and an audio output module 550.
  • the driving module 530 may include a motor 534 capable of generating power (eg, torque) and a motor driver circuit 532 for driving the motor 534.
  • the sensor module 520 may include at least one sensor.
  • the sensor module 520 may include sensor data including movement information of the user or movement information of the wearable device.
  • the sensor module 520 may transmit the acquired sensor data to the control module 510.
  • a drive module 530 including one motor driver circuit 532 and one motor 534 is shown, but this is only an example.
  • the control system 500-1 includes a plurality of motor driver circuits 532 and 532-1 and motors 534 and 534-1 (e.g., two). or more).
  • the driving module 530 including the motor driver circuit 532 and the motor 534 may correspond to the first driving module 45 in FIG. 3, and the motor driver circuit 532-1 and the motor 534-1
  • the driving module 530-1 including may correspond to the second driving module 35 of FIG. 3.
  • the description of each of the motor driver circuit 532 and motor 534 described below may also be applied to the motor driver circuit 532-1 and motor 534-1 shown in FIG. 5B.
  • the sensor module 520 of FIG. 5A may include an inertial measurement device 522 and an angle sensor (e.g., a first angle sensor 520 and a second angle sensor 520-1) as shown in FIG. 5B. there is.
  • the inertial measurement device 522 can measure the user's upper body movement value.
  • the inertial measurement device 522 may sense the acceleration of the X-axis, Y-axis, and Z-axis and the angular velocity of the X-axis, Y-axis, and Z-axis according to the user's movement.
  • the angle sensor can measure the hip joint angle value according to the user's leg movement.
  • Sensor data that can be measured by the angle sensor may include, for example, a hip joint angle value of the right leg, a hip joint angle value of the left leg, and information about the direction of movement of the leg.
  • the first angle sensor 520 of FIG. 5B may obtain the hip joint angle value of the user's right leg
  • the second angle sensor 520-1 may obtain the hip joint angle value of the user's left leg.
  • Each of the first angle sensor 520 and the second angle sensor 520-1 may include, for example, an encoder and/or a Hall sensor.
  • the angle sensor can obtain movement values of the leg support frame of the wearable device. For example, the first angle sensor 520 acquires the movement value of the first leg support frame 55, and the second angle sensor 520-1 acquires the movement value of the second leg support frame 50. can do.
  • the sensor module 520 may acquire sensor data for estimating the user's walking index.
  • sensor data may include walking movement information about the user's movement while walking while wearing a wearable device.
  • the wearable device may transmit sensor data containing the user's walking movement information to an electronic device (eg, the electronic device 210 of FIG. 2) linked to the wearable device under the control of the processor 512.
  • the electronic device may estimate the user's walking index based on walking movement information.
  • the sensor module 520 includes a position sensor for acquiring the position value of the wearable device, a proximity sensor for detecting the proximity of an object, a biosignal sensor for detecting the user's biosignal, and a sensor for measuring the surrounding temperature. It may further include a temperature sensor, etc.
  • the input module 540 may receive commands or data to be used in a component of the wearable device (e.g., the processor 512) from outside the wearable device (e.g., a user).
  • Input module 540 may include, for example, keys (e.g., buttons) or a touch screen.
  • the sound output module 550 can output sound signals to the outside of the wearable device.
  • the sound output module 550 may include a speaker that plays guide sound signals (e.g., drive start sound, operation error notification sound), music content, or guide voice.
  • the sound output module 550 may, under the control of the processor 512, output a guide for measuring the user's exercise ability and/or information on the user's exercise ability to the outside of the wearable device.
  • control system 500 may further include a battery (not shown) to supply power to each component of the wearable device.
  • a wearable device can convert battery power to suit the operating voltage of each component of the wearable device and supply it to each component.
  • the driving module 530 may generate an external force applied to the user's legs under the control of the control module 510.
  • the drive module 530 is located at a location corresponding to the user's hip joint position and may generate torque applied to the user's legs based on the control signal generated by the control module 510.
  • the control module 510 may transmit a control signal to the motor driver circuit 532, and the motor driver circuit 532 generates a current signal (or voltage signal) corresponding to the control signal and supplies it to the motor 534, thereby driving the motor.
  • the operation of (534) can be controlled. Depending on the control signal, the current signal may not be supplied to the motor 534.
  • the motor 534 When the motor 534 is driven by supplying a current signal to the motor 534, it may generate a force that assists the movement of the user's legs or a torque that hinders the movement of the user's legs.
  • the driving module 530 may change the amount of resistance applied to the user under the control of the processor 512.
  • the processor 512 may increase the intensity of the resistance force when a preset time is reached or when the exercise section is changed in the exercise program performed by the user.
  • the wearable device may receive a control signal from an electronic device that works with the wearable device through the communication module 516 to control the driving module to change the strength of the resistance.
  • the control module 510 controls the overall operation of the wearable device and can generate control signals to control each component (eg, driving module 530).
  • Control module 510 may include a processor 512 and memory 514.
  • Processor 512 may control at least one other component (e.g., hardware or software component) of a wearable device connected to processor 512, for example by executing software, and may perform various data processing or operations. You can.
  • processor 512 stores instructions or data received from another component (e.g., communication module 516) in memory 514; Commands or data stored in the memory 514 are processed, and the resulting data after processing can be stored in the memory 514.
  • the processor 512 is a main processor (e.g., a central processing unit or an application processor) or an auxiliary processor that can operate independently or together (e.g., a graphics processing unit, a neural processing unit (NPU)). , an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor).
  • the auxiliary processor may be implemented separately from the main processor or as part of it.
  • Memory 514 may store various data used by at least one component of control module 510 (eg, processor 512). Data may include, for example, input data or output data for software, sensor data, and instructions related thereto. Memory 514 may include volatile memory or non-volatile memory (eg, RAM, DRAM, SRAM).
  • the communication module 516 provides direct (e.g., wired) communication between the control module 510 and other components of the wearable device or an external electronic device (e.g., the electronic device 210 of FIG. 2 or the second wearable device 220). It can support the establishment of a communication channel or wireless communication channel and the performance of communication through the established communication channel. For example, the communication module 516 may transmit sensor data acquired by the sensor module 520 to an external electronic device (e.g., the electronic device 210 of FIG. 2) and receive a control signal from the electronic device. there is. According to one embodiment, communication module 516 operates independently of processor 512 and may include one or more communication processors that support direct (e.g., wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 516 may receive a control signal from an electronic device for measuring exercise ability according to a user's input.
  • the communication module 516 under the control of the processor 512, transmits sensor data containing the user's movement information acquired through the sensor module 520 to the electronic device, so that the electronic device determines the user's exercise ability based on the sensor data. Information can be evaluated.
  • the communication module 516 may include a wireless communication module (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) and/or a wired communication module.
  • the corresponding communication module is, for example, a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi (wireless fidelity), ANT, or IrDA (infrared data association), or a legacy cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or
  • the wearable device may communicate with other components and/or external electronic devices through a telecommunications network, such as a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a computer network e.g., LAN or WAN
  • a wearable device includes a drive module 530 that generates torque applied to the user's body, supports the user's body when the wearable device is worn on the user's body, and generates torque generated by the drive module 530.
  • a support frame for transmitting torque to the user's body, a sensor module 520 for acquiring sensor data including movement information of the wearable device, and a control module 510 for controlling the driving module 530 based on the sensor data. It can be included.
  • the support frame includes, for example, a first leg support frame (e.g., first leg support frame 55) for supporting the user's right leg, and a second leg support frame (e.g., first leg support frame 55) for supporting the user's left leg.
  • the support frame may further include a waist support frame (eg, waist support frames 20 and 25) for supporting the user's waist.
  • the sensor module 520 may include, for example, an inertial measurement device (e.g., inertial measurement device 522) for acquiring movement values of the waist support frame of the wearable device and an angle for acquiring movement values of the leg support frame of the wearable device. It may include a sensor (eg, a first angle sensor 520 and a second angle sensor 520-1).
  • the movement value of the waist support frame may correspond to the user's upper body movement value
  • the movement value of the leg support frame may correspond to the user's leg movement value.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating interaction between a wearable device and an electronic device according to an embodiment.
  • the wearable device 100 can communicate with the electronic device 210.
  • the electronic device 210 may be a user terminal of a user using the wearable device 100 or a dedicated controller for the wearable device 100.
  • the wearable device 100 and the electronic device 210 may be connected using short-range wireless communication (eg, Bluetooth communication).
  • the electronic device 210 may execute an application to check the status of the wearable device 100 or control the wearable device 100, and display 212 of the electronic device 210 by executing the application. ) may display a user interface (UI) screen for controlling the operation of the wearable device 100 or measuring the user's exercise ability.
  • UI user interface
  • the user sends a command to control the operation of the wearable device 100 (e.g., to a walking assistance mode, an exercise assistance mode, or an exercise ability measurement mode) through the UI screen on the display 212 of the electronic device 210. You can input an execution command or change the settings of the wearable device 100.
  • the electronic device 210 may generate a control command (or control signal) corresponding to an operation control command or setting change command input by the user, and transmit the generated control command to the wearable device 100.
  • the wearable device 100 may operate according to received control commands and may transmit control results and/or measured data (eg, sensor data) to the electronic device 210 .
  • the electronic device 210 displays control results and/or result information derived by analyzing data from the wearable device 100 (e.g., walking ability information, exercise posture information, exercise ability information, physical ability information) on the display 212. It can be provided to users through
  • the electronic device 210 may transmit a control command for acquiring sensor data to a wearable device in response to a user input for measuring the user's exercise ability, and the wearable device may transmit a control command for acquiring sensor data in response to a control command of the electronic device.
  • Sensor data including movement information may be transmitted to the electronic device 210.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the configuration of an electronic device according to an embodiment.
  • the electronic device 210 may include a processor 710, a memory 720, a communication module 730, a display module 740, an audio output module 750, and an input module 760. You can. In some embodiments, one or more other components (e.g., input module, sensor module, battery) may be added to electronic device 210.
  • the electronic device 210 may be linked to a wearable device worn on the user's body (eg, the wearable device 100 of FIG. 1).
  • the processor 710 may control at least one other component (eg, hardware or software component) of the electronic device 210 connected to the processor 710 and may perform various data processing or calculations. According to one embodiment, as at least part of data processing or computation, the processor 710 stores commands or data received from another component (e.g., the communication module 730) in the memory 720, and the memory 720 ) can be processed, and the resulting data can be stored in the memory 720.
  • another component e.g., the communication module 730
  • the processor 710 is a main processor (e.g., central processing unit or application processor) or an auxiliary processor (e.g., graphics processing unit, neural processing unit (NPU)) that can operate independently or together. , an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor).
  • main processor e.g., central processing unit or application processor
  • auxiliary processor e.g., graphics processing unit, neural processing unit (NPU)
  • NPU neural processing unit
  • the memory 720 may store various data used by at least one component (eg, the processor 710 or the communication module 730) of the electronic device 210. Data may include, for example, input data or output data for a program (eg, application) and instructions related thereto. Memory 720 may include at least one instruction executable by processor 710. Memory 720 may include volatile memory or non-volatile memory.
  • the communication module 730 is a direct (e.g., wired) communication channel or wireless communication channel between the electronic device 210 and another electronic device (e.g., wearable device 100, other wearable device 220, server 230). It can support establishment and communication through established communication channels.
  • Communication module 730 operates independently of processor 710 (e.g., an application processor) and may include one or more communication processors that support direct (e.g., wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 290 is a wireless communication module that performs wireless communication (e.g., a Bluetooth communication module, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module. It may include a module (e.g., a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module).
  • wireless communication e.g., a Bluetooth communication module, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • the corresponding communication module is a first communication network (e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second communication network (e.g., a legacy cellular network, They can communicate with other electronic devices through telecommunication networks such as 5G networks, next-generation communications networks, the Internet, or computer networks (e.g., LANs or WANs).
  • the communication module 730 transmits a control command to the wearable device 100, and receives sensor data including movement information of the user wearing the wearable device 100 and status data of the wearable device 100 from the wearable device. , or at least one of control result data corresponding to the control command may be received.
  • the electronic device 210 may transmit a control signal activating the exercise ability evaluation mode to the wearable device 100 through the communication module 730 in response to a user input for measuring exercise ability information.
  • the exercise ability information may include information about at least one of the user's flexibility, flexibility symmetry, strength, strength symmetry, core stability, or cardiorespiratory endurance.
  • the wearable device 100 may obtain sensor data from the sensor module in response to a control signal from the electronic device 210.
  • the sensor data may include a user's body movement value obtained from an inertial measurement device included in the wearable device 100, or movement information about the user's movement while exercising or walking while wearing the wearable device 100. there is.
  • the wearable device 100 may transmit the acquired sensor data to the electronic device 210.
  • the processor 710 evaluates the user's exercise posture with respect to the reference exercise posture defined in one or more exercise programs presented to the user, based on sensor data acquired from the wearable device 100, and determines the user's exercise posture based on the results of the evaluation. Motor ability information can be determined.
  • the one or more exercise programs may be an exercise program that repeats a hands-knees-chest pull motion or a knee-up motion multiple times. At this time, a hand-knee chest pulling action or a knee-up action may be the standard exercise posture defined in the exercise program.
  • the reference exercise posture may include multiple posture items.
  • the processor 710 may determine an evaluation result for each of the plurality of posture items based on sensor data acquired from the wearable device 100 and evaluation criteria defined for each of the plurality of posture items.
  • the plurality of posture items may include at least one of the number of movements, movement speed, hip joint angle, or body stability during exercise.
  • the processor 710 may evaluate the user's body stability based on the user's body movement value included in the sensor data. The method by which the electronic device 210 evaluates each of the plurality of posture items will be described in detail with reference to FIGS. 10 and 11 .
  • the processor 710 may estimate the user's walking index based on the user's walking movement information included in sensor data obtained from the wearable device 100. For example, the processor 710 estimates a walking index including at least one of the user's walking symmetry, walking stride length, walking speed, short physical performance battery (SPPB) test score, or timed up and go (TUG) test score. can do.
  • a walking index including at least one of the user's walking symmetry, walking stride length, walking speed, short physical performance battery (SPPB) test score, or timed up and go (TUG) test score. can do.
  • SPPB physical performance battery
  • TMG timed up and go
  • the display module 740 may visually provide information to the outside of the electronic device 210 (eg, a user).
  • the display module 740 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector, and a control circuit for controlling the device.
  • the display module 740 may include a touch sensor configured to detect a touch, or a pressure sensor configured to measure the intensity of force generated by the touch.
  • the electronic device 210 may output a user interface screen for guiding exercise ability measurement through the display module 740, and after exercise ability measurement is completed, exercise ability measurement information may be output. .
  • the sound output module 750 may output sound signals to the outside of the electronic device 210.
  • the sound output module 750 may include a speaker that plays a guide sound signal (e.g., drive start sound, operation error notification sound), music content, or a guide voice based on the state of the wearable device 100. For example, if it is determined that the wearable device 100 is not worn correctly on the user's body, the sound output module 750 may inform the user of abnormal wearing or output a guide voice to encourage normal wearing.
  • the electronic device 210 may output a guide indicating the start, process, or end of exercise ability measurement as an audio signal through the audio output module 750.
  • the input module 760 may receive instructions or data to be used in a component of the electronic device 210 (e.g., the processor 710) from outside the electronic device 210 (e.g., a user).
  • Input module 760 may include, for example, keys (e.g., buttons) or a touch screen.
  • the user may input user input to measure exercise ability information through the input module 760.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a method of operating an electronic device for determining exercise ability information of a user according to an embodiment.
  • at least one of the operations in FIG. 8 may be performed simultaneously or in parallel with other operations, and the order between the operations may be changed. Additionally, at least one of the operations may be omitted, and another operation may be additionally performed.
  • the electronic device 210 may be linked to the wearable device 100 worn on the user's body.
  • the electronic device 210 may transmit a control command or control signal to the wearable device 100 through a communication module, and the wearable device 100 may electronically transmit control results or measured data (e.g., sensor data) through the communication module. It can be transmitted to device 210.
  • the electronic device 210 may receive a user input for measuring the user's exercise ability information.
  • the electronic device 210 may include an input module such as a key (e.g., button) or a touch screen, and the user may perform a motor ability information measurement test to be performed on an application running on the electronic device 210 through the input module. You can enter it.
  • the electronic device 210 may transmit a control signal for measuring exercise ability information to the wearable device 100.
  • the wearable device 100 may receive a control signal for measuring exercise ability information from the electronic device 210.
  • the wearable device 100 may receive information from the electronic device 210 about the type of exercise ability measurement test to be performed and the evaluation factors set by the user for the exercise ability measurement test.
  • the wearable device 100 may obtain sensor data from a sensor module in response to transmission of a control signal.
  • the sensor data may include exercise information about movements performed by the user according to one or more exercise programs presented to the user when the wearable device 100 operates in an exercise ability evaluation mode.
  • the sensor data may include a user's body movement value obtained from an inertial measurement device included in the wearable device 100, and gait information about the user's movement while walking while wearing the wearable device 100. May include movement information.
  • the wearable device 100 may change the intensity of resistance applied to the user based on the acquired sensor data. For example, when a defined condition is satisfied while the user operates according to an exercise ability evaluation mode, the processor included in the wearable device 100 may control the driving module to change the strength of the resistance force applied to the user. there is. In one embodiment, the wearable device 100 may receive a control signal according to a user input from the electronic device 210 through a communication module and control the driving module to change the intensity of resistance. However, operation 825 may be omitted depending on the embodiment.
  • the wearable device 100 transmits the obtained sensor data to the electronic device 210 so that the electronic device 210 evaluates the user's athletic ability based on the sensor data and determines the user's athletic ability information. Can be transmitted.
  • the electronic device 210 may obtain sensor data including the user's movement information for evaluating the user's exercise ability from the wearable device 100.
  • the electronic device 210 may determine the user's athletic ability information based on sensor data.
  • the electronic device 210 may include exercise information about movements performed by the user according to one or more programs presented to the user, the user's body movement values obtained from an inertial measurement device, or the user's gait included in the sensor data.
  • the user's motor ability information may be determined based on at least one of the walking movement information regarding the movement when walking.
  • the electronic device 210 may evaluate the user's exercise posture with respect to the reference exercise posture defined by the user in one or more programs, based on sensor data.
  • the electronic device 210 may determine exercise ability information based on the results of the evaluation.
  • the reference exercise posture may include a plurality of posture items.
  • the plurality of posture items may include at least one of the number of movements, movement speed, hip joint angle, or body stability during exercise.
  • the electronic device 210 may provide an evaluation result for each of a plurality of posture items based on an evaluation criterion defined for each of the plurality of posture items based on sensor data acquired from the wearable device 100. can be decided. For example, while the user is performing one or more exercise programs, the wearable device 100 may provide movement information about the user's movement acquired through a sensor module to the electronic device 210, and the electronic device 210 ) may calculate the number of movements, movement speed, hip joint angle, or body stability during movement of the user while the user is performing an exercise program based on sensor data. The electronic device 210 may evaluate each of the plurality of posture items by comparing each of the calculated number of movements, movement speed, hip joint angle, and body stability during movement with an evaluation standard value defined for each of the plurality of posture items. there is.
  • the electronic device 210 may estimate the user's walking index based on walking movement information included in sensor data.
  • the walking movement information about the movement when the user walks is information about the acceleration and/or angular velocity of the user's movement obtained from the inertial measurement device included in the wearable device 100, or included in the wearable device 100. It may include information about the user's hip joint angle obtained from the angle sensor.
  • the electronic device 210 determines the user's walking symmetry, walking variability, walking stride length, walking speed, walking health age, short physical performance battery (SPPB) test score, and timed up and go (TUG).
  • SPPB physical performance battery
  • TAG timed up and go
  • the electronic device 210 may transmit the user's athletic ability information to another wearable device.
  • Other wearable devices include, for example, wireless earphones (e.g., wireless earphones 222 in FIG. 2), smartwatches (e.g., smartwatch 224 in FIG. 2), or smartglasses (e.g., smartglasses in FIG. 2). (226)), but is not limited to the above-described devices.
  • operation 845 may be omitted depending on the embodiment.
  • the electronic device 210 may output the user's exercise ability information through the display module.
  • the display module may output a user interface screen for guiding the measurement of the user's exercise ability and output information on the user's exercise ability.
  • FIG. 9 is a diagram provided to explain interaction between an electronic device and a wearable device and another wearable device, according to an embodiment.
  • the user 110 can wear the wearable device 100 and the smart watch 224.
  • the smartwatch 224 shown in FIG. 10 may be replaced with another wearable device (e.g., smart glasses, wireless earphones, etc.), but is not limited thereto.
  • the wearable device 100 worn by the user may be the wearable device 100 described with reference to FIG. 1 .
  • the wearable device 100, the smartwatch 224, and the electronic device 210 may each include a communication module, and each of the communication modules may include a wireless communication module and/or a wired communication module with each other.
  • each communication module may support a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi), ANT, or infrared data association (IrDA), or a legacy cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g. : They can communicate with each other through a long-distance communication network such as LAN or WAN.
  • a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi), ANT, or infrared data association (IrDA), or a legacy cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g. : They can communicate with each other through a long-distance communication network such as LAN or WAN.
  • the user 110 may input user input to measure the user's exercise ability through the wearable device 100 or the smartwatch 224.
  • the user 210 may command the wearable device 100 to enter the exercise ability measurement mode by providing a user input to the electronic device 210.
  • the electronic device 210 may output a guide indicating the start of exercise ability measurement through a display module or an audio output module in response to a user input, and transmit a control signal to activate the exercise ability evaluation mode to the wearable device 100. You can. Additionally, the electronic device 210 may transmit a control signal to the smartwatch 224, thereby outputting a guide informing of exercise ability measurement on the display module of the smartwatch 224.
  • the smartwatch 224 may include a sensor module that senses the user's heartbeat.
  • the smartwatch 224 can obtain heart rate data of the user 110 by sensing the heart rate of the user 110 in real time.
  • the smartwatch 224 may transmit the acquired heart rate data of the user 110 to the electronic device 210 through a communication module.
  • the electronic device 210 may obtain heart rate data of the user 110 from the smart watch 224 and provide the user 110 with the health status of the user 110 in real time based on the heart rate data.
  • the user 110 may set a target heart rate (THR) to enjoy maximum exercise effect.
  • the maximum heart rate (HRmax) and resting heart rate (Resting HR) of the user 110 can be estimated through the biometric sensor provided in the smartwatch 224.
  • the smartwatch 224 or the electronic device 210 may calculate a heart rate reserve (HRR) based on the maximum heart rate and resting heart rate, and may calculate a target heart rate based on the heart rate reserve.
  • HRR heart rate reserve
  • the user 110 When the user 110 performs one or more exercise programs to measure exercise ability, the user 110 measures the heart rate of the user 110 in real time using the smart watch 224 or sets a target heart rate and performs the exercise program, It is possible to evaluate exercise ability more accurately.
  • user 110 may use smartwatch 224 to measure cardiorespiratory endurance. For example, immediately after the exercise program ends, the electronic device 210 may notify the smartwatch 224 and/or the wearable device 100 of the end of the exercise program through a control signal, and the smartwatch 224 may perform the exercise program. Heart rate data obtained by sensing the maximum heart rate immediately after the end of the program and the heart rate one minute after the end of the exercise program may be provided to the electronic device 210. The electronic device 210 can calculate the recovery heart rate (Recovery HR) of the user 110 based on the heart rate data acquired from the smartwatch 224, and evaluate the cardiopulmonary endurance of the user 110 based on the recovery heart rate. there is.
  • Recovery HR recovery heart rate
  • the electronic device 210 when the user 110 is not wearing another wearable device, such as a smartwatch 224, that can measure the heart rate of the user 110 in real time, the electronic device 210 The cardiopulmonary endurance of the user 110 can be estimated based on the rating of perceived exertion (RPE) selected after exercise.
  • RPE perceived exertion
  • the user 110 can evaluate the level of difficulty the user 110 subjectively feels immediately after the end of the exercise program and one minute after the end of the exercise program. For example, when the exercise is not difficult at all, the user 110 may evaluate it as No exertion at all, when it is somewhat difficult, it can be evaluated as Somewhat hard, and when it is extremely difficult, the user 110 can evaluate it as Maximal exertion.
