WO2024262809A1 - 웨어러블 장치 및 이의 동작 방법 - Google Patents

웨어러블 장치 및 이의 동작 방법 Download PDF

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이석재
장경훈
김성철
송석훈
윤상식
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    • A61H2201/5084—Acceleration sensors

Definitions

  • the embodiments relate to a wearable device and/or a method of operating the same.
  • a walking assistance device can be a device or apparatus that helps patients who cannot walk on their own due to various diseases or accidents to perform walking exercises for rehabilitation treatment and/or helps people exercise.
  • a walking assistance device can be worn on a user's body to assist the user's exercise and/or walking, such as by providing desired or necessary muscle strength and inducing the user to walk with a normal walking pattern.
  • a wearable device worn on a user's body may include a driving module that generates a torque, an angle sensor that senses a movement of a joint of the user to obtain at least one angular acceleration value, and at least one processor including a processing circuit.
  • the at least one processor may control the driving module to generate the torque.
  • the at least one processor may receive the at least one angular acceleration value obtained from the angle sensor.
  • the at least one processor may determine whether deterioration of the driving module has occurred to a predetermined level or higher based on the received at least one angular acceleration value. If the at least one processor determines that the deterioration has occurred to the predetermined level or higher, the at least one processor may control a notification regarding the deterioration to be provided to the user.
  • a wearable device worn on a user's body may include a driving module that generates a torque, an angle sensor that senses a movement of a joint of the user to obtain angular acceleration values, and at least one processor including a processing circuit.
  • the processor(s) may control the driving module to generate the torque.
  • the processor(s) may receive the obtained angular acceleration values from the angle sensor.
  • the processor(s) may determine a feature value based on at least one of the received angular acceleration values.
  • the processor(s) may determine an increase rate of the determined feature value compared to a reference angular acceleration value.
  • the processor(s) may determine whether deterioration of the driving module has occurred to a predetermined level or higher based on the determined increase rate. If the processor(s) determines that the deterioration has occurred to the predetermined level or higher, the processor(s) may control a notification regarding the deterioration to be provided to the user.
  • a method for operating a wearable device worn on a user's body may include an operation of generating a torque and transmitting the generated torque to a leg of the user, an operation of sensing a movement of a joint of the user to obtain at least one angular acceleration value, an operation of determining whether a deterioration of a driving module of the wearable device has occurred to a predetermined level or higher based on the at least one obtained angular acceleration value, and an operation of providing a notification regarding the deterioration if the deterioration has occurred to the predetermined level or higher.
  • FIG. 1A is a drawing for explaining an overview of a wearable device worn on a user's body according to one embodiment.
  • FIG. 1b is a diagram illustrating an example of a system including a wearable device according to one embodiment.
  • FIG. 2a illustrates a rear schematic diagram of a wearable device according to one embodiment.
  • FIG. 2b illustrates a left side view of a wearable device according to one embodiment.
  • FIGS. 3A and 3B are block diagrams illustrating examples of a configuration of a wearable device according to one embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating interaction between a wearable device and an electronic device according to one embodiment.
  • FIGS. 5 to 7 are drawings illustrating examples of a method of operating a wearable device according to one embodiment.
  • FIG. 8 is a drawing illustrating another example of a method of operating a wearable device according to one embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating another example of operation of a wearable device according to one embodiment.
  • FIGS. 10 and 11 are drawings illustrating other examples of operation of a wearable device according to one embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating another example of operation of a wearable device according to one embodiment.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a method of operating a wearable device according to one embodiment.
  • first or second may be used to describe various components, such terms should be construed only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.
  • the first component When a component is referred to as being "connected,” “coupled,” or “joined” to another component, the first component may be directly connected, coupled, or joined to the second component, but at least one third component(s) may be “connected,” “coupled,” or “joined” between the first component and the second component.
  • FIG. 1A is a drawing for explaining an overview of a wearable device worn on a user's body according to one embodiment.
  • a wearable device (120) may be a device worn on a user's (101) body to assist walking, exercise, and/or work of the user (101).
  • the term "wearable device” may be replaced with a wearable robot, a walking assistance device, an exercise assistance device, etc.
  • the user (101) may be a human or an animal, but is not limited thereto.
  • the wearable device (120) may be worn on the user's (101) body (e.g., lower body (legs, ankles, knees, etc.), upper body (torso, arms, wrists, etc.), or waist) to provide an external force of assistance force and/or resistance force to the body movement of the user (101).