  • Different Borg scales may be assigned depending on the level of difficulty evaluated by the user 110, and the heart rate for the user's 110 exercise performance may be estimated based on the Borg scale.
  • one of the Borg scales from 0 to 10 may be assigned, and the estimated heart rate of the user 110 may be estimated according to the assigned Borg scale.
  • the electronic device 210 may estimate the cardiopulmonary endurance of the user 110 based on the estimated heart rate.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a process for determining exercise ability information of a user when the user wears a wearable device and performs the exercise of pulling the chest with both hands and knees, according to an embodiment.
  • the user 110 may wear the wearable device 100 and perform the exercise presented in the first exercise program.
  • the electronic device may work with the wearable device 100 to estimate the exercise ability of the user 110 based on sensor data acquired during the user's 110 exercise process.
  • the first exercise program may be an exercise program that repeats the standing knee to chest action multiple times.
  • the reference exercise posture defined in the first exercise program may be the second posture 1020.
  • the user 110 may alternately pull the user's left knee and right knee to the chest and maintain the pull for a certain period of time.
  • the type of exercise performed in the first exercise program may vary depending on the embodiment.
  • the user 110 may perform the first posture 1010, which is an alert posture.
  • the first posture 1010 which is an alert posture.
  • the second posture (1020) can be performed by pulling the chest with both hands and knees.
  • the user 110 may receive guidance from the electronic device to maintain the second posture 1020 for a certain period of time.
  • the wearable device 100 may acquire sensor data including movement information of the user 110 through a sensor module while the user 110 performs the first exercise program.
  • the sensor module may include an angle sensor 125 and an inertial measurement device 135, where the angle sensor 125 may measure the hip joint angle value of the user 110, and the inertial measurement device 135 ) can measure the upper body movement value of the user 110.
  • the inertial measurement device 135 can sense the acceleration and angular velocity of the X-axis, Y-axis, and Z-axis according to the user's movement.
  • the user 110 may perform a first exercise program to evaluate the user's 110 flexibility and/or flexibility symmetry among the exercise ability information.
  • the reference exercise posture defined in the first exercise program may include at least one of the number of movements, movement speed, hip joint angle, or body stability during exercise.
  • the electronic device 210 attempts an exercise regardless of whether the user's posture is correct, based on the user's hip joint angle value acquired through an angle sensor (e.g., encoder and/or Hall sensor) included in the wearable device 100. By determining that there was a , the number of operations can be counted. Referring to reference number 1030, when the user 110 performs an exercise in the first exercise program, the wearable device 100 may measure the hip joint angle value ⁇ of the user 110.
  • an angle sensor e.g., encoder and/or Hall sensor
  • the electronic device It can be counted that the user 110 performed the hands, knees, chest pulling exercise once.
  • the electronic device 210 may evaluate the movement speed for each exercise to determine whether the user performs the exercise at an appropriate speed. For example, one of (1) fast speed, (2) normal speed, and (3) slow speed can be set for each exercise, and the user selects any one of the three speeds when exercising. You can exercise by doing this. For each speed, the execution time for one standard operation can be set. When exercising after the user selects the speed, the evaluation of the user's movement speed can be better as the time required for the user to perform the movement is closer to the time required for one movement, which is the standard for the speed selected by the user.
  • the electronic device 210 may evaluate the user's hip joint angle to determine whether the user performs the exercise with an appropriate range of motion or an appropriate stride length. Referring to reference numeral 1030, when the user 110 performs a hand-knee chest pulling operation, the wearable device 100 may measure the hip joint angle value of the user 110.
  • a hip joint angle reference value that serves as an evaluation standard for the user's hip joint angle in a two-hand, knee, chest pulling operation may be defined.
  • the electronic device 210 calculates the maximum value among the hip joint angle values of the user 110 measured by the angle sensor 125 and the two hip joint angle values of the user 110. It can be judged by the hip joint angle value during one hand-knee-chest pulling movement.
  • the electronic device can evaluate the hip joint angle of the user 110 by comparing the hip joint angle value during one movement of the user 110 with the hip joint angle reference value, and the hip joint angle value during one movement of the user is the hip joint angle. The closer it is to the reference value, the better the evaluation of the user's hip joint angle can be.
  • body stability during exercise may include front-to-back stability, side-to-side stability, and rotational stability.
  • the inertial measurement device 135 of the wearable device 100 may measure acceleration and angular velocity on the X-axis, Y-axis, and Z-axis according to the user's movement.
  • the wearable device 100 may transmit sensor data containing movement information of the user 110 to an electronic device in response to a user input for measuring the exercise ability of the user 110.
  • the electronic device may evaluate the body stability of the user 110 during exercise based on information about acceleration and angular velocity according to the movement of the user 110 included in the sensor data.
  • the electronic device may evaluate the front-to-back stability of the user 110 when the user 110 performs an exercise in the first exercise program.
  • a front-back tilt reference value that serves as an evaluation standard for the front-back stability of the user 110 in a two-hand, knee, chest pulling operation may be defined.
  • the inertial measurement device 135 may measure the inclination value of the user 110's pelvis tilting forward or backward relative to the ground when the user 110 pulls the chest with both hands and knees.
  • the electronic device calculates the maximum value among the front-to-back slope values measured by the inertial measurement device 135 when the user 110 performs a chest pulling motion with both hands and knees. It can be judged by the front and rear stability values during operation.
  • the electronic device may evaluate the front-to-back stability of the user 110 by comparing the front-to-back stability value during one movement of the user 110 with the front-to-back inclination reference value. The closer the front-to-back stability value of a user's one-time movement is to the front-to-back slope reference value, the better the evaluation of the user's front-to-back stability can be.
  • the electronic device may evaluate the left and right stability of the user 110 when the user 110 performs an exercise in the first exercise program.
  • a left and right tilt reference value that serves as an evaluation standard for the left and right stability of the user 110 in a two-hand, knee, chest pulling operation may be defined.
  • the inertial measurement device 135 can measure the inclination value of the user's pelvis tilting to the right or left relative to the ground when the user 110 pulls the chest with both hands and knees.
  • the electronic device calculates the maximum value among the left and right tilt values measured by the inertial measurement device 135 and the user 110 performs a chest pulling operation with both hands and knees once.
  • the electronic device may evaluate the left and right stability of the user 110 by comparing the left and right stability values during one operation of the user 110 with the left and right tilt reference values. The closer the left and right stability value of a user's single movement is to the left and right slope reference value, the better the evaluation of the user's left and right stability can be.
  • the electronic device may evaluate the rotational stability of the user 110 when the user 110 performs an exercise in the first exercise program.
  • a rotation reference value that serves as an evaluation standard for the user's rotation stability in the two-hand-knee-chest pulling operation may be defined.
  • the inertial measurement device 135 may measure the rotation value of the pelvis of the user 110 when the user 110 pulls the chest with both hands and knees.
  • the electronic device calculates the maximum value among the rotation values measured by the inertial measurement device 135 when the user 110 performs the chest pulling movement with both hands and knees once. It can be judged by the rotation value.
  • the electronic device may evaluate the rotational stability of the user 110 by comparing the rotation value during one operation of the user 110 with the rotation reference value. The closer the front-to-back stability value of a user's one-time movement is to the front-to-back slope reference value, the better the evaluation of the user's front-to-back stability can be.
  • a reference value that serves as an evaluation standard may be defined for each of a plurality of posture items to be evaluated while the user 110 performs a two-hand, knee-chest pulling motion in an exercise program.
  • the plurality of posture items may include, but are not limited to, for example, movement speed, hip joint angle, front-to-back stability, side-to-side stability, and rotational stability.
  • the reference value of normal speed may be defined as 6 seconds, and the user 110 performs one movement. The closer the time taken is to 6 seconds, the closer the evaluation of operation speed may be to "good".
  • the evaluation standard value for each of the plurality of posture items may vary depending on the settings of the user 110.
  • the electronic device 210 may evaluate, for example, flexibility and flexibility symmetry based on sensor data acquired from the wearable device 100 while the user 110 performs a two-hand, knee-chest pull motion in an exercise program. .
  • the electronic device 210 calculates the maximum values of the hip joint angles of the right leg and left leg of the user 110 while the user 110 performs a two-hand, knee-chest pulling operation, and then performs a plurality of operations. Flexibility can be evaluated based on the average value of the maximum hip joint angle in each case. The higher the average value of the maximum hip joint angle, the better the flexibility can be evaluated.
  • the electronic device 210 calculates the maximum values of the hip joint angles of the right leg and left leg of the user 110 while the user 110 performs a two-hand-knee chest pulling operation, and then calculates the maximum values of the hip joint angles of the right leg and the left leg. Flexibility symmetry can be evaluated by calculating the difference between the maximum value of the hip joint angle of and the maximum value of the hip joint angle of the left leg.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a process for determining exercise ability information of a user when the user wears a wearable device and performs a knee-up exercise according to an embodiment.
  • the user 110 may wear the wearable device 100 and perform a knee-up exercise.
  • the electronic device 210 may work with the wearable device 100 to estimate the exercise ability of the user 110 based on sensor data acquired during the user's knee-up exercise.
  • the knee-up exercise may be an exercise performed alternately between a first posture (1110) with the legs in a standing posture and a second posture (1120) with one leg raised.
  • the reference exercise posture that is the subject of evaluation of exercise ability may be the second posture (1120).
  • the user 110 may initially lift the right knee of the user 110 and keep the left foot on the floor as in the first posture 1110 to perform the movements of the knee-up exercise. . Afterwards, the user 110 can lift the right knee toward the chest as in the second posture 1120, then lower it back to the floor as in the action 1110, and then lift the right knee and fix the left foot on the floor. there is. The user 110 can alternately lift the left knee and the right knee.
  • the type of exercise performed in the second exercise program may vary depending on the embodiment.
  • the user 110 may perform the first posture 1110, which is an alert posture, before performing the second exercise program.
  • the user 110 may maintain the first posture 1110 and then perform a knee-up movement, which is the second posture 1120.
  • the user 110 can return to the first posture 1110, which is the standing posture, and return to the second posture (1110) with the leg opposite to the leg performed in the previous second posture 1120. 1120) can be performed.
  • the user 110 may repeatedly perform the first posture 1110 and the second posture 1120 by alternating the user's 110 right leg and left leg.
  • the wearable device 100 may acquire sensor data containing movement information of the user 110 through a sensor module while the user 110 performs the second exercise program, and transmit the acquired sensor data to an electronic device ( 210) can be transmitted.
  • the sensor module may include an angle sensor 125 and an inertial measurement device 135, where the angle sensor 125 may measure the hip joint angle value of the user 110, and the inertial measurement device 135 ) can measure the upper body movement value of the user 110.
  • the inertial measurement device 135 can sense the acceleration and angular velocity of the X-axis, Y-axis, and Z-axis according to the user's movement.
  • the user 110 may perform a second exercise program to evaluate at least one of the user's 110 muscle strength, strength symmetry, and core stability among exercise ability information.
  • the reference exercise posture defined in the second exercise program may include at least one of the number of movements, movement speed, hip joint angle, or body stability during exercise.
  • the electronic device 210 attempts an exercise regardless of whether the user's posture is correct, based on the user's hip joint angle value acquired through an angle sensor (e.g., encoder and/or Hall sensor) included in the wearable device 100. By determining that there was a , the number of operations can be counted.
  • the wearable device 100 may measure the hip joint angle value ⁇ of the user 110 while the user 110 performs an exercise in the second exercise program. The method of evaluating the number of movements, movement speed, and hip joint angle of the user 110 in the second exercise program may be understood with reference to the embodiment previously described with reference to FIG. 10 .
  • the electronic device 210 may evaluate the body stability of the user 110 during exercise among a plurality of posture items, and the body stability may include forward-backward stability, side-to-side stability, and rotational stability.
  • the front and rear stability value of the user 110 is compared with a reference value that serves as an evaluation standard for front and rear stability, and the user 110 ) can be evaluated for its front-to-back stability.
  • a method of evaluating front and rear stability among a plurality of posture items can be understood by referring to the embodiment previously described with reference to FIG. 10.
  • the left and right stability values of the user 110 are compared with a reference value that serves as an evaluation standard for left and right stability, and the user 110 ) can be evaluated for left and right stability.
  • a method of evaluating left and right stability among a plurality of posture items may be understood by referring to the embodiment described above with reference to FIG. 10.
  • the rotational stability value of the user 110 is compared with a reference value that serves as an evaluation standard for rotational stability, and the rotational stability value of the user 110 is compared. ) can be evaluated for rotational stability.
  • a method of evaluating rotational stability among a plurality of posture items may be understood by referring to the embodiment previously described with reference to FIG. 10 .
  • the wearable device 100 may apply a resistance force to the user 110 to increase the exercise intensity of the user 110.
  • the wearable device 100 controls the driving module of the wearable device 100 so that the intensity of the resistance applied to the user changes when a predefined condition is satisfied while the user 110 performs the second exercise program. You can.
  • the wearable device 100 may change the intensity of resistance applied to the user 110 when a preset time is reached or the exercise section is changed.
  • the electronic device 210 may sense the number of knee-up movements while the user 110 performs the second exercise program, and the electronic device 210 may sense the number of knee-up movements the user 110 performs.
  • a control signal can be transmitted to the wearable device 100 to increase the strength of the resistance applied to the user 110 by the wearable device 100.
  • the electronic device 210 transmits a control signal to the wearable device 100 when a preset time is reached so that the wearable device 100 can control the user 110. ) can be increased to increase the strength of the resistance applied.
  • the wearable device 100 does not receive a control signal from the electronic device 210, and the processor of the wearable device 100 controls the driving module to change the intensity of resistance applied to the user 100. You can.
  • the electronic device 210 uses sensor data acquired from the wearable device 100 while the user 110 performs a knee-up movement in an exercise program, for example, muscle strength, muscle symmetry, And core stability can be evaluated.
  • the electronic device 210 may evaluate muscle strength based on the hip joint angle of the user 110 and the anteroposterior pelvis angle value of the user 110 while the user 110 performs a two-hand, knee-chest pulling operation. there is.
  • the electronic device 210 may evaluate the muscle strength symmetry of the user 110 based on the left muscle fitness score of the user 110 and the right muscle fitness score of the user 110.
  • the electronic device 210 may evaluate the core stability of the user 110 based on at least one of the hip joint angle, the front-to-back pelvic angle, or the left-right pelvic angle of the user 110.
  • a value serving as an evaluation standard may be defined for each of a plurality of posture items to be evaluated while the user 110 performs a knee-up exercise movement in an exercise program.
  • the plurality of posture items may include, but are not limited to, for example, movement speed, hip joint angle, front-to-back stability, side-to-side stability, and rotational stability.
  • the reference value of normal speed may be defined as 2.5 seconds, and the user 110 performs the knee-up exercise movement in 1 second.
  • the evaluation standard value for each of the plurality of posture items may vary depending on the embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a process of measuring a user's walking index using a wearable device according to an embodiment.
  • the user 110 moves the reference line according to a guide provided by an electronic device (e.g., the electronic device 210 of FIG. 2) linked to the wearable device 100 worn by the user 110.
  • You can start walking from starting point A and walk to ending point B.
  • the wearable device 100 may acquire sensor data through one or more sensors included in the sensor module (e.g., angle sensor 125, inertial measurement device 135), and transmit the acquired sensor data to an electronic device. It can be sent to .
  • the electronic device may estimate the walking index of the user 110 based on sensor data obtained from the wearable device 100.
  • the sensor data may include walking movement information about the movement of the user 110 while walking while wearing the wearable device 100.
  • Gait indicators include the user's 110 pelvic rotation, gait symmetry, gait variability, gait upper body lordosis, walking distance, gait interval, gait stride, gait speed, gait health age, gait symmetry score, SPPB test score, Alternatively, it may include information about at least one of the TUG test scores.
  • the electronic device may calculate the front-back angle or left-right angle of the pelvis of the user 110 based on sensor data acquired from the inertial measurement device of the wearable device 100, and calculate the calculated front-back angle or left-right angle of the pelvis of the user 110. As a baseline, pelvic rotation can be assessed.
  • the electronic device may calculate the hip joint expansion rate and time rate when the user 110 steps with his or her right foot or left foot based on sensor data obtained from the angle sensor of the wearable device 100.
  • the electronic device may evaluate gait symmetry or gait variability based on the calculated hip joint widening ratio and time ratio when stepping with the right and left feet of the user 110.
  • the electronic device may calculate the pelvic rotation of the user 110 based on sensor data obtained from the inertial measurement device of the wearable device 100 and evaluate the degree of gait upper body lordosis.
  • the electronic device may evaluate the walking distance by calculating the stepping times of the right and left feet of the user 110 based on sensor data obtained from the angle sensor of the wearable device 100.
  • the electronic device may evaluate the walking interval by calculating the stepping time of either the right foot or the left foot of the user 110 based on sensor data obtained from the angle sensor of the wearable device 100.
  • the electronic device may calculate the walking stride length by calculating the distance from the heel of one foot of the user to the heel of the other foot based on sensor data.
  • the electronic device may evaluate walking speed in real time based on sensor data obtained from the angle sensor of the wearable device 100.
  • the electronic device may calculate the average speed from the start to the end of walking based on sensor data obtained from the angle sensor of the wearable device 100 to evaluate the walking health age.
  • the electronic device may evaluate the gait symmetry score based on sensor data obtained from the wearable device 100 and provide statistical data.
  • the user 110 may perform a SPPB test using the wearable device 100 and the electronic device 210.
  • the electronic device 210 may receive a user input for proceeding with the SPPB test, and in response to the user input, the electronic device 210 may activate the exercise ability evaluation mode for proceeding with the SPPB test in the wearable device 100. You can request it.
  • the user 110 wears the wearable device 100 and stands with a specific leg posture, and the wearable device 100 measures the degree of movement of the user 110 during the test time to obtain sensor data.
  • the sensor data may include walking movement information about the movement of the user 110 while walking while wearing the wearable device 100.
  • the wearable device 100 may transmit sensor data acquired during the test time to the electronic device 210, and the electronic device 210 may perform the SPPB test of the user 110 based on the sensor data received from the wearable device 100. The score can be estimated.
  • the electronic device 210 may count down the preparation time for the SPPB test, and the wearable device 110 may initialize sensor data output from the sensor module during the preparation time. For example, the wearable device 110 may initialize the hip joint angle value output from the angle sensor and the upper body movement value output from the inertial measurement device. In one embodiment, before the start of the SPPB test, the electronic device 210 may provide the user with a guide explaining how to set up a test for the SPPB test and the actions the user should take while wearing the wearable device 110.
  • the electronic device 210 may inform the user of the start of the SPPB test and activate a timer to measure the time.
  • the electronic device 210 may record leg movements for a preset time. The electronic device 210 may evaluate the user's exercise ability based on leg movement. The electronic device 210 may estimate the degree of movement of the leg based on the hip joint angle value and may estimate the degree of movement of the upper body based on the upper body movement value. The electronic device 210 may determine that the user's leg has moved when the hip joint angle value measured for one time period (eg, 10 seconds) is greater than or equal to the first threshold. The electronic device 210 may determine that the user's upper body has moved when the movement value of the user's upper body measured during one hour period is greater than or equal to the second threshold.
  • one time period eg, 10 seconds
  • the electronic device 210 determines the user's motor ability (e.g., balance) based on the user's posture subject to the SPPB test, the upper body movement value measured during a one-hour period, and the time it is determined that the leg was moved. ) can be estimated.
  • the electronic device 210 may assign different scores according to the user's posture, upper body movement value, and leg movement time, and determine the final score for the user's SPPB test based on the scores of each evaluation factor. there is. For example, the electronic device 210 may assign a relatively low score if the degree of movement of the upper body and/or the degree of leg movement is large during the SPPB test process. Additionally, the electronic device 210 may assign a lower score the faster the user moves his legs.
  • the electronic device 210 may calculate a score related to the evaluation of the user's exercise ability based on evaluation criteria for evaluating the user's exercise ability through the SPPB test.
  • the degree of upper body movement may be determined based on, for example, upper body movement values and/or hip joint angle values.
  • the user 110 may perform a TUG test using the wearable device 100 and the electronic device 210.
  • the electronic device 210 may receive a user input for proceeding with the TUG test, and in response to the user input, the electronic device 210 may instruct the wearable device 100 to activate an exercise ability evaluation mode for proceeding with the TUG test. You can request it.
  • a chair to sit on for the TUG test may be prepared and a certain distance from the chair may be marked.
  • the TUG test when the test begins with the user 110 wearing the wearable device 100 and sitting on a chair, the user 110 gets up from the chair, travels a certain distance, and then sits down on the chair again. Time can be measured.
  • the wearable device 100 may acquire sensor data by measuring the degree of movement of the user 110 during the test time.
  • the sensor data may include walking movement information about the movement of the user 110 while walking while wearing the wearable device 100.
  • the wearable device 100 may transmit sensor data acquired during the test time to the electronic device 210, and the electronic device 210 estimates information about the TUG test based on the sensor data received from the wearable device 100. can do.
  • the electronic device 210 may count down the preparation time for the TUG test, and the wearable device 110 may initialize the hip joint angle value output from the angle sensor during the preparation time. For example, the wearable device 110 may set the hip joint angle value output from the angle sensor to 0 during the preparation time.
  • the electronic device 210 informs the user of the supplies for the TUG test (e.g., chair, tape measure), how to set up the test, and what actions the user should take while wearing the wearable device 110.
  • An explanatory guide can be provided.
  • the electronic device 210 may inform the user of the start of the TUG test and activate a timer to measure the time.
  • the wearable device 100 may acquire the hip joint angle value through the sensor module and transmit the acquired hip joint angle value to the electronic device 210.
  • the electronic device 210 may determine whether the hip joint angle value is greater than the first threshold value. If the hip joint angle value is greater than the first threshold value, the electronic device 210 may recognize that the user has stood up from the chair, and accordingly change the user's operating state value to the first state value.
  • the electronic device 210 may determine whether the hip joint angle value is smaller than the second threshold value.
  • the second threshold value may be different from the first threshold value.
  • the second threshold may be smaller than the first threshold. If the hip joint angle value is less than the second threshold value, the electronic device 210 may recognize that the user has sat down on the chair again, and accordingly change the user's operating state value to the second state value.
  • the electronic device 210 may change the operating state value to the third state value after a predefined time (eg, 2 seconds) has elapsed.
  • a predefined time eg, 2 seconds
  • the first state value, the second state value, and the third state value may be different state values.
  • the hip joint angle value corresponding to the right leg, the hip joint angle value corresponding to the left leg, or the average value of the hip joint angle value corresponding to the right leg and the hip joint angle value corresponding to the left leg are used. It can be used.
  • the electronic device 210 may perform the TUG test based on the hip joint angle value obtained by filtering the hip joint angle value.
  • first, second, or first or second may be used simply to distinguish one component from another, and to refer to that component in other respects (e.g., importance or order) is not limited.
  • One (e.g., first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g., second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively.”
  • any of the components can be connected to the other components directly (e.g. wired), wirelessly, or through a third component.
  • module used in various embodiments of the present disclosure may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeable with terms such as logic, logic block, component, or circuit, for example. It can be used as A module may be an integrated part or a minimum unit of the parts or a part thereof that performs one or more functions. For example, according to one embodiment, the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, which may configure a processing unit to operate as desired, or may be processed independently or collectively. You can command the device.
  • Software and/or data may be used on any type of machine, component, physical device, virtual equipment, or computer storage medium to be interpreted by or to provide instructions or data to a processing device. It can be permanently or temporarily embodied in the device.
  • Software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner.
  • Software and data may be stored on a computer-readable recording medium.
  • Various embodiments of the present disclosure may be implemented as software including one or more instructions stored in a storage medium (eg, memory 514) that can be read by a machine.
  • the processor of the device may call at least one instruction among one or more instructions stored from a storage medium and execute it. This allows the device to be operated to perform at least one function according to the at least one instruction called.
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code that can be executed by an interpreter.
  • a storage medium that can be read by a device may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain signals (e.g. electromagnetic waves), and this term refers to cases where data is semi-permanently stored in the storage medium. There is no distinction between temporary storage cases.
  • methods according to various embodiments disclosed in the present disclosure may be included and provided in a computer program product.
  • Computer program products are commodities and can be traded between sellers and buyers.
  • the computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)) or through an application store (e.g. Play StoreTM) or on two user devices (e.g. It can be distributed (e.g. downloaded or uploaded) directly between smart phones) or online.
  • a portion of the computer program product may be at least temporarily stored or temporarily created in a machine-readable storage medium, such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server.
  • each component (e.g., module or program) of the above-described components may include a single or plural entity, and some of the plurality of entities may be separately placed in other components. there is.
  • one or more of the components or operations described above may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • multiple components eg, modules or programs
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components in the same or similar manner as those performed by the corresponding component of the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, or omitted. Alternatively, one or more other operations may be added.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

사용자의 운동 능력 정보를 제공하는 전자 장치 및 웨어러블 장치, 및 이를 수행하는 전자 장치의 동작 방법이 개시된다. 전자 장치는, 웨어러블 장치로부터 웨어러블 장치를 착용한 사용자의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 수신하는 통신 모듈, 센서 데이터에 기초하여 사용자의 운동 능력을 추정하고, 추정된 운동 능력에 대한 운동 능력 정보를 생성하는 프로세서, 및 상기 운동 능력 정보를 출력하는 디스플레이 모듈을 포함한다. 센서 데이터는, 웨어러블 장치가 운동 능력 평가 모드에서 동할 때, 사용자가 사용자에게 제시된 하나 이상의 운동 프로그램에 따라 수행한 움직임에 대한 운동 정보를 포함한다. 프로세서는, 운동 정보와 하나 이상의 운동 프로그램에 대응하는 평가 기준 정보에 기초하여 운동 능력 정보를 결정한다.

Description

사용자의 운동 능력 정보를 제공하는 전자 장치 및 웨어러블 장치, 및 이들의 동작 방법
아래의 실시예들은 사용자의 운동 능력 정보를 제공하는 전자 장치 및 웨어러블 장치, 및 이들의 동작 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 보행 보조 장치(walking assistance device)는 각종 질환이나 사고 등으로 인하여 스스로 걷지 못하는 환자들이 재활 치료를 위한 보행 운동을 할 수 있도록 도와주는 기구 또는 장치를 말한다. 최근 고령화 사회가 심화됨에 따라 다리 관절의 문제로 정상적인 보행이 어렵거나 보행에 대해 불편을 호소하는 사람들이 증가하여 보행 보조 장치에 대한 관심도 높아지고 있다. 보행 보조 장치는 사용자의 신체에 착용되어 사용자가 보행하는데 필요한 근력을 보조(assistance)해 주고, 사용자가 정상적인 보행 패턴으로 보행할 수 있도록 사용자의 보행을 유도할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치는, 웨어러블 장치로부터 상기 웨어러블 장치를 착용한 사용자의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 수신하는 통신 모듈, 상기 센서 데이터에 기초하여 상기 사용자의 운동 능력을 추정하고, 상기 추정된 운동 능력에 대한 운동 능력 정보를 생성하는 프로세서, 및 상기 운동 능력 정보를 출력하는 디스플레이 모듈을 포함할 수 있다. 상기 센서 데이터는, 상기 웨어러블 장치가 운동 능력 평가 모드에서 동작할 때, 상기 사용자가 상기 사용자에게 제시된 하나 이상의 운동 프로그램에 따라 수행한 움직임에 대한 운동 정보를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 운동 정보와 상기 하나 이상의 운동 프로그램에 대응하는 평가 기준 정보에 기초하여 상기 운동 능력 정보를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치는, 상기 사용자의 신체에 착용되었을 때 상기 사용자의 신체를 지지하기 위한 지지 프레임, 상기 사용자의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 획득하는 센서 모듈, 상기 지지 프레임을 통해 상기 사용자의 신체 일부에 적용되는 토크를 생성하는 구동 모듈, 상기 센서 데이터를 전자 장치에 전송하고, 상기 전자 장치로부터 제어 신호를 수신하는 통신 모듈, 및 상기 통신 모듈 및 상기 센서 모듈을 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 센서 데이터는, 상기 웨어러블 장치가 운동 능력 평가 모드에서 동작할 때, 상기 사용자가 상기 사용자에게 제시된 하나 이상의 운동 프로그램에 따라 수행한 움직임에 대한 운동 정보를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 통신 모듈이 상기 센서 데이터를 상기 전자 장치로 전송하도록 제어함으로써, 상기 전자 장치가 상기 센서 데이터에 기초하여 상기 사용자의 운동 능력을 추정하고, 상기 운동 정보와 상기 하나 이상의 운동 프로그램에 대응하는 평가 기준 정보에 기초하여 상기 사용자의 운동 능력 정보를 결정하도록 할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 사용자의 운동 능력 정보의 측정을 위한 사용자 입력을 수신하는 동작, 상기 사용자 입력에 응답하여 웨어러블 장치에 상기 운동 능력 정보의 측정을 위한 제어 신호를 전송하는 동작, 상기 제어 신호의 전송에 응답하여, 상기 웨어러블 장치로부터, 상기 웨어러블 장치가 운동 능력 평가 모드에서 동작할 때, 상기 사용자가 상기 사용자에게 제시된 하나 이상의 운동 프로그램에 따라 수행한 움직임에 대한 운동 정보를 포함하는 센서 데이터를 수신하는 동작, 및 상기 센서 데이터에 기초하여 상기 사용자의 상기 운동 능력 정보를 결정하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 운동 능력 정보를 결정하는 동작은, 상기 운동 정보와 상기 하나 이상의 운동 프로그램에 대응하는 평가 기준 정보에 기초하여 상기 운동 능력 정보를 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치의 개요(overview)를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치와 전자 장치를 포함하는 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 정면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 측면도이다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 제어 시스템의 구성을 도시하는 도면들이다.
도 6은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치와 전자 장치 간의 상호 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 사용자의 운동 능력 정보를 결정하기 위한 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 전자 장치, 웨어러블 장치 및 다른 웨어러블 장치 간의 상호 작용을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 사용자가 웨어러블 장치를 착용하고 두 손 무릎 가슴 당기기(standing knee to chest)의 운동을 할 때 사용자의 운동 능력 정보를 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 사용자가 웨어러블 장치를 착용하고 니-업(knee-up) 운동을 할 때 사용자의 운동 능력 정보를 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치를 이용하여 사용자의 보행 지표를 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 구현될 수 있다. 따라서, 실제 구현되는 형태는 개시된 특정 실시예로만 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 실시예들로 설명한 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치의 개요를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에서 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 신체에 착용되어 사용자(110)의 보행(walking), 운동(exercise) 및/또는 작업을 보조해 주는 장치일 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 신체 능력(예: 보행 능력, 운동 능력)을 측정하는데 이용될 수도 있다. 실시예들에서 '웨어러블 장치'의 용어는 '웨어러블 로봇', '보행 보조 장치', 또는 '운동 보조 장치'로 대체될 수 있다. 사용자(110)는 사람 또는 동물일 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다. 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 신체(예: 하체(다리, 발목, 무릎 등), 상체(몸통, 팔, 손목 등), 또는 허리)에 착용되어 사용자(110)의 신체 움직임에 보조력(assistance force) 및/또는 저항력(resistance force)의 외력을 가할 수 있다. 보조력은 사용자(110)의 신체 움직임 방향과 동일한 방향으로 적용되는 힘으로, 사용자(110)의 신체 움직임을 도와주는 힘을 나타낸다. 저항력은 사용자(110)의 신체 움직임 방향에 반대되는 방향으로 적용되는 힘으로, 사용자(110)의 신체 움직임을 방해하는 힘을 나타낸다. '저항력'의 용어는 '운동 부하'로도 지칭될 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 보행을 보조하는 보행 보조 모드로 동작하는 경우, 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 구동 모듈(120)로부터 발생한 보조력을 사용자(110)의 신체에 가하는 것에 의해 사용자(110)의 보행을 도울 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 보행에 필요한 힘을 보조해 줌으로써 사용자(110)의 독립적인 보행을 가능하게 하거나 또는 장시간 보행을 가능하게 하여 사용자(110)의 보행 능력을 확장시켜 줄 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 보행 습관이나 보행 자세가 비정상인 보행자의 보행을 개선시키는데 도움을 줄 수도 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 운동 효과를 강화하기 위한 운동 보조 모드로 동작하는 경우, 웨어러블 장치(100)는 구동 모듈(120)로부터 발생하는 저항력을 사용자(110)의 신체에 가하는 것에 의해 사용자(110)의 신체 움직임을 방해하거나 사용자(110)의 신체 움직임에 저항을 줄 수 있다. 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 허리(또는 골반)와 다리(예: 허벅지)에 착용되는 힙(hip) 타입의 웨어러블 장치인 경우, 웨어러블 장치(100)는 다리에 착용된 상태로 사용자(110)의 신체 움직임에 운동 부하를 제공하여 사용자(110)의 다리에 대한 운동 효과를 보다 강화시킬 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 운동 보조 모드에서 사용자(110)의 신체 움직임을 도와주기 위해 보조력을 사용자(110)의 신체에 가할 수도 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 운동 보조 모드에서 일부 운동 구간에서는 보조력을 제공하고, 일부 운동 구간에서는 저항력을 제공하는 것과 같이 보조력과 저항력을 운동 구간 또는 시간 구간별로 조합하여 제공할 수도 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 운동 능력을 측정하기 위한 운동 능력 평가 모드로 동작하는 경우, 웨어러블 장치(100)는 사용자가 보행이나 운동을 수행하는 과정에서 웨어러블 장치(100)에 구비된 센서들(예: 각도 센서(125), 관성 측정 장치(inertial measurement unit; IMU)(135))를 이용하여 사용자의 움직임 정보를 측정하고, 측정된 움직임 정보를 기초로 사용자의 운동 능력을 평가할 수 있다. 센서들은 웨어러블 장치(100)의 각 구성요소의 움직임 정보를 획득하기 위해 이용될 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에서는 설명의 편의를 위해 도 1에 도시된 것과 같은 힙(hip) 타입의 웨어러블 장치(100)를 예를 들어 설명하나 이에 한정되는 것은 아니다. 위에서 설명한 것과 같이 웨어러블 장치(100)는 허리 및 다리(특히 허벅지) 이외의 다른 신체 부위(예: 상박, 하박, 손, 종아리, 발)에도 착용될 수도 있고, 착용되는 신체 부위에 따라 웨어러블 장치(100)의 형태와 구성이 달라질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 신체에 착용되었을 때 사용자(110)의 신체를 지지하기 위한 지지 프레임(예: 도 3의 다리 지지 프레임(50, 55), 허리 지지 프레임(20, 25)), 사용자의 신체 움직임(예: 다리 움직임, 상체 움직임) 및/또는 웨어러블 장치(100)의 구성요소의 움직임에 대한 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 획득하는 센서 모듈(예: 도 5a의 센서 모듈(520)), 사용자의 다리에 적용되는 외력을 발생시키는 구동 모듈(120)(예: 도 3의 구동 모듈(35, 45)) 및 웨어러블 장치(100)를 제어하는 제어 모듈(130)(예: 도 5a 및 도 5b의 제어 모듈(510))을 포함할 수 있다.
센서 모듈은 각도 센서(125) 및 관성 측정 장치(135)를 포함할 수 있다. 각도 센서(125)는 사용자(110)의 고관절 각도 값을 측정할 수 있다. 각도 센서(125)는 예를 들어 엔코더(encoder) 및/또는 홀 센서(hall sensor)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 각도 센서(125)는 좌측 고관절 부근 및 우측 고관절 부근에 각각 위치할 수 있고, 사용자(110)의 좌측 고관절의 고관절 각도 값 및 사용자(110)의 우측 고관절의 고관절 각도 값을 측정할 수 있다. 사용자(110)의 좌측 고관절의 고관절 각도 값은 사용자(110)의 왼쪽 다리의 각도에 대응하고, 사용자(110)의 우측 고관절의 고관절 각도 값은 사용자(110)의 오른쪽 다리의 각도에 대응할 수 있다. 일 실시예에서, 각도 센서(125)는 웨어러블 장치(100)의 다리 지지 프레임의 움직임 값을 획득할 수도 있다.
관성 측정 장치(135)는 사용자(110)의 움직임에 따른 가속도 및 회전 속도의 변화를 측정할 수 있다. 관성 측정 장치(135)는 가속도 센서 및/또는 각속도 센서를 포함할 수 있다. 관성 측정 장치(135)는 예를 들어 사용자(110)의 상체 움직임 값을 측정할 수 있다. 상체 움직임 값은 웨어러블 장치(100)의 허리 지지 프레임의 움직임 값에 대응할 수 있다.
일 실시예에서, 제어 모듈(130) 및 관성 측정 장치(135)는 웨어러블 장치(100)의 하우징(예: 도 3의 하우징(80)) 내에 배치될 수 있다. 하우징은 웨어러블 장치(100)의 지지 프레임의 외부에 형성 또는 부착될 수 있고, 사용자(110)가 웨어러블 장치(110)를 착용하였을 때 허리 뒷 편에 위치할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
사용자(110)가 웨어러블 장치(100)를 사용하고자 할 때, 일반적으로 사용자(110)는 웨어러블 장치(100)를 착용한 상태에서 웨어러블 장치(100)를 구동시키기 위한 제어 명령을 입력한다. 예를 들어, 사용자(110)는 웨어러블 장치(100)에 구비된 별도의 버튼을 누르거나 또는 웨어러블 장치(100)와 연동되는 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(210))의 어플리케이션에 구동 명령을 입력하는 것에 의해 웨어러블 장치(100)를 구동시킬 수 있다. 사용자(110)가 웨어러블 장치(100)를 이용하다가 웨어러블 장치(100)를 그만 이용하고 싶을 때에는, 사용자(110)는 웨어러블 장치(100)의 구동을 정지시키기 위한 제어 명령을 입력하고, 웨어러블 장치(100)의 전원을 오프(off)시킬 수 있다.
일 실시예에서, 사용자(110)는 사용자(110)의 운동 능력을 측정하기 위해, 웨어러블 장치(100)와 연동되는 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(210))에 운동 능력 정보의 측정을 위한 사용자 입력을 할 수 있다. 사용자 입력에 응답하여 전자 장치는 웨어러블 장치(100)에 운동 능력 정보의 측정을 위한 제어 신호를 전송할 수 있다. 제어 신호를 수신한 웨어러블 장치(100)는, 센서 모듈을 통해 사용자(110)의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치는 운동 능력 측정을 위한 사용자 입력에 응답하여, 운동 능력 측정을 가이드하기 위한 사용자 인터페이스 화면을 전자 장치의 디스플레이 모듈에 출력할 수 있다. 사용자(110)는 사용자(110)의 운동 능력 정보의 측정을 위한 하나 이상의 운동 프로그램을 추천받을 수 있다. 센서 데이터는, 사용자가 사용자에게 제시된 하나 이상의 운동 프로그램에 따라 수행한 움직임에 대한 운동 정보를 포함할 수 있다. 전자 장치에 포함된 프로세서는 운동 정보와 하나 이상의 운동 프로그램에 대응하는 평가 기준 정보에 기초하여 사용자(110)의 운동 능력 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 운동 능력 정보는 사용자(110)의 유연성, 유연성 대칭성, 근력, 근력 대칭성, 코어 안정성, 또는 심폐 지구력 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서는 센서 데이터에 기초하여, 사용자(110)에게 제시된 하나 이상의 운동 프로그램에서 정의된 기준 운동 자세에 대한 사용자(110)의 운동 자세를 평가하고, 상기 평가의 결과에 기초하여 운동 능력 정보를 결정할 수 있다. 하나 이상의 운동 프로그램에서 정의된 기준 운동 자세는, 운동 프로그램 각각 마다 상이할 수 있다. 예를 들어, 기준 운동 자세는 두 손 무릎 가슴 당기기(standing knee to chest) 동작 또는 니-업(knee-up) 동작일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
기준 운동 자세는 복수의 자세 항목들을 포함할 수 있다. 전자 장치의 프로세서는 센서 데이터에 기초하여, 복수의 자세 항목들 각각에 대해 정의된 평가 기준을 기초로 복수의 자세 항목들 각각에 대한 평가 결과를 결정할 수 있다. 예를 들어, 복수의 자세 항목들은 동작 횟수, 동작 속도, 고관절 각도, 또는 운동 시 신체 안정성 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이에 대해서는, 도 10 및 도 11에서 자세히 설명한다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치는 웨어러블 장치(100)에 포함된 센서 모듈을 통해 획득한 사용자(110)의 양쪽 다리의 고관절 각도 값 및/또는 사용자의 움직임에 따른 가속도 및 각속도 값과 각 운동 프로그램에 대응하는 평가 기준 정보에 기초하여 운동 능력 정보를 보다 정확하게 결정하고, 결정된 운동 능력 정보를 어플리케이션 등을 통해 사용자에게 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 사용자(110)가 운동 능력 평가 모드에 따라 동작하는 과정에서 기 정의된 조건이 만족될 때, 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)에게 적용하는 저항력의 세기가 변경될 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)는 미리 설정된 시간이 도달하거나 운동 구간이 변경될 때에, 사용자(110)에게 적용되는 저항력의 세기를 증가시킬 수 있다. 실시예에 따라, 사용자(110)가 웨어러블 장치(100)와 연동되는 전자 장치를 통해 상기 저항력의 세기를 조정할 수도 있다.
사용자(110)는 결정된 운동 능력 정보를 기초로, 전자 장치를 통해 자신의 운동 수준에 맞는 저항력의 세기 및 저항력의 세기가 변경되는 조건 등을 설정할 수 있다. 사용자(110)는 예를 들어 전자 장치 및 웨어러블 장치(100)를 이용하여 자신의 운동 자세를 보다 정확하게 평가할 수 있고, 평가된 운동 자세를 기초로 운동 자세를 교정함으로써 운동 수준을 향상시킬 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치와 전자 장치를 포함하는 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 관리 시스템(200)은 사용자의 신체 움직임을 보조하기 위한 웨어러블 장치(100), 전자 장치(210), 다른 웨어러블 장치(220), 및 서버(230)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 관리 시스템(200)에는 이 장치들 중 적어도 하나(예: 다른 웨어러블 장치(220) 또는 서버(230))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 장치(예: 웨어러블 장치(100)에 대한 전용 컨트롤러 장치)가 추가될 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 보행 보조 모드에서 사용자의 신체에 착용되어 사용자의 움직임을 보조할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)는 사용자의 다리에 착용되어 사용자의 다리 움직임을 보조하기 위한 보조력을 발생시킴으로써 사용자의 보행을 도와줄 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 운동 보조 모드에서 사용자의 운동 효과를 강화하기 위하여 사용자의 신체 움직임을 방해하기 위한 저항력을 생성하여 사용자의 신체에 가할 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)와 연동하여 사용자의 운동 능력을 측정하는데 이용될 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)의 제어 하에 사용자의 운동 능력을 측정하기 위한 모드인 운동 능력 평가 모드로 동작할 수 있고, 운동 능력 평가 모드에서 사용자의 움직임에 의해 획득된 센서 데이터를 전자 장치(210)에 전송할 수 있다. 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)로부터 수신한 센서 데이터를 분석하여 사용자의 운동 능력을 추정할 수 있다.
전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)와 통신할 수 있고, 웨어러블 장치(100)를 원격으로 제어하거나 또는 웨어러블 장치(100)의 상태 정보(예: 배터리 잔량)를 사용자에게 제공할 수 있다. 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)로부터 웨어러블 장치(100)의 센서에 의해 획득된 센서 데이터를 수신할 수 있고, 수신한 센서 데이터를 기초로 사용자의 신체 상태나 운동 능력을 판단할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)를 제어하기 위한 프로그램(예: 어플리케이션)을 실행시킬 수 있고, 사용자는 해당 프로그램을 통해 웨어러블 장치(100)의 동작이나 설정 값(예: 토크 세기, 오디오 크기)을 조정할 수 있다. 전자 장치(210)는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(210)는 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있으나, 전술한 장치들에 한정되지 않는다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(210)는 근거리 무선 통신 또는 셀룰러 통신을 이용하여 서버(230)와 연결될 수 있다. 서버(230)는 전자 장치(210)로부터 웨어러블 장치(100)를 이용하는 사용자에 대한 사용자 정보(예: 이름, 나이, 성별) 및/또는 해당 사용자에 대한 운동 능력 정보를 수신하고, 수신한 사용자 정보 및/또는 운동 능력 정보를 저장 및 관리할 수 있다. 서버(230)는 웨어러블 장치(100)에 의해 사용자에게 제공될 수 있는 다양한 운동 프로그램이나 운동 능력 측정 프로그램을 전자 장치(210)에 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치(100) 및/또는 전자 장치(210)는 다른 웨어러블 장치(220)와 연결될 수 있다. 다른 웨어러블 장치(220)는 예를 들어 무선 이어폰(222), 스마트워치(224) 또는 (226)일 수 있으나, 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 전자 장치(210)에 의해 생성된 운동 능력 정보 및/또는 웨어러블 장치(100)의 상태 정보는 다른 웨어러블 장치(220)로 전달되어 다른 웨어러블 장치(220)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100), 전자 장치(210) 및 다른 웨어러블 장치(220) 간에는 무선 통신(예: 블루투스 통신)을 통해 서로 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)로부터 획득한 센서 데이터를 기초로 사용자의 운동 능력 정보를 결정한 뒤, 다른 웨어러블 장치(220)로 전송할 수 있다. 사용자는 다른 웨어러블 장치(220)의 디스플레이 모듈 또는 음향 출력 모듈을 통해 사용자의 운동 능력 평가를 위한 가이드를 제공받을 수 있고, 전자 장치(210)에 의해 결정된 운동 능력 정보를 제공받을 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 정면도이고, 도 4는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 측면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치(100)는 하우징(80), 허리 지지 프레임(20, 25), 구동 모듈(35, 45), 다리 지지 프레임(50, 55), 허벅지 체결부(1, 2) 및 허리 체결부를 포함할 수 있다. 허리 체결부는 벨트(60) 및 보조 벨트(75)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)에는 이들 구성요소들 중 적어도 하나(예: 보조 벨트(75))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다.
일 실시예에서, 하우징(80)의 내부에는 제어 모듈(미도시)(예: 도 1의 제어 모듈(130), 도 5a 및 도 5b의 제어 모듈(510)), 관성 측정 장치(미도시)(예: 도 1의 관성 측정 장치(135), 도 5b의 관성 측정 장치(522)), 통신 모듈(미도시)(예: 도 5a 및 도 5b의 통신 모듈(516)) 및 배터리(미도시)가 배치될 수 있다. 하우징(80)은 제어 모듈, 관성 측정 장치, 통신 모듈 및 배터리를 보호할 수 있다. 하우징(80)은 예를 들어 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 착용된 상태를 기준으로, 사용자의 등 또는 허리 뒷 쪽에 배치될 수 있다. 제어 모듈은 웨어러블 장치(100)의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어 모듈은 구동 모듈(35, 45)의 액츄에이터(30, 40)를 제어하기 위한 프로세서 및 메모리를 포함하는 제어 회로를 포함할 수 있다. 제어 모듈은 웨어러블 장치(100)의 각 구성요소들에 배터리의 전력을 공급하기 위한 전력 공급 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 하나 이상의 센서로부터 센서 데이터를 획득하는 센서 모듈(미도시)(예: 도 5a의 센서 모듈(520))을 포함할 수 있다. 센서 모듈은 사용자의 움직임에 따라 변하는 센서 데이터를 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 센서 모듈은 사용자의 움직임 정보 및/또는 웨어러블 장치(100)의 구성요소의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 획득할 수 있다. 센서 모듈은 예를 들어 사용자의 상체 움직임 값 또는 허리 지지 프레임(20, 25)의 움직임 값을 측정하기 위한 관성 측정 장치(예: 도 1의 관성 측정 장치(135), 도 5b의 관성 측정 장치(522)) 및 사용자의 고관절 각도 값 또는 다리 지지 프레임(50, 55)의 움직임 값을 측정하기 위한 각도 센서(예: 도 1의 각도 센서(125), 도 5b의 제1 각도 센서(520) 및 제 2 각도 센서(520-1))를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어 센서 모듈은 위치 센서, 온도 센서, 생체 신호 센서 또는 근접 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 허리 지지 프레임(20, 25)은 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 착용되었을 때 사용자의 신체 일부를 지지할 수 있다. 허리 지지 프레임(20, 25)은 사용자의 외면의 적어도 일부에 접촉할 수 있다. 허리 지지 프레임(20, 25)은 사용자 신체의 접촉 부분에 대응하는 형상으로 만곡 형성될 수 있다. 허리 지지 프레임(20, 25)은 예를 들어 사용자의 허리(또는 골반)의 외면을 따라서 감싸는 형상일 수 있고, 사용자의 허리 또는 골반을 지지할 수 있다. 허리 지지 프레임(20, 25)은 사용자 허리의 오른쪽 부근을 지지하는 제1 허리 지지 프레임(25) 및 사용자 허리의 왼쪽 부근을 지지하는 제2 허리 지지 프레임(20)을 포함할 수 있다. 허리 지지 프레임(20, 25)은 하우징(80)에 연결될 수 있다.