  • Assistance force refers to a force applied in the same direction as the body movement direction of the user (101), and resistance force refers to a force applied in the opposite direction to the body movement direction of the user (101).
  • resistance may also be referred to as "exercise load”.
  • the wearable device (120) When the wearable device (120) performs a walking assistance function to assist the walking of the user (101), the wearable device (120) can assist the walking of the user (101) by providing assistive force to the body of the user (101) to assist part or all of the legs of the user (101). The wearable device (120) can assist the force required for the walking of the user (101) to enable independent walking or long-term walking, thereby expanding the walking ability of the user (101). The wearable device (120) can also help improve the walking of a pedestrian with abnormal walking habits or walking posture.
  • the wearable device (120) may provide resistance to the body of the user (101) by interfering with the body movement of the user (101) or providing resistance to the body movement of the user (101).
  • the wearable device (120) is, for example, a hip-type wearable device
  • the wearable device (120) may provide exercise load to the body movement of the user (101) while being worn on the leg, thereby further enhancing the exercise effect of the user (101).
  • the user (101) may take a walking motion while wearing the wearable device (120) for exercise, and in this case, the wearable device (120) may provide resistance to the leg movement in the walking motion of the user (101).
  • a hip-type wearable device (120) worn on the waist and legs is described as an example.
  • the wearable device (120) may be worn on other body parts (e.g., upper arms, lower arms, hands, calves, feet) other than the waist and legs (particularly, thighs), and the shape and configuration of the wearable device (120) may vary depending on the body part on which it is worn.
  • FIG. 1b is a diagram illustrating an example of a system including a wearable device according to one embodiment.
  • the electronic device (110) can communicate with the wearable device (120) and remotely control the wearable device (120).
  • the electronic device (110) may be a variety of devices.
  • the electronic device (110) may include, for example, a portable communication device (e.g., a smartphone), a computer device, a portable multimedia device, or a home appliance device, but is not limited to the devices described above.
  • the electronic device (110) and/or the wearable device (120) may be connected to another wearable device (130).
  • the wearable device (120), the electronic device (110), and the other wearable device (130) may be connected to each other via a wireless communication link (e.g., a Bluetooth communication link).
  • the other wearable device (130) may be, for example, wireless earphones (131), a smart watch (132), or smart glasses (133), but is not limited to the aforementioned devices.
  • the smart watch (132) may be a watch-type wearable device (or a watch-type electronic device), and the smart glasses (133) may be a glasses-type wearable device (or a glasses-type electronic device).
  • the smart watch (132) can control the wearable device (120).
  • the smart watch (132) can control the wearable device (120) via the electronic device (110).
  • the smart watch (132) can be directly connected to the wearable device (120) and control the wearable device (120).
  • the electronic device (110) may transmit a control signal to another wearable device (130) that commands the other wearable device (130) to provide feedback corresponding to the state of the wearable device (120) to the user.
  • the other wearable device (130) may, upon receiving the control signal, provide (or output) feedback (e.g., at least one of visual feedback, auditory feedback, or tactile feedback) corresponding to the state of the wearable device (120).
  • the electronic device (110) may communicate with the server (140) using short-range wireless communication (e.g., Wi-Fi) or mobile communication (e.g., 4G, 5G, etc.).
  • short-range wireless communication e.g., Wi-Fi
  • mobile communication e.g., 4G, 5G, etc.
  • the electronic device (110) may receive user (101) profile information from the user (101).
  • the profile information may include, for example, at least one of age, gender, height, weight, or BMI (Body Mass Index), or a combination thereof.
  • the electronic device (110) may transmit the user (101) profile information to the server (140).
  • the electronic device (110) and/or the wearable device (120) may request the user to perform one or more target movements to determine (or check) the user's motor skills.
  • the one or more target movements may include, for example, a knee lift, a leg stretch back, etc.
  • the knee lift may be a motion in which the user (101) starts from a standing upright position with both feet in contact with the ground, raises the knees as much as possible without bending the waist, and then returns to the standing position.
  • the leg stretch back may be a motion in which the user (101) starts from a standing upright position with hands on a wall, raises the legs as much as possible without bending the waist, and then returns to the standing position.
  • the wearable device (120) may obtain movement information of a user performing a target movement using a sensor (e.g., an Inertial Measurement Unit (IMU)) and transmit the obtained movement information to an electronic device (110).
  • the electronic device (110) may transmit the obtained movement information to a server (140).