허리 체결부는 허리 지지 프레임(20, 25)에 연결되고, 허리 지지 프레임(20, 25)을 사용자의 허리에 고정시킬 수 있다. 허리 체결부는 예를 들어 한 쌍의 벨트(60) 및 보조 벨트(75)를 포함할 수 있다. 보조 벨트(75)는 한 쌍의 벨트(60) 중 어느 하나의 벨트와 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 한 쌍의 벨트(60)는 허리 지지 프레임(20, 25)에 연결될 수 있다. 한 쌍의 벨트(60)는 사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용하기 전 상태에서는 전방(+x 방향)으로 뻗어 있는 형상을 유지할 수 있고, 사용자가 한 쌍의 허리 지지 프레임(20) 안쪽으로 진입하는 것을 방해하지 않을 수 있다. 사용자가 한 쌍의 허리 지지 프레임(20, 25) 안쪽으로 진입한 상태에서는, 한 쌍의 벨트(60)는 변형되어, 사용자의 전방 부분을 감쌀 수 있다. 허리 지지 프레임(20, 25) 및 한 쌍의 벨트(60)는 사용자 허리의 둘레를 전체적으로 감쌀 수 있다. 일 실시예에서, 보조 벨트(75)는 한 쌍의 벨트(60)가 서로 오버랩된 상태에서 한 쌍의 벨트(60)를 서로 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 벨트(60) 중 어느 하나의 벨트는 보조 벨트(75)와 함께 다른 하나의 벨트를 감쌀 수 있다.
구동 모듈(35, 45)은 제어 모듈에 의해 생성된 제어 신호에 기초하여 사용자의 신체에 적용되는 외력(또는 토크)을 발생시킬 수 있다. 구동 모듈(35, 45)은 제어 모듈의 제어 하에 사용자의 다리에 적용되는 외력을 발생시킬 수 있다. 일 실시예에서, 구동 모듈(35, 45)은 사용자의 오른쪽 고관절 위치에 대응되는 곳에 위치하는 제1 구동 모듈(45) 및 사용자의 왼쪽 고관절 위치에 대응되는 곳에 위치하는 제2 구동 모듈(35)을 포함할 수 있다. 제1 구동 모듈(45)은 제1 액츄에이터(40) 및 제1 조인트 부재(43)을 포함할 수 있고, 제2 구동 모듈(35)은 제2 액츄에이터(30) 및 제2 조인트 부재(33)를 포함할 수 있다. 제1 액츄에이터(40)는 제1 조인트 부재(43)로 전달되는 동력을 제공하고, 제2 액츄에이터(30)는 제2 조인트 부재(33)로 전달되는 동력을 제공할 수 있다. 제1 액츄에이터(40) 및 제2 액츄에이터(30)는 각각 배터리로부터 전력을 제공받아 동력(또는 토크)을 생성하는 모터를 포함할 수 있다. 모터는 전력이 공급되어 구동될 때 사용자의 신체 움직임을 보조하기 위한 힘(보조력)이나 신체 움직임을 방해하는 힘(저항력)을 제공할 수 있다. 일 실시예에서 제어 모듈은 모터에 공급되는 전압 및/또는 전류를 조절하여 모터에 의해 발생되는 힘의 세기 및 힘의 방향을 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 조인트 부재(43) 및 제2 조인트 부재(33)는 각각 제1 액츄에이터(40) 및 제2 액츄에이터(30)로부터 동력을 전달받고, 전달받은 동력을 기초로 사용자의 신체에 외력을 가할 수 있다. 제1 조인트 부재(43) 및 제2 조인트 부재(33)는 각각 사용자의 관절부에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 제1 조인트 부재(43) 및 제2 조인트 부재(33)는 각각 허리 지지 프레임(25, 20)의 일측에 배치될 수 있다. 제1 조인트 부재(43)의 일측은 제1 액츄에이터(40)에 연결되고, 타측은 제1 다리 지지 프레임(55)에 연결될 수 있다. 제1 조인트 부재(43)는 제1 액츄에이터(40)로부터 전달받은 동력에 의해 회전될 수 있다. 제1 조인트 부재(43)의 일측에는 제1 조인트 부재(43)의 회전 각도(사용자의 관절 각도에 대응함)를 측정하기 위한 각도 센서로서 동작할 수 있는 엔코더 또는 홀 센서가 배치될 수 있다. 제2 조인트 부재(33)의 일측은 제2 액츄에이터(30)에 연결되고, 타측은 제2 다리 지지 프레임(50)에 연결될 수 있다. 제2 조인트 부재(333)는 제2 액츄에이터(30)로부터 전달받은 동력에 의해 회전될 수 있다. 제2 조인트 부재(33)의 일측에도 제2 조인트 부재(33)의 회전 각도를 측정하기 위한 각도 센서로서 동작할 수 있는 엔코더(encoder) 또는 홀 센서(hall sensor)가 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 액츄에이터(40)는 제1 조인트 부재(43)의 측 방향에 배치될 수 있고, 제2 액츄에이터(30)는 제2 조인트 부재(33)의 측 방향에 배치될 수 있다. 제1 액츄에이터(40)의 회전축 및 제1 조인트 부재(43)의 회전축은 서로 이격되도록 배치될 수 있고, 제2 액츄에이터(30)의 회전축 및 제2 조인트 부재(33)의 회전축도 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 액츄에이터(30, 40) 및 조인트 부재(33, 43)는 회전축을 공유할 수도 있다. 일 실시예에서, 각각의 액츄에이터(30, 40)는 조인트 부재(33, 43)와 이격되어 배치될 수도 있다. 이 경우 구동 모듈(35, 45)은 액츄에이터(30, 40)로부터 조인트 부재(33, 43)로 동력을 전달하는 동력 전달 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다. 동력 전달 모듈은 기어(gear)와 같은 회전체일 수도 있고, 와이어(wire), 케이블, 스트링(string), 스프링, 벨트, 또는 체인과 같은 길이 방향의 부재일 수도 있다. 다만, 실시예의 범위가 전술된 액츄에이터(30, 40)와 조인트 부재(33, 43) 간의 위치 관계 및 동력 전달 구조에 의해 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 다리 지지 프레임(50, 55)은 웨어러블 장치(100)가 사용자의 다리에 착용되었을 때 사용자의 다리(예: 허벅지)를 지지할 수 있다. 다리 지지 프레임(50, 55)은 예를 들어 구동 모듈(35, 45)에서 생성된 동력을 사용자의 허벅지에 전달할 수 있고, 해당 동력이 사용자의 다리 움직임에 가해지는 외력으로서 작용할 수 있다. 다리 지지 프레임(50, 55)의 일 단부는 조인트 부재(33, 43)와 연결되어 회동될 수 있고, 다리 지지 프레임(50, 55)의 타 단부는 허벅지 체결부(1, 2)의 커버(11, 21)에 연결됨에 따라, 다리 지지 프레임(50, 55)은 사용자의 허벅지를 지지하면서 구동 모듈(35, 45)에서 생성된 동력을 사용자의 허벅지에 전달할 수 있다. 예를 들어, 다리 지지 프레임(50, 55)은 사용자의 허벅지를 밀거나 당길 수 있다. 다리 지지 프레임(50, 55)은 사용자의 허벅지의 길이 방향을 따라서 연장될 수 있다. 다리 지지 프레임(50, 55)은 절곡되어 사용자의 허벅지 둘레의 적어도 일부를 감쌀 수 있다. 예를 들어, 다리 지지 프레임(50, 55)의 상부는 사용자의 신체 중 측방(+y 방향 또는 -y 방향)을 향하는 부분을 커버할 수 있고, 다리 지지 프레임(50, 55)의 하부는 사용자의 신체 중 전방(+x 방향)을 향하는 부분을 커버할 수 있다. 다리 지지 프레임(50, 55)은 사용자의 오른쪽 다리를 지지하기 위한 제1 다리 지지 프레임(55) 및 사용자의 왼쪽 다리를 지지하기 위한 제2 다리 지지 프레임(50)을 포함할 수 있다.
허벅지 체결부(1, 2)는 다리 지지 프레임(50, 55)에 연결되고, 다리 지지 프레임(50, 55)을 허벅지에 고정시킬 수 있다. 허벅지 체결부(1, 2)는 제1 다리 지지 프레임(55)을 사용자의 오른쪽 허벅지에 고정시키기 위한 제1 허벅지 체결부(2) 및 제2 다리 지지 프레임(50)을 사용자의 왼쪽 허벅지에 고정시키기 위한 제2 허벅지 체결부(1)를 포함할 수 있다. 제1 허벅지 체결부(2)는 제1 커버(21), 제1 체결 프레임(22) 및 제1 스트랩(23)을 포함할 수 있고, 제2 허벅지 체결부(1)는 제2 커버(11), 제2 체결 프레임(12) 및 제2 스트랩(13)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 커버(11, 21)는 구동 모듈(35, 45)에서 발생된 토크를 사용자의 허벅지에 가할 수 있다. 커버(11, 21)는 사용자의 허벅지의 일측에 배치되어, 사용자의 허벅지를 밀거나 당길 수 있다. 커버(11, 21)는 예를 들어 사용자의 허벅지의 전면에 배치될 수 있다. 커버(11, 21)는 사용자의 허벅지의 둘레 방향을 따라 배치될 수 있다. 커버(11, 21)는 다리 지지 프레임(50, 55)의 타 단부를 중심으로 양측으로 연장될 수 있고, 사용자의 허벅지에 대응하는 만곡면을 포함할 수 있다. 커버(11, 21)의 일단은 체결 프레임(12, 22)에 연결되고, 타단은 스트랩(13, 23)에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 체결 프레임(12, 22)의 일단은 커버(11, 21)의 일측에 연결되고, 타단은 스트랩(13, 23)에 연결될 수 있다. 체결 프레임(12, 22)은 예를 들어 사용자의 허벅지의 적어도 일부의 둘레를 감싸도록 배치되어, 사용자의 허벅지가 다리 지지 프레임(50, 55)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 제1 체결 프레임(22)은 제1 커버(21)와 제1 스트랩(23) 사이를 이어주는 체결 구조를 가지고, 제2 체결 프레임(12)은 제2 커버(11)와 제2 스트랩(13) 사이를 이어주는 체결 구조를 가질 수 있다.
스트랩(13, 23)은 사용자의 허벅지의 둘레에서 커버(11, 21) 및 체결 프레임(12, 22)이 감싸지 않는 나머지 부분을 둘러쌀 수 있고, 탄성이 있는 소재(예: 밴드)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 사용자의 근위 부분 및 원위 부분을 각각 지지하여, 근위 부분 및 원위 부분 사이의 상대적인 움직임을 보조할 수 있다. 웨어러블 장치(100)의 구성요소들 중 사용자의 근위 부분에 착용되는 구성요소들을 '근위 착용부'라고 지칭하고, 원위 부분에 착용되는 구성요소들을 '원위 착용부'라고 지칭할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)의 구성요소들 중 하우징(80), 허리 지지 프레임(20, 25), 한 쌍의 벨트(60) 및 보조 벨트(70)는 근위 착용부에 해당할 수 있고, 허벅지 체결부(1, 2)는 원위 착용부에 해당할 수 있다. 예를 들어, 근위 착용부는 사용자의 허리 또는 골반에 착용되고, 원위 착용부는 사용자의 허벅지 또는 종아리에 착용될 수 있다. 근위 착용부 및 원위 착용부가 착용되는 위치는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 근위 착용부는 사용자의 몸통 또는 어깨에 착용되고, 원위 착용부는 사용자의 상박(upper arm) 또는 하박(lower arm)에 착용될 수도 있다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 제어 시스템의 구성을 도시하는 도면들이다.
도 5a를 참조하면, 웨어러블 장치(예: 웨어러블 장치(100))는 제어 시스템(500)에 의해 제어될 수 있다. 제어 시스템(500)은 제어 모듈(510), 통신 모듈(516), 센서 모듈(520), 구동 모듈(530), 입력 모듈(540) 및 음향 출력 모듈(550)을 포함할 수 있다. 구동 모듈(530)은 동력(예: 토크)을 발생시킬 수 있는 모터(534) 및 모터(534)를 구동시키기 위한 모터 드라이버 회로(532)를 포함할 수 있다. 센서 모듈(520)은 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈(520)는 사용자의 움직임 정보 또는 웨어러블 장치의 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 포함할 수 있다. 센서 모듈(520)은 획득된 센서 데이터를 제어 모듈(510)에 전달할 수 있다.
도 5a의 실시예에서는 하나의 모터 드라이버 회로(532) 및 하나의 모터(534)를 포함하는 구동 모듈(530)이 도시되어 있으나, 이는 예시일 뿐이다. 도 5b를 참조하면, 도 5b에 도시된 실시예와 같이 제어 시스템(500-1)에서 모터 드라이버 회로(532, 532-1) 및 모터(534, 534-1)는 복수 개(예: 2개 이상)일 수 있다. 모터 드라이버 회로(532) 및 모터(534)를 포함하는 구동 모듈(530)은 도 3의 제1 구동 모듈(45)에 대응할 수 있고, 모터 드라이버 회로(532-1) 및 모터(534-1)를 포함하는 구동 모듈(530-1)은 도 3의 제2 구동 모듈(35)에 대응할 수 있다. 아래에서 설명되는 모터 드라이버 회로(532) 및 모터(534) 각각에 대한 설명은 도 5b에 도시된 모터 드라이버 회로(532-1) 및 모터(534-1)에도 적용될 수 있다.
도 5a의 센서 모듈(520)은 도 5b에 도시된 것과 같은 관성 측정 장치(522) 및 각도 센서(예: 제1 각도 센서(520), 제2 각도 센서(520-1))를 포함할 수 있다. 관성 측정 장치(522)는 사용자의 상체 움직임 값을 측정할 수 있다. 예를 들어, 관성 측정 장치(522)는 사용자의 움직임에 따른 X축, Y축 및 Z축의 가속도 및 X축, Y축 및 Z축의 각속도를 센싱할 수 있다.
각도 센서는 사용자의 다리 움직임에 따른 고관절 각도 값을 측정할 수 있다. 각도 센서에 의해 측정될 수 있는 센서 데이터는 예를 들어 오른쪽 다리의 고관절 각도 값, 왼쪽 다리의 고관절 각도 값 및 다리의 운동 방향에 대한 정보를 포함할 수 있다. 도 5b의 제1 각도 센서(520)는 사용자의 오른쪽 다리의 고관절 각도 값을 획득할 수 있고, 제2 각도 센서(520-1)는 사용자의 왼쪽 다리의 고관절 각도 값을 획득할 수 있다. 제1 각도 센서(520) 및 제2 각도 센서(520-1) 각각은 예를 들어 엔코더 및/또는 홀 센서를 포함할 수 있다. 또한, 각도 센서는 웨어러블 장치의 다리 지지 프레임의 움직임 값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 제1 각도 센서(520)는 제1 다리 지지 프레임(55)의 움직임 값을 획득하고, 제2 각도 센서(520-1)는 제2 다리 지지 프레임(50)의 움직임 값을 획득할 수 있다.
도 5a로 돌아오면, 일 실시예에서 센서 모듈(520)은 사용자의 보행 지표를 추정하기 위한 센서 데이터를 획득할 수도 있다. 예를 들어, 센서 데이터는 사용자가 웨어러블 장치를 착용하고 보행할 때의 움직임에 대한 보행 움직임 정보를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 사용자의 보행 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를, 프로세서(512)의 제어 하에 웨어러블 장치와 연동된 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(210))에 전송할 수 있다. 전자 장치는 보행 움직임 정보에 기초하여 사용자의 보행 지표를 추정할 수 있다.
일 실시예에서, 센서 모듈(520)은 웨어러블 장치의 위치 값을 획득하기 위한 위치 센서, 객체의 근접을 감지하기 위한 근접 센서, 사용자의 생체 신호를 검출하기 위한 생체 신호 센서 및 주변 온도를 측정하기 위한 온도 센서 등을 더 포함할 수 있다.
입력 모듈(540)은 웨어러블 장치의 구성요소(예: 프로세서(512))에 사용될 명령어 또는 데이터를 웨어러블 장치의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(540)은 예를 들어 키(예: 버튼) 또는 터치 스크린을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(550)은 음향 신호를 웨어러블 장치의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(550)은 가이드 음향 신호(예: 구동 시작음, 동작 오류 알림음), 음악 콘텐츠 또는 가이드 음성을 재생하는 스피커를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 음향 출력 모듈(550)은 프로세서(512)의 제어 하에, 사용자의 운동 능력 측정을 위한 가이드 및/또는 사용자의 운동 능력 정보를 웨어러블 장치의 외부로 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 제어 시스템(500)은 웨어러블 장치의 각 구성요소에 전력을 공급하기 위한 배터리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 배터리의 전력을 웨어러블 장치의 각 구성요소의 동작 전압에 맞게 변환하여 각 구성요소에 공급할 수 있다.
구동 모듈(530)은 제어 모듈(510)의 제어 하에 사용자의 다리에 적용되는 외력을 발생시킬 수 있다. 구동 모듈(530)은 사용자의 고관절 위치에 대응되는 곳에 위치하고, 제어 모듈(510)에 의해 생성된 제어 신호에 기초하여 사용자의 다리에 적용되는 토크를 발생시킬 수 있다. 제어 모듈(510)은 제어 신호를 모터 드라이버 회로(532)로 전송할 수 있고, 모터 드라이버 회로(532)는 제어 신호에 대응하는 전류 신호(또는 전압 신호)를 생성하여 모터(534)에 공급함으로써 모터(534)의 동작을 제어할 수 있다. 제어 신호에 따라 모터(534)에 전류 신호가 공급되지 않을 수도 있다. 모터(534)는 모터(534)에 전류 신호가 공급되어 구동될 때 사용자의 다리 움직임을 보조하는 힘이나 다리 움직임을 방해하는 토크를 발생시킬 수 있다.
일 실시예에서, 구동 모듈(530)은 프로세서(512)의 제어 하에, 사용자에 적용되는 저항력의 크기를 변경할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(512)는 미리 설정된 시간이 도달한 때 또는 사용자가 수행하는 운동 프로그램에서 운동 구간이 변경될 때에 저항력의 세기를 증가시킬 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치는 통신 모듈(516)을 통해 웨어러블 장치와 연동되는 전자 장치로부터 제어 신호를 수신하여, 구동 모듈이 저항력의 세기를 변경하도록 제어할 수 있다.
제어 모듈(510)은 웨어러블 장치의 전체적인 동작을 제어하며, 각각의 구성요소(예: 구동 모듈(530))를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어 모듈(510)은 프로세서(512) 및 메모리(514)를 포함할 수 있다.
프로세서(512)는 예를 들어 소프트웨어를 실행하여 프로세서(512)에 연결된 웨어러블 장치의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(512)는 다른 구성요소(예: 통신 모듈(516))로부터 수신된 명령(instructions) 또는 데이터를 메모리(514)에 저장하고, 메모리(514)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하며, 처리 후의 결과 데이터를 메모리(514)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(512)는 메인 프로세서(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 보조 프로세서는 메인 프로세서와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(514)는 제어 모듈(510)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(512))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어, 센서 데이터, 및 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(514)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리(예: RAM, DRAM, SRAM)를 포함할 수 있다.
통신 모듈(516)은 제어 모듈(510)과 웨어러블 장치의 다른 구성요소 또는 외부의 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(210) 또는 제2 웨어러블 장치(220)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(516)은 예를 들어 외부의 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(210))에 센서 모듈(520)에 의해 획득된 센서 데이터를 전송하고, 전자 장치로부터 제어 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(516)은 프로세서(512)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 통신 모듈(516)은 사용자의 사용자 입력에 따른 운동 능력 측정을 위한 전자 장치의 제어 신호를 수신할 수 있다. 통신 모듈(516)은 프로세서(512)의 제어 하에, 센서 모듈(520)을 통해 획득한 사용자의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 전자 장치로 전송하여 전자 장치가 센서 데이터에 기초하여 사용자의 운동 능력 정보를 평가하도록 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 통신 모듈(516)은 무선 통신 모듈(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 및/또는 유선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 예를 들어 블루투스, WiFi(wireless fidelity), ANT, 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크, 또는 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크를 통하여 웨어러블 장치의 다른 구성요소 및/또는 외부의 전자 장치와 통신할 수 있다.
일 실시예에 따른 웨어러블 장치는 사용자의 신체에 적용되는 토크를 생성하는 구동 모듈(530), 웨어러블 장치가 사용자의 신체에 착용되었을 때 사용자의 신체를 지지하고, 구동 모듈(530)에 의해 생성된 토크를 사용자의 신체에 전달하기 위한 지지 프레임, 웨어러블 장치의 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 획득하는 센서 모듈(520) 및 센서 데이터에 기초하여 구동 모듈(530)을 제어하는 제어 모듈(510)을 포함할 수 있다. 지지 프레임은 예를 들어 사용자의 오른쪽 다리를 지지하기 위한 제1 다리 지지 프레임(예: 제1 다리 지지 프레임(55)), 및 사용자의 왼쪽 다리를 지지하기 위한 제2 다리 지지 프레임(예: 제2 다리 지지 프레임(50))을 포함할 수 있다. 지지 프레임은 사용자의 허리를 지지하기 위한 허리 지지 프레임(예: 허리 지지 프레임(20, 25))을 더 포함할 수 있다. 센서 모듈(520)은 예를 들어 웨어러블 장치의 허리 지지 프레임의 움직임 값을 획득하기 위한 관성 측정 장치(예: 관성 측정 장치(522)) 및 웨어러블 장치의 다리 지지 프레임의 움직임 값을 획득하기 위한 각도 센서(예: 제1 각도 센서(520) 및 제2 각도 센서(520-1))를 포함할 수 있다. 허리 지지 프레임의 움직임 값은 사용자의 상체 움직임 값에 대응하고, 다리 지지 프레임의 움직임 값은 사용자의 다리 움직임 값에 대응할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치와 전자 장치 간의 상호 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)를 사용하는 사용자의 사용자 단말 또는 웨어러블 장치(100)를 위한 전용 컨트롤러일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치(100)와 전자 장치(210)는 근거리 무선 통신(예: 블루투스 통신) 방식을 이용하여 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)의 상태를 확인하거나 웨어러블 장치(100)를 제어하기 위한 어플리케이션을 실행할 수 있고, 어플리케이션의 실행에 의해 전자 장치(210)의 디스플레이(212)에 웨어러블 장치(100)의 동작을 제어하거나 또는 사용자의 운동 능력 측정을 위한 사용자 인터페이스(user interface; UI) 화면이 표시될 수 있다. 일 실시예에서, 사용자는 전자 장치(210)의 디스플레이(212) 상의 UI 화면을 통해 웨어러블 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 명령(예: 보행 보조 모드, 운동 보조 모드 또는 운동 능력 측정 모드로의 실행 명령)을 입력하거나 웨어러블 장치(100)의 설정을 변경할 수 있다.
전자 장치(210)는 사용자가 입력한 동작 제어 명령 또는 설정 변경 명령에 대응하는 제어 명령(또는 제어 신호)을 생성하고, 생성된 제어 명령을 웨어러블 장치(100)로 전송할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 수신된 제어 명령에 따라 동작할 수 있고, 제어 결과 및/또는 측정된 데이터(예: 센서 데이터)를 전자 장치(210)로 전송할 수 있다. 전자 장치(210)는 제어 결과 및/또는 웨어러블 장치(100)의 데이터를 분석하여 도출한 결과 정보(예: 보행 능력 정보, 운동 자세 정보, 운동 능력 정보, 신체 능력 정보)를 디스플레이(212)를 통해 사용자에게 제공할 수 있다.
예를 들어, 전자 장치(210)는 사용자의 운동 능력 측정을 위한 사용자 입력에 응답하여 웨어러블 장치에 센서 데이터를 획득하기 위한 제어 명령을 전송할 수 있고, 웨어러블 장치는 전자 장치의 제어 명령에 응답하여 사용자의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 전자 장치(210)에 전송할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 7을 참고하면, 전자 장치(210)는 프로세서(710), 메모리(720), 통신 모듈(730), 디스플레이 모듈(740), 음향 출력 모듈(750), 및 입력 모듈(760)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(210)에 하나 이상의 다른 구성요소(예: 입력 모듈, 센서 모듈, 배터리)가 추가될 수 있다. 전자 장치(210)는 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치(예: 도 1의 웨어러블 장치(100))와 연동될 수 있다.
프로세서(710)는 프로세서(710)에 연결된 전자 장치(210)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(710)는 다른 구성요소(예: 통신 모듈(730))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 메모리(720)에 저장하고, 메모리(720)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 메모리(720)에 저장할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(710)는 메인 프로세서(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다.
메모리(720)는 전자 장치(210)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(710) 또는 통신 모듈(730))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 프로그램(예: 어플리케이션) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(720)는 프로세서(710)에 의해 실행 가능한 적어도 하나의 명령어를 포함할 수 있다. 메모리(720)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
통신 모듈(730)은 전자 장치(210)와 다른 전자 장치(예: 웨어러블 장치(100), 다른 웨어러블 장치(220), 서버(230)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(730)은 프로세서(710)(예: 애플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 통신 모듈(290)은 무선 통신을 수행하는 무선 통신 모듈 (예: 블루투스 통신 모듈, 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈 (예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈들 중 해당하는 통신 모듈은 제1 통신 네트워크(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 통신 네트워크 (예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 다른 전자 장치와 통신할 수 있다. 통신 모듈(730)은 예를 들어 웨어러블 장치(100)에 제어 명령을 전송하고, 웨어러블 장치로부터 웨어러블 장치(100)를 착용한 사용자의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터, 웨어러블 장치(100)의 상태 데이터, 또는 제어 명령에 대응하는 제어 결과 데이터 중 적어도 하나를 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(210)는 운동 능력 정보의 측정을 위한 사용자 입력에 응답하여, 통신 모듈(730)을 통해 운동 능력 평가 모드를 활성화시키는 제어 신호를 웨어러블 장치(100)에 전송할 수 있다. 예를 들어, 운동 능력 정보는 사용자의 유연성, 유연성 대칭성, 근력, 근력 대칭성, 코어 안정성, 또는 심폐 지구력 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.
웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)의 제어 신호에 응답하여, 센서 모듈로부터 센서 데이터를 획득할 수 있다. 센서 데이터는, 웨어러블 장치(100)에 포함된 관성 측정 장치로부터 획득한 사용자의 신체 움직임 값, 또는 사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용하고 운동 또는 보행할 때의 움직임에 대한 움직임 정보를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 획득된 센서 데이터를 전자 장치(210)에 전송할 수 있다.
프로세서(710)는 웨어러블 장치(100)로부터 획득한 센서 데이터에 기초하여, 사용자에게 제시된 하나 이상의 운동 프로그램에서 정의된 기준 운동 자세에 대한 사용자의 운동 자세를 평가하고, 상기 평가의 결과에 기초하여 사용자의 운동 능력 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 운동 프로그램은 두 손 무릎 가슴 당기기 동작 또는 니-업 동작을 복수 회 반복하는 운동 프로그램일 수 있다. 이때, 두 손 무릎 가슴 당기기 동작 또는 니-업 동작이 운동 프로그램에서 정의된 기준 운동 자세일 수 있다.
일 실시예에서, 기준 운동 자세는 복수의 자세 항목들을 포함할 수 있다. 프로세서(710)는 웨어러블 장치(100)로부터 획득한 센서 데이터에 기초하여, 복수의 자세 항목들 각각에 대해 정의된 평가 기준을 기초로 복수의 자세 항목들 각각에 대한 평가 결과를 결정할 수 있다. 예를 들어, 복수의 자세 항목들은 동작 횟수, 동작 속도, 고관절 각도, 또는 운동 시 신체 안정성 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 프로세서(710)는 센서 데이터에 포함되는 사용자의 신체 움직임 값을 기초로 사용자의 신체 안정성을 평가할 수 있다. 전자 장치(210)가 복수의 자세 항목들 각각에 대해 평가하는 방법은, 도 10 및 도 11에서 자세히 설명한다.
일 실시예에서, 프로세서(710)는 웨어러블 장치(100)로부터 획득한 센서 데이터에 포함되는 사용자의 보행 움직임 정보에 기초하여, 사용자의 보행 지표를 추정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(710)는 사용자의 보행 대칭성, 보행 보폭, 보행 속도, SPPB(short physical performance battery) 테스트 스코어, 또는 TUG(timed up and go) 테스트 스코어 중 적어도 하나를 포함하는 보행 지표를 추정할 수 있다.
디스플레이 모듈(740)은 전자 장치(210)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(740)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(740)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(210)는 디스플레이 모듈(740)을 통해 운동 능력 측정을 가이드하기 위한 사용자 인터페이스 화면을 출력할 수 있고, 운동 능력 측정이 완료된 후, 운동 능력 측정 정보를 출력할 수 있다.
음향 출력 모듈(750)은 음향 신호를 전자 장치(210)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(750)은 웨어러블 장치(100)의 상태에 기초한 가이드 음향 신호(예: 구동 시작음, 동작 오류 알림음), 음악 콘텐츠 또는 가이드 음성을 재생하는 스피커를 포함할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 올바르게 착용되지 않은 것으로 결정된 경우, 음향 출력 모듈(750)은 사용자에게 비정상 착용을 알리거나 정상 착용을 유도하기 위한 가이드 음성을 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(210)는 음향 출력 모듈(750)을 통해 운동 능력 측정의 시작, 과정, 또는 종료를 알리는 가이드를 음향 신호로 출력할 수 있다.
입력 모듈(760)은 전자 장치(210)의 구성요소(예: 프로세서(710))에 사용될 명령어 또는 데이터를 전자 장치(210)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(760)은 예를 들어 키(예: 버튼) 또는 터치 스크린을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 입력 모듈(760)을 통해 운동 능력 정보를 측정하기 위한 사용자 입력을 할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 사용자의 운동 능력 정보를 결정하기 위한 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다. 일 실시예에서, 도 8의 동작들 중 적어도 하나의 동작은 다른 동작과 동시 또는 병렬적으로 수행될 수 있고, 동작들 간의 순서는 변경될 수 있다. 또한, 동작들 중 적어도 하나의 동작은 생략될 수 있고, 다른 동작이 추가적으로 수행될 수도 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(210)는 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치(100)와 연동될 수 있다. 전자 장치(210)는 통신 모듈을 통해 웨어러블 장치(100)에 제어 명령 또는 제어 신호를 전송할 수 있고, 웨어러블 장치(100)는 통신 모듈을 통해 제어 결과 또는 측정된 데이터(예: 센서 데이터)를 전자 장치(210)에 전송할 수 있다.
도 8을 참조하면, 동작(805)에서 전자 장치(210)는 사용자의 운동 능력 정보의 측정을 위한 사용자 입력을 수신할 수 있다. 전자 장치(210)는 키(예: 버튼) 또는 터치 스크린과 같은 입력 모듈을 포함할 수 있으며, 사용자는 입력 모듈을 통해 전자 장치(210)에서 실행되는 어플리케이션 상에서 수행하고자 하는 운동 능력 정보 측정 테스트를 입력할 수 있다.
동작(810)에서, 사용자의 입력에 응답하여 전자 장치(210)는 운동 능력 정보의 측정을 위한 제어 신호를 웨어러블 장치(100)에 전송할 수 있다. 동작(815)에서, 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)로부터 운동 능력 정보의 측정을 위한 제어 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)로부터 수행할 운동 능력 측정 테스트의 종류 및 운동 능력 측정 테스트에 대해 사용자에 의해 설정된 평가 요소에 대한 정보를 수신할 수 있다.
동작(820)에서, 웨어러블 장치(100)는 제어 신호의 전송에 응답하여, 센서 모듈로부터 센서 데이터를 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 센서 데이터는 웨어러블 장치(100)가 운동 능력 평가 모드에서 동작할 때, 사용자가 사용자에게 제시된 하나 이상의 운동 프로그램에 따라 수행한 움직임에 대한 운동 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서 데이터는 웨어러블 장치(100)에 포함된 관성 측정 장치로부터 획득한 사용자의 신체 움직임 값을 포함할 수 있고, 사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용하고 보행할 때의 움직임에 대한 보행 움직임 정보를 포함할 수 있다.
동작(825)에서, 웨어러블 장치(100)는 획득한 센서 데이터를 기초로 사용자에 적용하는 저항력의 세기를 변경할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 운동 능력 평가 모드에 따라 동작하는 과정에서 정의된 조건이 만족될 때, 웨어러블 장치(100)에 포함되는 프로세서는 구동 모듈이 사용자에 적용하는 저항력의 세기를 변경하도록 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 통신 모듈을 통해 전자 장치(210)로부터 사용자의 사용자 입력에 따른 제어 신호를 수신하여, 구동 모듈이 저항력의 세기를 변경하도록 제어할 수 있다. 다만, 동작(825)는 실시예에 따라 생략될 수도 있다.
동작(830)에서, 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)가 센서 데이터에 기초하여 사용자의 운동 능력을 평가하고 사용자의 운동 능력 정보를 결정하도록 상기 획득된 센서 데이터를 전자 장치(210)에 전송할 수 있다.
동작(835)에서, 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)로부터 사용자의 운동 능력을 평가하기 위한 사용자의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 획득할 수 있다.
동작(840)에서, 전자 장치(210)는 센서 데이터에 기초하여 사용자의 운동 능력 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(210)는 센서 데이터에 포함된, 사용자가 사용자에게 제시된 하나 이상의 프로그램에 따라 수행한 움직임에 대한 운동 정보, 관성 측정 장치로부터 획득한 사용자의 신체 움직임 값, 또는 사용자가 보행할 때의 움직임에 대한 보행 움직임 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 사용자의 운동 능력 정보를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(210)는 센서 데이터에 기초하여, 사용자가 하나 이상의 프로그램에서 정의된 기준 운동 자세에 대한 사용자의 운동 자세를 평가할 수 있다. 전자 장치(210)는 상기 평가의 결과에 기초하여 운동 능력 정보를 결정할 수 있다. 기준 운동 자세는 복수의 자세 항목들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 자세 항목들은 동작 횟수, 동작 속도, 고관절 각도, 또는 운동 시 신체 안정성 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)로부터 획득한 센서 데이터에 기초하여, 복수의 자세 항목들 각각에 대해 정의된 평가 기준을 기초로 복수의 자세 항목들 각각에 대한 평가 결과를 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 하나 이상의 운동 프로그램을 수행하는 동안, 웨어러블 장치(100)는 센서 모듈을 통해 획득한 사용자의 움직임에 대한 움직임 정보를 전자 장치(210)에 제공할 수 있고, 전자 장치(210)는 센서 데이터에 기초하여 사용자가 운동 프로그램을 수행하는 동안 사용자의 동작 횟수, 동작 속도, 고관절 각도, 또는 동작 시 신체 안정성을 계산할 수 있다. 전자 장치(210)는 계산된 동작 횟수, 동작 속도, 고관절 각도, 및 동작 시 신체 안정성 각각을 복수의 자세 항목들 각각에 대해 정의된 평가 기준 값과 비교하여, 복수의 자세 항목들 각각을 평가할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(210)는 센서 데이터에 포함된 보행 움직임 정보에 기초하여 사용자의 보행 지표를 추정할 수 있다. 사용자가 보행할 때의 움직임에 대한 보행 움직임 정보는, 웨어러블 장치(100)에 포함된 관성 측정 장치에서 획득한 사용자의 움직임에 대한 가속도 및/또는 각속도에 대한 정보, 또는 웨어러블 장치(100)에 포함된 각도 센서에서 획득한 사용자의 고관절 각도에 대한 정보를 포함할 수 있다. 전자 장치(210)는 사용자의 보행 움직임 정보에 기초하여, 사용자의 보행 대칭성, 보행 가변성, 보행 보폭, 보행 속도, 보행 건강 나이, SPPB(short physical performance battery) 테스트 스코어, 및 TUG(timed up and go) 테스트 스코어 중 적어도 하나를 포함하는 보행 지표를 추정할 수 있다.
동작(845)에서, 전자 장치(210)는 사용자의 운동 능력 정보를 다른 웨어러블 장치에 전송할 수 있다. 다른 웨어러블 장치는, 예를 들어, 무선 이어폰(예: 도 2의 무선 이어폰(222)), 스마트워치(예: 도 2의 스마트워치(224)), 또는 스마트글래스(예: 도 2의 스마트글래스(226))일 수 있으나, 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 다만, 동작(845)는 실시예에 따라 생략될 수도 있다.
동작(850)에서, 전자 장치(210)는 사용자의 운동 능력 정보를 디스플레이 모듈을 통해 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 모듈은 전자 장치(210)의 프로세서 제어 하에, 사용자의 운동 능력의 측정을 가이드하기 위한 사용자 인터페이스 화면을 출력하고 사용자의 운동 능력 정보를 출력할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 전자 장치 및 웨어러블 장치와 다른 웨어러블 장치의 상호작용을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 9를 참조하면, 사용자(110)는 웨어러블 장치(100) 및 스마트워치(224)를 착용할 수 있다. 실시예에 따라, 도 10에 도시된 스마트워치(224)는 다른 웨어러블 장치(예: 스마트글래스, 무선이어폰 등)로 대체될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 일례로, 사용자가 착용한 웨어러블 장치(100)는, 도 1을 참조하여 설명한 웨어러블 장치(100)일 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 장치(100), 스마트워치(224), 및 전자 장치(210) 각각은 통신 모듈을 포함할 수 있고, 통신 모듈 각각은 서로 무선 통신 모듈 및/또는 유선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈 각각은 블루투스, WiFi(wireless fidelity), ANT, 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크, 또는 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크를 통하여 서로 통신할 수 있다. 다시 말해, 전자 장치(210), 웨어러블 장치(100), 및 스마트워치(224)는 서로 연동될 수 있다.
사용자(110)는 웨어러블 장치(100) 또는 스마트워치(224)를 통해 사용자의 운동 능력 측정을 위한 사용자 입력을 할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자(210)는 전자 장치(210)에 사용자 입력을 하여 운동 능력 측정 모드로의 실행을 웨어러블 장치(100)에 명령할 수 있다. 전자 장치(210)는 사용자 입력에 응답하여 디스플레이 모듈 또는 음향 출력 모듈을 통해 운동 능력 측정의 시작을 알리는 가이드를 출력할 수 있고, 웨어러블 장치(100)에 운동 능력 평가 모드를 활성화시키는 제어 신호를 전송할 수 있다. 또한, 전자 장치(210)는 스마트워치(224)에 제어 신호를 전송함으로써, 스마트워치(224)의 디스플레이 모듈에 운동 능력 측정을 알리는 가이드가 출력되도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 스마트워치(224)는 사용자의 심장박동을 센싱하는 센서 모듈을 포함할 수 있다. 스마트워치(224)는 실시간으로 사용자(110)의 심박수를 센싱하여 사용자(110)의 심박수 데이터를 획득할 수 있다. 스마트워치(224)는 획득한 사용자(110)의 심박수 데이터를 통신 모듈을 통해 전자 장치(210)에 전송할 수 있다. 전자 장치(210)는 스마트워치(224)로부터 사용자(110)의 심박수 데이터를 획득하여, 심박수 데이터를 기초로 사용자(110)의 건강 상태를 실시간으로 사용자(110)에게 제공할 수 있다.
예를 들어, 사용자(110)는 최대의 운동 효과를 누리기 위해, 목표 심박수(target heart rate; THR)을 설정할 수 있다. 스마트워치(224)에 구비된 생체 센서를 통해 사용자(110)의 최대 심박수(HRmax), 안정시 심박수(Resting HR)가 추정될 수 있다. 스마트워치(224) 또는 전자 장치(210)는 최대 심박수 및 안정시 심박수를 기초로 여유 심박수(heart rate reserve; HRR)를 계산할 수 있고, 여유 심박수를 기초로 목표 심박수를 계산할 수 있다.
사용자(110)는 운동 능력 측정을 하기 위한 하나 이상의 운동 프로그램을 수행할 때, 스마트워치(224)를 이용하여 실시간으로 사용자(110)의 심박수를 측정하거나 목표 심박수를 설정하여 운동 프로그램을 수행함으로써, 보다 정확한 운동 능력을 평가할 수 있다.
일 실시예에서, 사용자(110)는 심폐 지구력을 측정하기 위해 스마트워치(224)를 이용할 수 있다. 예를 들어, 운동 프로그램이 종료된 직후, 전자 장치(210)는 제어 신호를 통해 스마트워치(224) 및/또는 웨어러블 장치(100) 운동 프로그램의 종료를 알릴 수 있고, 스마트워치(224)는 운동 프로그램이 끝난 직후의 최대 심박수 및 운동 프로그램이 종료된 후 1분 후의 심박수를 센싱하여 획득한 심박수 데이터를 전자 장치(210)에 제공할 수 있다. 전자 장치(210)는 스마트워치(224)로부터 획득한 심박수 데이터를 기초로 사용자(110)의 회복 심박수(Recovery HR)를 계산할 수 있고, 회복 심박수를 기초로 사용자(110)의 심폐 지구력을 평가할 수 있다.
일 실시예에서, 사용자(110)가 스마트워치(224)와 같은, 실시간으로 사용자(110)의 심박수를 측정할 수 있는 다른 웨어러블 장치를 착용하지 않는 경우, 전자 장치(210)는 사용자(110)가 운동 후 선택한 운동 자각도(rating of perceived exertion; RPE)에 기초하여 사용자(110)의 심폐 지구력을 추정할 수 있다.
힘든 정도 Borg scale 심박수 예상치
No exertion at all 0 60
Extremely light 1 70
Very light 2 85
Light 3 100
4 110
Somewhat hard 5 125
Hard(heavy) 6 140
7 155
Very hard 8 170
9 180
Extremely hard 10 195
Maximal exertion
표 1을 참조하면, 사용자(110)는 운동 프로그램의 종료 직후 및 운동 프로그램의 종료 뒤 1분 뒤에, 사용자(110) 본인이 주관적으로 느끼는 힘든 정도에 대해서 평가할 수 있다. 예를 들어, 운동 종료 후 전혀 힘들지 않을 때 사용자(110)는 No exertion at all이라 평가할 수 있고, 다소 힘들 때 Somewhat hard라 평가할 수 있고, 최대로 힘들 때 Maximal exertion이라 평가할 수 있다. 사용자(110)가 평가한 힘든 정도에 따라 서로 다른 보그 스케일(Borg scale)이 할당될 수 있고, 보그 스케일을 기초로 사용자(110)의 운동 수행에 대한 심박수가 추정될 수 있다. 예를 들어, 사용자(110)가 느끼는 힘든 정도에 따라, 0 부터 10 사이의 보그 스케일 중 하나가 할당될 수 있고, 할당된 보그 스케일에 따라 사용자(110)의 심박수 예상치가 추정될 수 있다. 전자 장치(210)는 추정된 심박수 예상치에 기초하여 사용자(110)의 심폐 지구력을 추정할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 사용자가 웨어러블 장치를 착용하고 두 손 무릎 가슴 당기기의 운동을 할 때 사용자의 운동 능력 정보를 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 사용자(110)는 웨어러블 장치(100)를 착용하고 제1 운동 프로그램에서 제시된 운동을 수행할 수 있다. 전자 장치는 웨어러블 장치(100)와 연동하여 사용자(110)의 운동 과정에서 획득한 센서 데이터를 기초로 사용자(110)의 운동 능력을 추정할 수 있다.
예를 들어, 제1 운동 프로그램은 두 손 무릎 가슴 당기기(standing knee to chest) 동작을 복수 회 반복하는 운동 프로그램일 수 있다. 제1 운동 프로그램에서 정의된 기준 운동 자세는 제2 자세(1020)일 수 있다. 사용자(110)는 두 손 무릎 가슴 당기기 동작을 수행하기 위해, 사용자(110)의 왼쪽 무릎과 오른쪽 무릎을 서로 번갈아 가면서 가슴으로 당긴 후 일정 시간동안 유지할 수 있다. 다만, 제1 운동 프로그램에서 수행되는 운동 종류는 실시예에 따라 달라질 수 있다.
사용자(110)는 제1 운동 프로그램을 수행하기 전, 차렷 자세인 제1 자세(1010)를 수행할 수 있다. 사용자(110)의 운동 능력 측정을 위한 사용자 입력에 응답하여, 제1 운동 프로그램을 시작하라는 가이드가 전자 장치(210)의 디스플레이 모듈 또는 음향 출력 모듈을 통해 출력 되면, 사용자(110)는 제1 자세(1010)를 유지하다가 제2 자세(1020)인 두 손 무릎 가슴 당기기 동작을 수행할 수 있다.
사용자(110)는 전자 장치로부터 제2 자세(1020)을 일정 시간 동안 유지하라는 가이드를 제공받을 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)가 제1 운동 프로그램을 수행하는 동안, 센서 모듈을 통해 사용자(110)의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈은 각도 센서(125) 및 관성 측정 장치(135)를 포함할 수 있고, 각도 센서(125)는 사용자(110)의 고관절 각도 값을 측정할 수 있고, 관성 측정 장치(135)는 사용자(110)의 상체 움직임 값을 측정할 수 있다. 관성 측정 장치(135)는 사용자의 움직임에 따른 X축, Y축, 및 Z축의 가속도 및 각속도를 센싱할 수 있다.
사용자(110)는 제1 운동 프로그램을 수행하여 운동 능력 정보 중 사용자(110)의 유연성 및/또는 유연성 대칭성을 평가할 수 있다. 예를 들어, 제1 운동 프로그램에서 정의된 기준 운동 자세는 동작 횟수, 동작 속도, 고관절 각도, 또는 운동 시 신체 안정성 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)에 포함된 각도 센서(예: 엔코더 및/또는 홀 센서)를 통해 획득한 사용자의 고관절 각도 값을 기초로, 사용자의 자세의 올바름 여부와 상관없이 운동 시도가 있었다고 판단하여 동작 횟수를 카운트할 수 있다. 참조 번호(1030)를 참조하면, 사용자(110)가 제1 운동 프로그램에서 운동을 수행할 때, 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 고관절 각도 값(θ)을 측정할 수 있다. 예를 들어, 사용자(110)가 제1 운동 프로그램을 수행하는 동안 사용자(110)의 오른쪽 다리에 대응되는 고관절 각도 값 또는 사용자의 왼쪽 다리에 대응되는 고관절 각도 값이 15도 보다 커지면, 전자 장치는 사용자(110)가 두 손 무릎 가슴 당기기 운동을 1회 수행하였다고 카운팅할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(210)는 사용자가 운동을 적절한 빠르기로 수행하는지 판단하기 위해, 각 운동 별로 동작 속도를 평가할 수 있다. 예를 들어, 각 운동 별로 (1) 빠른 속도, (2) 보통 속도, 및 (3) 느린 속도 중 어느 하나의 속도가 설정될 수 있고, 사용자는 운동 시 상기 세 개의 빠르기 중 어느 한 빠르기를 선택하여 운동할 수 있다. 각 빠르기 별로, 기준이 되는 1회 동작 시 수행 소요 시간이 설정될 수 있다. 사용자가 빠르기를 선택한 후 운동 시, 사용자가 수행한 수행 소요 시간이, 사용자가 선택한 빠르기의 기준이 되는 1회 동작 시 수행 소요 시간에 가까울수록 사용자의 동작 속도에 대한 평가는 좋아질 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(210)는 사용자가 운동 시 적정 가동 범위 또는 적정 보폭으로 운동을 수행하는지 판단하기 위해, 사용자의 고관절 각도에 대한 평가를 할 수 있다. 참조 번호(1030)를 참조하면, 사용자(110)가 두 손 무릎 가슴 당기기 동작을 수행할 때, 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 고관절 각도 값을 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 두 손 무릎 가슴 당기기 동작에서 사용자의 고관절 각도에 대한 평가 기준이 되는 고관절 각도 기준 값이 정의될 수 있다. 전자 장치(210)는 사용자(110)가 두 손 무릎 가슴 당기기 동작을 1회 동작 시, 각도 센서(125)가 측정한 사용자(110)의 고관절 각도 값 중 최대 값을, 사용자(110)의 두 손 무릎 가슴 당기기 동작 1회 동작 시 고관절 각도 값으로 판단할 수 있다. 전자 장치는 사용자(110)의 1회 동작 시 고관절 각도 값과 고관절 각도 기준 값을 비교하여 사용자(110)의 고관절 각도에 대한 평가를 할 수 있고, 사용자의 1회 동작 시 고관절 각도 값이 고관절 각도 기준 값에 근접할수록 사용자의 고관절 각도에 대한 평가는 좋아질 수 있다.
일 실시예에서, 운동 시 신체 안정성은 앞뒤 안정성, 좌우 안정성, 및 회전 안정성을 포함할 수 있다. 사용자(110)가 제1 운동 프로그램을 수행하는 동안 웨어러블 장치(100)의 관성 측정 장치(135)는 사용자의 움직임에 따른 X축, Y축, 및 Z축에 대한 가속도 및 각속도를 측정할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 운동 능력 측정을 위한 사용자 입력에 응답하여 사용자(110)의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 전자 장치에 전송할 수 있다. 전자 장치는 센서 데이터에 포함된 사용자(110)의 움직임에 따른 가속도 및 각속도에 대한 정보를 기초로, 사용자(110)의 운동 시 신체 안정성을 평가할 수 있다.
참조 번호(1040)를 참조하면, 전자 장치는 사용자(110)가 제1 운동 프로그램에서 운동을 수행할 때, 사용자(110)의 앞뒤 안정성을 평가할 수 있다. 일 실시예에서, 두 손 무릎 가슴 당기기 동작에서 사용자(110)의 앞뒤 안정성에 대한 평가 기준이 되는 앞뒤 경사 기준 값이 정의될 수 있다. 관성 측정 장치(135)는 사용자(110)가 두 손 무릎 가슴 당기기 동작 시, 사용자(110)의 골반이 지면을 기준으로 앞 또는 뒤로 기우는 경사 값을 측정할 수 있다. 전자 장치는 사용자(110)가 두 손 무릎 가슴 당기기 동작을 1회 동작시, 관성 측정 장치(135)가 측정한 앞뒤 경사 값 중 최대 값을, 사용자(110)의 두 손 무릎 가슴 당기기 동작 1회 동작 시 앞뒤 안정성 값으로 판단할 수 있다. 전자 장치는 사용자(110)의 1회 동작 시 앞뒤 안정성 값과 앞뒤 경사 기준 값을 비교하여, 사용자(110)의 앞뒤 안정성에 대한 평가를 할 수 있다. 사용자의 1회 동작시 앞뒤 안정성 값이 앞뒤 경사 기준 값에 근접할수록 사용자의 앞뒤 안정성에 대한 평가는 좋아질 수 있다.