  • IMU Inertial Measurement Unit
  • the server (140) may determine a target exercise amount of each user (101) of each exercise type (e.g., strength training, balance training, aerobic exercise) through profile information and movement information received from the electronic device (110).
  • the server (140) may transmit the target exercise amount of each exercise type to the electronic device (110).
  • the server (140) may include a database storing information about a plurality of exercise programs that may be provided to a user through a wearable device (120).
  • the server (140) may manage a user account for a user of an electronic device (110) or a wearable device (120).
  • the server (140) may store and manage exercise programs performed by the user and the results of the performance of the exercise programs, etc., in association with the user account.
  • the electronic device (110) and/or the server (140) may provide the user with various exercise programs for achieving exercise goals in various exercise environments desired by the user.
  • the exercise goals may include, for example, at least one of, or a combination of, muscle strength enhancement, physical strength enhancement, cardiopulmonary endurance enhancement, core stability enhancement, flexibility enhancement, or symmetry enhancement.
  • the electronic device (110) and/or the server (140) may recommend exercise programs to the user to achieve the user's exercise purpose.
  • Each exercise program may be composed of one or more exercise modes.
  • each exercise mode may be for a physical movement to achieve a specific exercise purpose.
  • running may be an exercise mode for improving the user's cardiopulmonary endurance.
  • lunging may be an exercise mode for improving the user's core stability.
  • the combination of the multiple exercise modes constituting each exercise program may appear in various ways. Even for the same exercise purpose, the electronic device (110) may provide the user with various exercise programs according to the combination of the multiple exercise modes.
  • a plurality of exercise modes may be stored in a database in an electronic device (110) or a server (140).
  • the electronic device (110) or the server (140) may generate a plurality of exercise programs based on various pieces of information about the user, and may recommend a target exercise program among the plurality of exercise programs to the user by considering the user's exercise purpose or exercise performance status.
  • the electronic device (110) or the server (140) may determine a target exercise program to recommend to the user based on at least one of the user's exercise purpose, exercise history, or exercise performance result. Accordingly, the user may be recommended a new exercise program even when exercising every day under the same exercise goal, and the user may feel like exercising differently from before by performing the new exercise program.
  • FIG. 2a illustrates a rear schematic diagram of a wearable device according to one embodiment.
  • FIG. 2b illustrates a left side view of the wearable device according to one embodiment.
  • the wearable device (200) illustrated in FIGS. 2a and 2b may be an example of a wearable device (120).
  • a wearable device (200) may include a base body (10), a base frame (20), a driving module (30), a thigh fastening part (40a, 40b), a main belt (50), and a leg driving frame (70a, 70b).
  • the base body (10) may be positioned on the user's lumbar region (waist region) while the user wears the wearable device (200).
  • the base body (10) may be mounted on the user's lumbar region to provide a cushioning feeling to the user's waist and support the user's waist.
  • the base body (10) may be hung over the user's buttocks (hip region) to prevent and/or reduce the wearable device (200) from being pulled downward by gravity while the user wears the wearable device (200).
  • the base body (10) may distribute a portion of the weight of the wearable device (200) to the user's waist while the user wears the wearable device (200).
  • the base body (10) may be directly or indirectly connected to the base frame (20).
  • Base frame connection elements (not shown) that may be directly or indirectly connected to the base frame (20) may be formed at both ends of the base body (10).
  • the base body (10) may include a lighting unit (60).
  • the lighting unit (60) may include a plurality of light sources (e.g., light emitting diodes (LEDs)).
  • the lighting unit (60) may emit light under the control of a processor (e.g., a processor (310) of FIGS. 3A and 3B to be described later).
  • the processor may control the lighting unit (60) so that visual feedback corresponding to a state of the wearable device (200) (e.g., a booting state, a sensing state, etc.) may be provided (or output) to a user through the lighting unit (60).
  • the base frame (20) may extend from both ends of the base body (10).
  • the user's lower body may be accommodated on the inside of the base frame (20).
  • the base frame (20) may include at least one rigid body beam. Each beam may have a curved shape having a preset curvature so as to surround the user's lower body.
  • a main belt (50) may be directly or indirectly connected to an end of the base frame (20).
  • a drive module (30) may be mounted on the base frame (20).
  • the base frame (20) may include a connector (not shown) for mounting the drive module (30).
  • the driving module (30) may include a first driving module (30a) positioned on the left side of the user while the user is wearing the wearable device (200) and a second driving module (30b) positioned on the right side of the user while the user is wearing the wearable device (200).