참조 번호(1050)를 참조하면, 전자 장치는 사용자(110)가 제1 운동 프로그램에서 운동을 수행할 때, 사용자(110)의 좌우 안정성을 평가할 수 있다. 일 실시예에서, 두 손 무릎 가슴 당기기 동작에서 사용자(110)의 좌우 안정성에 대한 평가 기준이 되는 좌우 경사 기준 값이 정의될 수 있다. 관성 측정 장치(135)는 사용자(110)가 두 손 무릎 가슴 당기기 동작 시, 사용자(110)의 골반이 지면을 기준으로 오른쪽 또는 왼쪽으로 기우는 경사 값을 측정할 수 있다. 전자 장치는 사용자(110)가 두 손 무릎 가슴 당기기 동작을 1회 동작시, 관성 측정 장치(135)가 측정한 좌우 경사 값 중 최대 값을, 사용자(110)의 두 손 무릎 가슴 당기기 동작 1회 동작 시 좌우 안정성 값으로 판단할 수 있다. 전자 장치는 사용자(110)의 1회 동작 시 좌우 안정성 값과 좌우 경사 기준 값을 비교하여, 사용자(110)의 좌우 안정성에 대한 평가를 할 수 있다. 사용자의 1회 동작시 좌우 안정성 값이 좌우 경사 기준 값에 근접할수록 사용자의 좌우 안정성에 대한 평가는 좋아질 수 있다.
참조 번호(1060)를 참조하면, 전자 장치는 사용자(110)가 제1 운동 프로그램에서 운동을 수행할 때, 사용자(110)의 회전 안정성을 평가할 수 있다. 일 실시예에서, 두 손 무릎 가슴 당기기 동작에서 사용자의 회전 안정성에 대한 평가 기준이 되는 회전 기준 값이 정의될 수 있다. 관성 측정 장치(135)는 사용자(110)가 두 손 무릎 가슴 당기기 동작 시, 사용자(110)의 골반의 회전 값을 측정할 수 있다. 전자 장치는 사용자(110)가 두 손 무릎 가슴 당기기 동작을 1회 동작시, 관성 측정 장치(135)가 측정한 회전 값 중 최대 값을, 사용자(110)의 두 손 무릎 가슴 당기기 동작 1회 동작 시 회전 값으로 판단할 수 있다. 전자 장치는 사용자(110)의 1회 동작 시 회전 값과 회전 기준 값을 비교하여, 사용자(110)의 회전 안정성에 대한 평가를 할 수 있다. 사용자의 1회 동작시 앞뒤 안정성 값이 앞뒤 경사 기준 값에 근접할수록 사용자의 앞뒤 안정성에 대한 평가는 좋아질 수 있다.
동작 속도
(보통빠르기)		 고관절 각도 앞뒤 안정성 좌우 안정성 회전 안정성
기준 값 6초 120° 골반경사 각도+10° 평행 평행
상 기준 값±1초 기준 값±10° 기준 값±3° 기준 값±10° 기준 값±10°
중 기준 값±2초 기준 값±20° 기준 값±5° 기준 값±20° 기준 값±20°
하 그 외 범위 그 외 범위 그 외 범위 그 외 범위 그 외 범위
표 2를 참조하면, 사용자(110)가 운동 프로그램에서 두 손 무릎 가슴 당기기 동작을 수행하는 동안 평가될 복수의 자세 항목들 각각에 대해, 평가 기준이 되는 기준 값이 정의될 수 있다. 복수의 자세 항목들은 예를 들어 동작 속도, 고관절 각도, 앞뒤 안정성, 좌우 안정성, 및 회전 안정성을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 사용자(110)가 운동을 수행하기 전 동작 속도를 보통 빠르기로 설정한 경우, 보통 빠르기의 기준 값은 6초로 정의될 수 있고, 사용자(110)가 1회 동작을 수행하는 데 소요되는 시간이 6초에 근접할수록, 동작 속도에 대한 평가는 "상"에 가까워질 수 있다. 복수의 자세 항목들 각각에 대한 평가 기준 값은 사용자(110)의 설정에 따라 달라질 수 있다.
전자 장치(210)는 사용자(110)가 운동 프로그램에서 두 손 무릎 가슴 당기기 동작을 수행하는 동안 웨어러블 장치(100)로부터 획득한 센서 데이터를 기초로, 예를 들어, 유연성 및 유연성 대칭성을 평가할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(210)는 사용자(110)가 두 손 무릎 가슴 당기기 동작을 수행하는 동안, 사용자(110)의 오른쪽 다리 및 왼쪽 다리의 고관절 각도의 최대 값을 산출한 후, 복수의 동작 각각에서의 고관절 각도의 최대 값의 평균 값에 기초하여 유연성을 평가할 수 있다. 고관절 각도의 최대 값의 평균 값이 높을수록 유연성이 좋은 것으로 평가될 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(210)는 사용자(110)가 두 손 무릎 가슴 당기기 동작을 수행하는 동안, 사용자(110)의 오른쪽 다리 및 왼쪽 다리의 고관절 각도의 최대 값을 산출한 후, 오른쪽 다리의 고관절 각도의 최대 값과 왼쪽 다리의 고관절 각도의 최대 값의 차이를 계산하여 유연성 대칭성을 평가할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 사용자가 웨어러블 장치를 착용하고 니-업 운동을 할 때 사용자의 운동 능력 정보를 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 사용자(110)는 웨어러블 장치(100)를 착용하고 니-업 운동을 수행할 수 있다. 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)와 연동하여 사용자의 니-업 운동 과정에서 획득한 센서 데이터를 기초로 사용자(110)의 운동 능력을 추정할 수 있다. 니-업 운동은 다리를 차렷 자세로 한 제1 자세(1110)와 어느 한쪽 다리를 올린 자세인 제2 자세(1120)를 번갈아 수행하는 운동일 수 있다. 니-업 운동에서 운동 능력의 평가의 대상이 되는 기준 운동 자세는 제2 자세(1120)일 수 있다.
일 실시예에서, 사용자(110)는 니-업 운동의 동작들을 수행하기 위해, 처음에 제1 자세(1110)와 같이 사용자(110)의 오른쪽 무릎을 들어올리면서 왼쪽 발은 바닥에 고정시킬 수 있다. 이후에 사용자(110)는 제2 자세(1120)와 같이 오른쪽 무릎을 가슴팍을 향해 들어올린 후, 동작(1110)과 같이 다시 바닥으로 내린 뒤, 오른쪽 무릎을 들어올리면서 왼쪽 발은 바닥에 고정시킬 수 있다. 사용자(110)는 왼쪽 무릎과 오른쪽 무릎을 서로 번갈아 가면서 들어올릴 수 있다. 다만, 제2 운동 프로그램에서 수행되는 운동 종류는 실시예에 따라 달라질 수 있다.
사용자(110)는 제2 운동 프로그램을 수행하기 전, 차렷 자세인 제1 자세(1110)를 수행할 수 있다. 사용자(110)의 운동 능력 측정을 위한 사용자 입력에 응답하여, 전자 장치(210)로부터 제2 운동 프로그램을 시작하라는 가이드가 전자 장치(210)의 디스플레이 모듈 또는 음향 출력 모듈을 통해 출력 되면, 사용자(110)는 제1 자세(1110)을 유지하다가 제2 자세(1120)인 니-업 동작을 수행할 수 있다. 사용자(110)는 제2 자세(1120)을 수행한 후 다시 차렷 자세인 제1 자세(1110)으로 돌아갈 수 있고, 이전 제2 자세(1120)에서 수행했던 다리의 반대쪽 다리로 다시 제2 자세(1120)을 수행할 수 있다. 사용자(110)는 사용자(110)의 오른쪽 다리 및 왼쪽 다리를 번갈아가면서 제1 자세(1110) 및 제2 자세(1120)을 반복적으로 수행할 수 있다.
웨어러블 장치(100)는 사용자(110)가 제2 운동 프로그램을 수행하는 동안, 센서 모듈을 통해 사용자(110)의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 획득할 수 있고, 획득된 센서 데이터를 전자 장치(210)는 전송할 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈은 각도 센서(125) 및 관성 측정 장치(135)를 포함할 수 있고, 각도 센서(125)는 사용자(110)의 고관절 각도 값을 측정할 수 있고, 관성 측정 장치(135)는 사용자(110)의 상체 움직임 값을 측정할 수 있다. 관성 측정 장치(135)는 사용자의 움직임에 따른 X축, Y축, 및 Z축의 가속도 및 각속도를 센싱할 수 있다.
사용자(110)는 제2 운동 프로그램을 수행하여 운동 능력 정보 중 사용자(110)의 근력, 근력 대칭성, 및 코어 안정성 중 적어도 하나를 평가할 수 있다. 예를 들어, 제2 운동 프로그램에서 정의된 기준 운동 자세는 동작 횟수, 동작 속도, 고관절 각도, 또는 운동 시 신체 안정성 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)에 포함된 각도 센서(예: 엔코더 및/또는 홀 센서)를 통해 획득한 사용자의 고관절 각도 값을 기초로, 사용자의 자세의 올바름 여부와 상관없이 운동 시도가 있었다고 판단하여 동작 횟수를 카운트할 수 있다. 참조 번호(1030)를 참조하면, 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)가 제2 운동 프로그램에서 운동을 수행하는 동안, 사용자(110)의 고관절 각도 값(θ)을 측정할 수 있다. 제2 운동 프로그램에서 사용자(110)의 동작 횟수, 및 동작 속도, 및 고관절 각도를 평가하는 방법은, 앞서 도 10을 참조하여 설명한 실시예를 참조하여 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 전자 장치(210)는 복수의 자세 항목들 중 사용자(110)의 운동 시 신체 안정성을 평가할 수 있고, 신체 안정성은 앞뒤 안정성, 좌우 안정성, 및 회전 안정성을 포함할 수 있다. 참조 번호(1140)를 참조하면, 사용자(110)가 제2 운동 프로그램에서 운동을 수행할 때, 앞뒤 안정성의 평가 기준이 되는 기준 값과 사용자(110)의 앞뒤 안정성 값을 비교하여, 사용자(110)의 앞뒤 안정성에 대한 평가를 할 수 있다. 복수의 자세 항목들 중 앞뒤 안정성을 평가하는 방법은, 앞서 도 10을 참조하여 설명한 실시예를 참조하여 이해될 수 있을 것이다.
참조 번호(1150)를 참조하면, 사용자(110)가 제2 운동 프로그램에서 운동을 수행할 때, 좌우 안정성의 평가 기준이 되는 기준 값과 사용자(110)의 좌우 안정성 값을 비교하여, 사용자(110)의 좌우 안정성에 대한 평가를 할 수 있다. 복수의 자세 항목들 중 좌우 안정성을 평가하는 방법은, 앞서 도 10을 참조하여 설명한 실시예를 참조하여 이해될 수 있을 것이다.
참조 번호(1160)를 참조하면, 사용자(110)가 제2 운동 프로그램에서 운동을 수행할 때, 회전 안정성의 평가 기준이 되는 기준 값과 사용자(110)의 회전 안정성 값을 비교하여, 사용자(110)의 회전 안정성에 대한 평가를 할 수 있다. 복수의 자세 항목들 중 회전 안정성을 평가하는 방법은, 앞서 도 10을 참조하여 설명한 실시예를 참조하여 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 사용자(110)가 제2 운동 프로그램을 수행하는 동안, 사용자(110)의 운동 강도를 높이기 위해 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)에게 저항력을 적용할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)에게 적용하는 저항력의 세기가 클수록, 사용자(110)의 운동 강도는 높아질 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)가 제2 운동 프로그램을 수행하는 과정에서, 미리 정의된 조건이 만족될 때 사용자에 적용하는 저항력의 세기가 변경되도록 웨어러블 장치(100)의 구동 모듈을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 미리 설정된 시간이 도달한 때 또는 운동 구간이 변경될 때에 사용자(110)에게 적용되는 저항력의 세기를 변경할 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이 전자 장치(210)는 사용자(110)가 제2 운동 프로그램을 수행하는 동안 니-업 동작의 횟수를 센싱할 수 있고, 전자 장치(210)는 사용자(110)가 니-업 동작을 일정 횟수 한 경우, 웨어러블 장치(100)에 제어 신호를 전송함으로써 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)에게 적용하는 저항력의 세기를 증가시키도록 할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(210)는 사용자(110)가 제2 운동 프로그램의 수행을 시작한 후, 미리 설정된 시간이 도달하면 웨어러블 장치(100) 제어 신호를 전송함으로써 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)에게 적용하는 저항력의 세기를 증가시키도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)의 제어 신호를 수신하지 않고, 웨어러블 장치(100)의 프로세서가 구동 모듈을 제어하여, 사용자(100)에게 적용되는 저항력의 세기를 변경할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(210)는 사용자(110)가 운동 프로그램에서 니-업 동작을 수행하는 동안 웨어러블 장치(100)로부터 획득한 센서 데이터를 기초로, 예를 들어, 근력, 근력 대칭성, 및 코어 안정성을 평가할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(210)는 사용자(110)가 두 손 무릎 가슴 당기기 동작을 수행하는 동안, 사용자(110)의 고관절 각도와 사용자(110)의 골반 전후 각도 값을 기초로 근력을 평가할 수 있다. 전자 장치(210)는 사용자(110)의 좌측 근체력 스코어 및 사용자(110)의 우측 근체력 스코어를 기초로 사용자(110)의 근력 대칭성을 평가할 수 있다. 전자 장치(210)는 사용자(110)의 고관절 각도, 골반 전후 각도, 또는 골반 좌우 각도 중 적어도 하나에 기초하여 사용자(110)의 코어 안정성을 평가할 수 있다.
동작 속도
(보통빠르기)		 고관절 각도 앞뒤 안정성 좌우 안정성 회전 안정성
기준 값 2.5초 110° 골반경사 각도+5° 평행 평행
상 기준 값±0.5초 기준 값±10° 기준 값±3° 기준 값±10° 기준 값±10°
중 기준 값±1.0초 기준 값±20° 기준 값±5° 기준 값±20° 기준 값±20°
하 그 외 범위 그 외 범위 그 외 범위 그 외 범위 그 외 범위
표 3을 참조하면, 사용자(110)가 운동 프로그램에서 니-업 운동 동작을 수행하는 동안 평가될 복수의 자세 항목들 각각에 대해, 평가 기준이 되는 값이 정의될 수 있다. 복수의 자세 항목들은 예를 들어 동작 속도, 고관절 각도, 앞뒤 안정성, 좌우 안정성, 및 회전 안정성을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시예에서, 사용자(110)가 운동을 수행하기 전 동작 속도를 보통 빠르기로 설정한 경우, 보통 빠르기의 기준 값은 2.5초로 정의될 수 있고, 사용자(110)가 니-업 운동 동작을 1회 수행하는 데 소요되는 시간이 2.5초에 근접할수록, 동작 속도에 대한 평가는 좋아질 수 있다. 예를 들어, 사용자(110)가 니-업 동작을 1회 수행하는 데 소요된 시간이 2.5초 이내라면, 사용자(110)는 해당 동작에서 "상"을 평가받을 수 있다. 사용자(110)가 니-업 동작을 1회 수행하는 데 소요된 시간이 2.5초를 초과하고 3.0초 이내라면 해당 동작에서 "중" 평가를 받을 수 있고, 사용자(110)가 니-업 동작을 1회 수행하는 데 소요된 시간이 3.0를 초과한다면 해당 동작에서 "하"평가를 받을 수 있다. 복수의 자세 항목들 각각에 대한 평가 기준 값은 실시예에 따라 달라질 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치를 이용하여 사용자의 보행 지표를 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12을 참조하면, 사용자(110)는 사용자(110)가 착용한 웨어러블 장치(100)와 연동되는 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(210))에서 제공되는 가이드에 따라, 기준 라인의 출발 지점 A부터 보행을 시작하여 종료 지점 B까지 보행을 수행할 수 있다. 보행 과정에서 웨어러블 장치(100)는 센서 모듈에 포함된 하나 이상의 센서(예: 각도 센서(125), 관성 측정 장치(135))를 통해 센서 데이터를 획득할 수 있고, 획득된 센서 데이터를 전자 장치로 전송할 수 있다. 전자 장치는 웨어러블 장치(100)로부터 획득한 센서 데이터를 기초로 사용자(110)의 보행 지표를 추정할 수 있다. 센서 데이터는 예를 들어 사용자(110)가 웨어러블 장치(100)를 착용하고 보행할 때의 움직임에 대한 보행 움직임 정보를 포함할 수 있다.
보행 지표는 사용자(110)의 골반 회전, 보행 대칭성, 보행 가변성, 보행 상체 전만 걷기 정도, 보행 거리, 보행 인터벌(interval), 보행 보폭, 보행 속도, 보행 건강 나이, 보행 대칭성 점수, SPPB 테스트 스코어, 또는 TUG 테스트 스코어 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.
전자 장치는 웨어러블 장치(100)의 관성 측정 장치로부터 획득한 센서 데이터에 기초하여 사용자(110)의 골반 앞뒤 각도 또는 좌우 각도를 계산할 수 있고, 계산된 사용자(110)의 골반 앞뒤 각도 또는 좌우 각도를 기초로, 골반 회전을 평가할 수 있다.
전자 장치는 웨어러블 장치(100)의 각도 센서로부터 획득한 센서 데이터에 기초하여 사용자(110)의 오른발 및 왼발의 발 디딤 시 고관절 넓힘 비율 및 시간 비율을 계산할 수 있다. 전자 장치는 계산된 사용자(110)의 오른발 및 왼발의 발 디딤 시 고관절 넓힘 비율 및 시간 비율을 기초로 보행 대칭성 또는 보행 가변성을 평가할 수 있다.
전자 장치는 웨어러블 장치(100)의 관성 측정 장치로부터 획득한 센서 데이터에 기초하여 사용자(110)의 골반 회전을 계산하여 보행 상체 전만 걷기 정도를 평가할 수 있다. 전자 장치는 웨어러블 장치(100)의 각도 센서로부터 획득한 센서 데이터에 기초하여 사용자(110)의 오른발 및 왼발의 발 디딤 시간을 계산하여 보행 거리를 평가할 수 있다. 전자 장치는 웨어러블 장치(100)의 각도 센서로부터 획득한 센서 데이터에 기초하여 사용자(110)의 오른발 및 왼발 중 어느 한쪽 발의 발 디딤 시간을 계산하여 보행 인터벌을 평가할 수 있다.
전자 장치는 센서 데이터를 기초로 사용자의 어느 한쪽 발의 발 뒤꿈치부터 반대쪽 발 뒤꿈치까지의 거리를 계산하여 보행 보폭을 계산할 수 있다.
전자 장치는 웨어러블 장치(100)의 각도 센서로부터 획득한 센서 데이터에 기초하여 실시간으로 보행 속도를 평가할 수 있다. 전자 장치는 웨어러블 장치(100)의 각도 센서로부터 획득한 센서 데이터에 기초하여 보행의 시작 후 끝날 때가지의 평균 속도를 계산하여 보행 건강 나이를 평가할 수 있다. 전자 장치는 웨어러블 장치(100)로부터 획득한 센서 데이터에 기초하여 보행 대칭성 점수를 평가를 통계 자료로 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 사용자(110)는 웨어러블 장치(100) 및 전자 장치(210)를 이용하여 SPPB 테스트를 수행할 수 있다. 전자 장치(210)는 SPPB 테스트의 진행을 위한 사용자 입력을 수신할 수 있고, 사용자 입력에 응답하여 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)에 SPPB 테스트의 진행을 위한 운동 능력 평가 모드의 활성화를 요청할 수 있다. SPPB 테스트에서는, 사용자(110)가 웨어러블 장치(100)를 착용하고 특정한 다리 자세로 서 있고, 웨어러블 장치(100)는 테스트 시간 동안 사용자(110)의 움직임 정도를 측정하여 센서 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 센서 데이터는 사용자(110)가 웨어러블 장치(100)를 착용하고 보행할 때의 움직임에 대한 보행 움직임 정보를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 테스트 시간 동안 획득한 센서 데이터를 전자 장치(210)에 전송할 수 있고, 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)로부터 수신한 센서 데이터를 기초로 사용자(110)의 SPPB 테스트 스코어를 추정할 수 있다.
전자 장치(210)는 SPPB 테스트의 진행을 위한 준비 시간을 카운트다운 할 수 있고, 웨어러블 장치(110)는 준비 시간 동안 센서 모듈에서 출력되는 센서 데이터를 초기화할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(110)는 각도 센서에서 출력되는 고관절 각도 값 및 관성 측정 장치로부터 출력되는 상체 움직임 값을 초기화할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(210)는 SPPB 테스트의 시작 전에 사용자에게 SPPB 테스트를 위한 테스트 설정 방법 및 사용자가 웨어러블 장치(110)를 착용하고 취해야 할 동작에 대해 설명하는 가이드를 제공할 수 있다.
준비 시간의 카운트다운이 완료되면, 전자 장치(210)는 SPPB 테스트의 시작을 사용자에게 안내하고 시간을 측정하기 위한 타이머를 활성화시킬 수 있다.
전자 장치(210)는 미리 설정된 시간 동안의 다리의 움직임을 기록할 수 있다. 전자 장치(210)는 다리의 움직임에 기초하여 사용자의 운동 능력을 평가할 수 있다. 전자 장치(210)는 고관절 각도 값에 기초하여 다리의 움직임 정도를 추정할 수 있고, 상체 움직임 값에 기초하여 상체의 움직임 정도를 추정할 수 있다. 전자 장치(210)는 일 시간 구간(예: 10초)동안 측정된 고관절 각도 값이 제1 임계치 이상인 경우, 사용자의 다리가 움직인 것으로 결정할 수 있다. 전자 장치(210)는 일 시간 구간동안 측정된 사용자의 상체의 움직임 값이 제2 임계치 이상인 경우, 사용자의 상체가 움직인 것으로 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(210)는 SPPB 테스트의 대상이 되는 사용자의 자세, 일 시간 구간동안 측정된 상체 움직임 값 및 다리가 움직인 것으로 결정된 시간에 기초하여 사용자의 운동 능력(예: 균형력)을 추정할 수 있다. 전자 장치(210)는 사용자의 자세, 상체 움직임 값 및 다리가 움직인 시간 각각에 따라 서로 다른 스코어를 할당할 수 있고, 각 평가 요소들의 스코어를 기초로 사용자의 SPPB 테스트에 대한 최종 스코어를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(210)는 SPPB 테스트 과정에서 상체의 움직임 정도 및/또는 다리의 움직임 정도가 크면 상대적으로 낮은 스코어를 할당할 수 있다. 또한, 전자 장치(210)는 사용자가 다리를 움직인 시간이 빠를수록 더 낮은 스코어를 할당할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(210)는 SPPB 테스트를 통해 사용자의 운동 능력을 평가하기 위한 평가 기준을 기초로 사용자의 운동 능력 평가와 관련된 스코어를 산출할 수 있다. 상체 움직임 정도는 예를 들어 상체 움직임 값 및/또는 고관절 각도 값에 기초하여 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 사용자(110)는 웨어러블 장치(100) 및 전자 장치(210)를 이용하여 TUG 테스트를 수행할 수 있다. 전자 장치(210)는 TUG 테스트의 진행을 위한 사용자 입력을 수신할 수 있고, 사용자 입력에 응답하여 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)에 TUG 테스트의 진행을 위한 운동 능력 평가 모드의 활성화를 요청할 수 있다. TUG 테스트를 위해 앉을 의자가 준비되고, 의자로부터 일정 거리가 표시되어 있을 수 있다. TUG 테스트에서는, 사용자(110)가 웨어러블 장치(100)를 착용하고 의자에 앉아 있은 상태에서 테스트가 시작되면, 사용자(110)는 의자에서 일어나서 해당 일정 거리를 왕복한 후 다시 의자에 앉을 때까지 걸리는 시간을 측정할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 테스트 시간 동안 사용자(110)의 움직임 정도를 측정하여 센서 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 센서 데이터는 사용자(110)가 웨어러블 장치(100)를 착용하고 보행할 때의 움직임에 대한 보행 움직임 정보를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 테스트 시간 동안 획득한 센서 데이터를 전자 장치(210)에 전송할 수 있고, 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)로부터 수신한 센서 데이터를 기초로 TUG 테스트에 대한 정보를 추정할 수 있다.
전자 장치(210)는 TUG 테스트의 진행을 위한 준비 시간을 카운트다운 할 수 있고, 웨어러블 장치(110)는 준비 시간 동안 각도 센서에서 출력되는 고관절 각도 값을 초기화할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(110)는 준비 시간 동안 각도 센서에서 출력되는 고관절 각도 값을 0으로 설정할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(210)는 TUG 테스트의 시작 전에 사용자에게 TUG 테스트를 위한 준비물(예: 의자, 줄자), 테스트 설정 방법 및 사용자가 웨어러블 장치(110)를 착용하고 취해야 할 동작에 대해 설명하는 가이드를 제공할 수 있다.
준비 시간의 카운트다운이 완료되면, 전자 장치(210)는 TUG 테스트의 시작을 사용자에게 안내하고 시간을 측정하기 위한 타이머를 활성화시킬 수 있다. 사용자가 TUG 테스트 방식에 따라 몸을 움직일 때 웨어러블 장치(100)는 센서 모듈을 통해 고관절 각도 값을 획득하고, 획득된 고관절 각도 값을 전자 장치(210)로 전송할 수 있다. 전자 장치(210)는 고관절 각도 값이 제1 임계 값보다 큰지 여부를 판단할 수 있다. 고관절 각도 값이 제1 임계 값보다 큰 경우, 전자 장치(210)는 사용자가 의자에서 일어섰다고 인식하고, 이에 따라 사용자의 동작 상태 값을 제1 상태 값으로 변경할 수 있다.
이후에, 전자 장치(210)는 고관절 각도 값이 제2 임계 값보다 작은지 여부를 판단할 수 있다. 여기서 제2 임계 값은 제1 임계 값과 다른 값일 수 있다. 예를 들어, 제2 임계 값은 제1 임계 값보다 작은 값일 수 있다. 고관절 각도 값이 제2 임계 값보다 작은 경우, 전자 장치(210)는 사용자가 다시 의자에 앉았다고 인식하고, 이에 따라 사용자의 동작 상태 값을 제2 상태 값으로 변경할 수 있다.
전자 장치(210)는 미리 정의된 시간(예: 2초)가 지난 후에 동작 상태 값을 제3 상태 값으로 변경할 수 있다. 여기서, 제1 상태 값, 제2 상태 값 및 제3 상태 값은 서로 다른 상태 값일 수 있다.
일 실시예에서, 위 TUG 테스트를 위해 오른쪽 다리에 대응하는 고관절 각도 값, 왼쪽 다리에 대응하는 고관절 각도 값, 또는 오른쪽 다리에 대응하는 고관절 각도 값과 왼쪽 다리에 대응하는 고관절 각도 값의 평균 값이 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(210)는 고관절 각도 값을 필터링 처리한 고관절 각도 값을 기초로 상기 TUG 테스트를 수행할 수도 있다.
본 개시(disclosure)의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 개시에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 개시에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 개시의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 또는 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예들은 기기(machine)에 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 메모리(514))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기의 프로세서는 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 개시에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (15)