  • the first driving module (30a) may include a first angle sensor (e.g., a first encoder or a first hall sensor) for measuring a left hip joint angle of the user.
  • the second driving module (30b) may include a second angle sensor (e.g., a second encoder or a second hall sensor) for measuring a right hip joint angle of the user.
  • the first drive module (30a) may include a first actuator and a first reducer
  • the second drive module (30b) may include a second actuator and a second reducer.
  • An output terminal of the first actuator may be directly or indirectly connected to an input terminal of the first reducer
  • an output terminal of the second actuator may be directly or indirectly connected to an input terminal of the second reducer.
  • a processor e.g., a processor (310) described below
  • a torque value e.g., a torque value described below
  • the first actuator can generate torque, and the generated torque can be reduced by the first reducer.
  • the torque reduced by the first reducer can rotate the first leg drive frame (70a).
  • the torque reduced by the first reducer can be provided to the user's left leg through the first leg drive frame (70a), for example.
  • the processor (e.g., the processor (310) to be described later) can generate a torque value (e.g., the torque value to be described later) ) can be determined, and the determined torque value (e.g. ) can be controlled to generate torque.
  • the second actuator can generate torque, and the generated torque can be reduced by the second reducer.
  • the torque reduced by the second reducer can rotate the second leg drive frame (70b).
  • the torque reduced by the second reducer can be provided to the user's right leg through the second leg drive frame (70b), for example.
  • processors may include a processing circuit and/or may include multiple processors.
  • processor as used herein, including in the claims, may include various processing circuits including at least one processor, one or more of which may be configured to perform various functions described herein, individually and/or collectively, in a distributed manner.
  • processor when “processor,” “at least one processor,” and “one or more processors” are described as being configured to perform various functions, these terms may include, for example, without limitation, a situation where one processor performs some of the functions and other processor(s) perform other of the functions, and also a situation where a single processor may perform all of the functions.
  • the at least one processor may include a combination of processors that perform the various functions enumerated/disclosed, for example, in a distributed manner.
  • the at least one processor may execute program instructions to accomplish or perform various functions.
  • the leg drive frame (70a, 70b) may support a user's leg (e.g., thigh) when the wearable device (200) is worn on the user's leg.
  • the leg drive frame (70a, 70b) may include a first leg drive frame (70a) for supporting the user's left leg and a second leg drive frame (70b) for supporting the user's right leg.
  • the leg drive frame (70a, 70b) can transmit torque generated by, for example, the drive module (30a, 30b) (e.g., torque reduced by the reducer) to the user's thigh.
  • One end of the leg drive frame (70a, 70b) can be directly or indirectly connected to the drive module (30a, 30b) and can rotate, and the other end of the leg drive frame (70a, 70b) can be directly or indirectly connected to the thigh fastening portion (40a, 40b), so that the leg drive frame (70a, 70b) can support the user's thigh while transmitting the torque generated by the drive module (30a, 30b) to the user's thigh.
  • the leg drive frame (70a, 70b) can push or pull the user's thigh.
  • the leg drive frame (70a, 70b) can extend along the longitudinal direction of the user's thigh.
  • the leg drive frame (70a, 70b) can be folded to wrap around at least a portion of the user's thigh.
  • the thigh fastening portion (40a, 40b) is directly or indirectly connected to the leg drive frame (70a, 70b) and can secure the leg drive frame (70a, 70b) to the thigh.
  • the thigh fastening portion (40a, 40b) may include a first thigh fastening portion (40a) for securing the first leg drive frame (70a) to the user's left thigh and a second thigh fastening portion (40b) for securing the second leg drive frame (70b) to the user's right thigh.
  • the first thigh fastening portion (40a) may include a first cover, a first fastening frame, and a first strap
  • the second thigh fastening portion (40b) may include a second cover, a second fastening frame, and a second strap.
  • the first cover and the second cover may be disposed on one side of the user's thigh.
  • the first cover and the second cover may be disposed, for example, on the front side of the user's thigh.
  • the first cover and the second cover may be disposed along the circumferential direction of the user's thigh.
  • the first cover and the second cover may extend in both directions centered on the other end of the leg drive frame (70a, 70b) and may include curved surfaces corresponding to the user's thigh.
  • One end of the first cover and the second cover may be directly or indirectly connected to the fastening frame, and the other end may be directly or indirectly connected to the strap.