  1. 전자 장치(210)에 있어서,
    웨어러블 장치(100)로부터 상기 웨어러블 장치(100)를 착용한 사용자의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 수신하는 통신 모듈(730);
    상기 센서 데이터에 기초하여 상기 사용자의 운동 능력을 추정하고, 상기 추정된 운동 능력에 대한 운동 능력 정보를 생성하는 프로세서(710); 및
    상기 운동 능력 정보를 출력하는 디스플레이 모듈(740)
    을 포함하고,
    상기 센서 데이터는,
    상기 웨어러블 장치(100)가 운동 능력 평가 모드에서 동작할 때, 상기 사용자가 상기 사용자에게 제시된 하나 이상의 운동 프로그램에 따라 수행한 움직임에 대한 운동 정보를 포함하고,
    상기 프로세서(710)는,
    상기 운동 정보와 상기 하나 이상의 운동 프로그램에 대응하는 평가 기준 정보에 기초하여 상기 운동 능력 정보를 결정하는,
    전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 운동 능력 정보는,
    상기 사용자의 유연성, 유연성 대칭성, 근력, 근력 대칭성, 코어 안정성, 또는 심폐 지구력 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는,
    전자 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 프로세서(710)는,
    상기 센서 데이터에 기초하여, 상기 사용자가 상기 하나 이상의 운동 프로그램에서 정의된 기준 운동 자세에 대한 상기 사용자의 운동 자세를 평가하고, 상기 평가의 결과에 기초하여 상기 운동 능력 정보를 결정하는,
    전자 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기준 운동 자세는, 복수의 자세 항목들을 포함하고,
    상기 프로세서(710)는,
    상기 센서 데이터에 기초하여, 상기 복수의 자세 항목들 각각에 대해 정의된 평가 기준을 기초로 상기 복수의 자세 항목들 각각에 대한 평가 결과를 결정하는,
    전자 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 자세 항목들은,
    동작 횟수, 동작 속도, 고관절 각도, 또는 운동 시 신체 안정성 중 적어도 하나를 포함하는,
    전자 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센서 데이터는,
    상기 웨어러블 장치(100)에 포함된 관성 측정 장치(135; 522)로부터 획득한 상기 사용자의 신체 움직임 값을 포함하고,
    상기 프로세서(710)는,
    상기 신체 움직임 값을 기초로 상기 사용자의 상기 신체 안정성을 평가하는,
    전자 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨어러블 장치(100)는,
    상기 사용자가 상기 운동 능력 평가 모드에 따라 동작하는 과정에서 정의된 조건이 만족될 때 상기 사용자에 적용하는 저항력의 세기가 변경되도록 상기 웨어러블 장치(100)의 구동 모듈(35; 45; 530)을 제어하는,
    전자 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 웨어러블 장치(100)는,
    미리 설정된 시간이 도달한 때 또는 운동 구간이 변경될 때에 상기 저항력의 세기를 증가시키는,
    전자 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 데이터는,
    상기 사용자가 상기 웨어러블 장치(100)를 착용하고 보행할 때의 움직임에 대한 보행 움직임 정보를 포함하고,
    상기 프로세서(710)는,
    상기 보행 움직임 정보에 기초하여 상기 사용자의 보행 지표를 추정하는,
    전자 장치.
  10. 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치(100)에 있어서,
    상기 사용자의 신체에 착용되었을 때 상기 사용자의 신체를 지지하기 위한 지지 프레임(20; 25; 50; 55);
    상기 사용자의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 획득하는 센서 모듈(520);
    상기 지지 프레임(20; 25; 50; 55)을 통해 상기 사용자의 신체 일부에 적용되는 토크를 생성하는 구동 모듈(35; 45; 530);
    상기 센서 데이터를 전자 장치(210)에 전송하고, 상기 전자 장치(210)로부터 제어 신호를 수신하는 통신 모듈(516); 및
    상기 통신 모듈(516) 및 상기 센서 모듈(520)을 제어하는 프로세서(512)
    를 포함하고,
    상기 센서 데이터는,
    상기 웨어러블 장치(100)가 운동 능력 평가 모드에서 동작할 때, 상기 사용자가 상기 사용자에게 제시된 하나 이상의 운동 프로그램에 따라 수행한 움직임에 대한 운동 정보를 포함하고,
    상기 프로세서(512)는,
    상기 통신 모듈(516)이 상기 센서 데이터를 상기 전자 장치(210)로 전송하도록 제어함으로써, 상기 전자 장치(210)가 상기 센서 데이터에 기초하여 상기 사용자의 운동 능력을 추정하고, 상기 운동 정보와 상기 하나 이상의 운동 프로그램에 대응하는 평가 기준 정보에 기초하여 상기 사용자의 운동 능력 정보를 결정하도록 하는,
    웨어러블 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 센서 데이터는,
    상기 사용자가 상기 웨어러블 장치(100)를 착용하고 보행할 때의 움직임에 대한 보행 움직임 정보를 포함하고,
    상기 프로세서(512)는,
    상기 통신 모듈(516)이 상기 센서 데이터를 상기 전자 장치(210)로 전송하도록 제어함으로써, 상기 전자 장치(210)가 상기 보행 움직임 정보에 기초하여 상기 사용자의 보행 지표를 추정하도록 하는,
    웨어러블 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 프로세서(512)는,
    상기 사용자가 상기 운동 능력 평가 모드에 따라 동작하는 과정에서 정의된 조건이 만족될 때 상기 구동 모듈(35; 45; 530)이 상기 사용자에 적용하는 저항력의 세기를 변경하도록 제어하는,
    웨어러블 장치.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 모듈(520)은,
    각도 센서(125; 520; 520-1) 및 관성 측정 장치(135; 522)를 포함하고,
    상기 센서 데이터는,
    상기 각도 센서(125; 520; 520-1)로부터 획득한 상기 사용자의 고관절 값도 값에 대한 정보 및 상기 관성 측정 장치(135; 522)로부터 획득한 상기 사용자의 움직임에 따른 가속도 및 각속도에 대한 정보를 포함하고,
    상기 프로세서(512)는,
    상기 통신 모듈(516)이 상기 센서 데이터를 상기 전자 장치(210)로 전송하도록 제어함으로써, 상기 전자 장치(210)가 상기 센서 데이터에 기초하여, 상기 사용자가 상기 하나 이상의 운동 프로그램에서 정의된 기준 운동 자세에 대한 상기 사용자의 운동 자세를 평가하고, 상기 평가의 결과에 기초하여 상기 운동 능력 정보를 결정하도록 하는,
    웨어러블 장치.
  14. 전자 장치(210)의 동작 방법에 있어서,
    사용자의 운동 능력 정보의 측정을 위한 사용자 입력을 수신하는 동작;
    상기 사용자 입력에 응답하여 웨어러블 장치(100)에 상기 운동 능력 정보의 측정을 위한 제어 신호를 전송하는 동작;
    상기 제어 신호의 전송에 응답하여, 상기 웨어러블 장치(100)로부터, 상기 웨어러블 장치(100)가 운동 능력 평가 모드에서 동작할 때, 상기 사용자가 상기 사용자에게 제시된 하나 이상의 운동 프로그램에 따라 수행한 움직임에 대한 운동 정보를 포함하는 센서 데이터를 수신하는 동작; 및
    상기 센서 데이터에 기초하여 상기 사용자의 상기 운동 능력 정보를 결정하는 동작
    을 포함하고,
    상기 운동 능력 정보를 결정하는 동작은,
    상기 운동 정보와 상기 하나 이상의 운동 프로그램에 대응하는 평가 기준 정보에 기초하여 상기 운동 능력 정보를 결정하는 동작
    을 포함하는 동작 방법.
  15. 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 제14항의 방법을 수행하게 하는 인스트럭션들(instructions)을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
PCT/KR2023/003838 2022-05-09 2023-03-23 사용자의 운동 능력 정보를 제공하는 전자 장치 및 웨어러블 장치, 및 이들의 동작 방법 Ceased WO2023219257A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP23803685.9A EP4470461A4 (en) 2022-05-09 2023-03-23 Electronic device and wearable device for providing information about the training capacity of a user and operating methods therefor
US18/920,123 US20250041665A1 (en) 2022-05-09 2024-10-18 Electronic device and wearable device for providing information on exercise capacity of user, and operation methods thereof