  • the first fastening frame and the second fastening frame may be arranged to, for example, surround at least a portion of a user's thigh, thereby preventing and/or reducing the user's thigh from being dislodged from the leg drive frame (70a, 70b).
  • the first fastening frame may have a fastening structure connecting the first cover and the first strap
  • the second fastening frame may have a fastening structure connecting the second cover and the second strap.
  • the first strap may be wrapped around the user's right thigh, the remaining portion not wrapped by the first cover and the first fastening frame, and the second strap may be wrapped around the user's left thigh, the remaining portion not wrapped by the second cover and the second fastening frame.
  • the first strap and the second strap may comprise, for example, an elastic material, such as a band.
  • the main belt (50) may be directly or indirectly connected to the base frame (20).
  • the main belt (50) may include a first main belt (50a) that can wrap around the left abdomen of the user while the user wears the wearable device (200) and a second main belt (50b) that can wrap around the right abdomen of the user while the user wears the wearable device (200).
  • the first main belt (50a) may be formed in a shape having a longer length than the second main belt (50b), but is not limited thereto, and the first main belt (50a) may be formed in a shape having the same length as or a shorter length than the second main belt (50b).
  • the first main belt (50a) and the second main belt (50b) may be directly or indirectly connected to both ends of the base frame (20), respectively.
  • the main belt (50) can be bent in a direction that wraps around the user's abdomen when the user's body is inserted in a direction in which the wearable device (200) is received.
  • the first main belt (50a) and the second main belt (50b) can be directly or indirectly connected to each other while the user is wearing the wearable device (200).
  • the main belt (50) can distribute a portion of the weight of the wearable device (200) to the user's abdomen while the user is wearing the wearable device (200).
  • the base body (10) may be mounted on the back of the user's lower back and may support a portion of the weight of the wearable device (200) by being hung on the user's buttocks.
  • the first driving module (30a) may be placed on the user's left lower back.
  • the base frame (20) may be extended from an end of the base body (10) and may be inclined in a direction toward the first driving module (30a).
  • the first main belt (50a) mounted on the base frame (20) may be wrapped around the user's left abdomen.
  • FIGS. 3A and 3B are block diagrams illustrating examples of a configuration of a wearable device according to one embodiment.
  • the wearable device (300) of FIG. 3A may include a processor (310), angle sensors (320, 320-1), a battery (330), a PMIC (Power Management Integrated Circuit) (340), a memory (350), an IMU (360), motor driver circuits (370, 370-1), motors (380, 380-1) (e.g., the first and second actuators described with reference to FIG. 2A), and a communication module (390) including a communication circuit.
  • Each angle sensor may or may not be a part of the driving module.
  • FIG. 3A illustrates a plurality of angle sensors (320, 320-1), a plurality of motor driver circuits (370, 370-1), and a plurality of motors (380, 380-1), this is merely exemplary, and the wearable device (300-1) illustrated in FIG. 3B may include one angle sensor (320), one motor driver circuit (370), and one motor (380).
  • the wearable device (300, 300-1) may include a plurality of processors. The number of motor driver circuits, the number of motors, or the number of processors may vary depending on the body part on which the wearable device (300, 300-1) is worn.
  • the wearable device (300) of FIG. 3a and the wearable device (300-1) of FIG. 3b may correspond to examples of a wearable device (120) and a wearable device (200) (e.g., the wearable device (200) of FIG. 2a and FIG. 2b).
  • At least one of the angle sensor (320), the motor driver circuit (370), and the motor (380) may be included in the first driving module (30a) of FIG. 2a, and at least one of the angle sensor (320-1), the motor driver circuit (370-1), and the motor (380-1) may be included in the second driving module (30b) of FIG. 2a.
  • each of the angle sensor (320) and the angle sensor (320-1) may correspond to a Hall sensor, but is not limited thereto.
  • the angle sensor (320) can measure or sense at least one of an angle, an angular velocity, or an angular acceleration of a first joint of the user (e.g., a left hip joint, etc.).
  • the angle sensor (320) can transmit a measurement result (e.g., at least one of an angle value, an angular velocity value, or an angular acceleration value of the first joint) to the processor (310).
  • the angle sensor (320) can measure an angular acceleration of the angle of the left hip joint of the user to obtain an angular acceleration value, and transmit the obtained angular acceleration value to the processor (310).
  • the angle sensor (320) can measure an angle or an angular velocity of the angle of the left hip joint of the user to obtain an angular value or an angular velocity value, and transmit the obtained angle value or angular velocity