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2022-0056747 2022-05-09
KR20220056747 2022-05-09
KR10-2022-0125002 2022-09-30
KR1020220125002A KR102865385B1 (ko) 2022-05-09 2022-09-30 사용자의 운동 능력 정보를 제공하는 전자 장치 및 웨어러블 장치, 및 이들의 동작 방법

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/920,123 Continuation US20250041665A1 (en) 2022-05-09 2024-10-18 Electronic device and wearable device for providing information on exercise capacity of user, and operation methods thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023219257A1 true WO2023219257A1 (ko) 2023-11-16

Family

ID=88730566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/003838 Ceased WO2023219257A1 (ko) 2022-05-09 2023-03-23 사용자의 운동 능력 정보를 제공하는 전자 장치 및 웨어러블 장치, 및 이들의 동작 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20250041665A1 (ko)
EP (1) EP4470461A4 (ko)
KR (1) KR20250142835A (ko)
WO (1) WO2023219257A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119304849A (zh) * 2024-09-09 2025-01-14 南方科技大学 一种阻力外骨骼机构及其控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100152630A1 (en) * 2008-12-17 2010-06-17 Honda Motor Co., Ltd. Walking assistance device and controller for the same
WO2012178171A2 (en) * 2011-06-24 2012-12-27 Northeastern University Robotic gait rehabilitation training system with orthopedic lower body exoskeleton for torque transfer to control rotation of pelvis during gait
KR20160079627A (ko) * 2014-12-26 2016-07-06 삼성전자주식회사 보조력 설정 방법 및 장치
KR20160098354A (ko) * 2013-12-09 2016-08-18 프레지던트 앤드 펠로우즈 오브 하바드 칼리지 보조 가요성 수트들, 가요성 수트 시스템들, 및 사람의 이동을 돕기 위해 이들을 만들고 제어하는 방법들
KR20170095691A (ko) * 2016-02-15 2017-08-23 부산외국어대학교 산학협력단 Ict기반 근력트레이닝시스템 제어방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11642272B2 (en) * 2017-03-22 2023-05-09 Ekso Bionics Holdings, Inc. Mobility assistance devices with automated assessment and adjustment control
WO2018209144A1 (en) * 2017-05-11 2018-11-15 Tau Orthopedics, Llc Wearable resistance device with power monitoring
US20190282131A1 (en) * 2018-03-15 2019-09-19 Seismic Holdings, Inc. Management of biomechanical achievements
US20190343710A1 (en) * 2018-05-11 2019-11-14 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Northern Arizona University Exoskeleton device
US12514775B2 (en) * 2020-05-27 2026-01-06 Roam Robotics Inc. Powered medical device and methods for improved user mobility and treatment
KR20210153505A (ko) * 2020-06-10 2021-12-17 삼성전자주식회사 웨어러블 장치 및 이의 동작 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100152630A1 (en) * 2008-12-17 2010-06-17 Honda Motor Co., Ltd. Walking assistance device and controller for the same
WO2012178171A2 (en) * 2011-06-24 2012-12-27 Northeastern University Robotic gait rehabilitation training system with orthopedic lower body exoskeleton for torque transfer to control rotation of pelvis during gait
KR20160098354A (ko) * 2013-12-09 2016-08-18 프레지던트 앤드 펠로우즈 오브 하바드 칼리지 보조 가요성 수트들, 가요성 수트 시스템들, 및 사람의 이동을 돕기 위해 이들을 만들고 제어하는 방법들
KR20160079627A (ko) * 2014-12-26 2016-07-06 삼성전자주식회사 보조력 설정 방법 및 장치
KR20170095691A (ko) * 2016-02-15 2017-08-23 부산외국어대학교 산학협력단 Ict기반 근력트레이닝시스템 제어방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119304849A (zh) * 2024-09-09 2025-01-14 南方科技大学 一种阻力外骨骼机构及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4470461A1 (en) 2024-12-04
KR20250142835A (ko) 2025-09-30
US20250041665A1 (en) 2025-02-06
EP4470461A4 (en) 2025-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021141305A1 (ko) 고객 선호에 따라서 개인화된 맞춤형 마사지를 제공하는 마사지 장치의 관리 시스템 및 그 동작 방법
WO2023219257A1 (ko) 사용자의 운동 능력 정보를 제공하는 전자 장치 및 웨어러블 장치, 및 이들의 동작 방법
WO2023128619A1 (ko) 사용자의 보행 지표를 추정하는 방법 및 이를 수행하는 전자 장치 및 웨어러블 장치
KR20230157221A (ko) 사용자의 운동 능력 정보를 제공하는 전자 장치 및 웨어러블 장치, 및 이들의 동작 방법
WO2026054281A1 (ko) 사용자 맞춤형 운동 코칭 기능을 제공하는 웨어러블 장치 및 전자 장치, 및 이들의 동작 방법
WO2025075304A1 (ko) 운동 보조 장치를 이용한 다양한 운동 경험을 제공하는 전자 장치, 웨어러블 장치 및 운동 보조 장치를 제어하는 제어 방법
WO2023153691A1 (ko) 신체 능력 측정 모드를 제공하는 전자 장치 및 웨어러블 장치, 이들의 동작 방법
WO2025005429A1 (ko) 웨어러블 장치의 햅틱 피드백을 제어하는 햅틱 피드백 제어 방법, 이를 수행하는 웨어러블 장치 및 전자 장치
WO2024076097A1 (ko) 웨어러블 장치와 전자 장치 간의 인터랙션 방법 및 이를 수행하는 웨어러블 장치 및 전자 장치
WO2024106937A1 (ko) 웨어러블 장치의 영점 설정 방법, 및 이를 수행하는 웨어러블 장치 및 전자 장치
WO2024075986A1 (ko) 운동 프로그램을 제공하는 전자 장치 및 웨어러블 장치, 이들의 제어 방법
WO2024014681A1 (ko) 착용 감지 기능을 제공하는 웨어러블 장치 및 웨어러블 장치의 동작 방법
WO2023239025A1 (ko) 사용자의 운동 동작 평가 정보를 제공하는 전자 장치 및 웨어러블 장치, 이들의 동작 방법
WO2026079633A1 (ko) 운동 미션 제공 기능을 구비한 전자 장치 및 웨어러블 장치, 및 이들의 동작 방법
WO2022225235A1 (ko) 웨어러블 장치를 이용한 사용자의 근체력을 측정하는 방법 및 장치
WO2023239030A1 (ko) 운동량 측정 기능을 제공하는 전자 장치 및 웨어러블 장치,이들의 동작 방법
WO2024063276A1 (ko) 사용자의 안전을 위한 웨어러블 장치의 제어 방법 및 이를 수행하는 웨어러블 장치
WO2025164949A1 (ko) 사용자의 운동 데이터에 기반하여 웨어러블 장치를 제어하는 제어 방법 및 이를 수행하는 전자 장치
WO2024080555A1 (ko) 블랙박스 기능을 갖는 웨어러블 장치 및 웨어러블 장치의 동작 방법
WO2025005451A1 (ko) 사용자의 운동 자세를 교정하는 방법 및 그 방법을 수행하는 전자 장치
WO2026038747A1 (ko) 심폐 능력 측정 기능을 제공하는 전자 장치 및 웨어러블 장치, 이들의 동작 방법
WO2025089581A1 (ko) 거리 센서를 가지는 웨어러블 장치 및 웨어러블 장치의 제어 방법
WO2026059128A1 (ko) 착용 상태 감지 기능을 구비한 웨어러블 장치 및 전자 장치, 이들의 동작 방법
WO2024096313A1 (ko) 체결 프레임의 연결을 감지하는 방법 및 그 방법을 수행하는 전자 장치
WO2025084657A1 (ko) 착용 감지 기능을 수행하는 웨어러블 장치의 제어 방법 및 이를 수행하는 웨어러블 장치

Legal Events

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

Ref document number: 23803685

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2023803685

Country of ref document: EP

Effective date: 20240828

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE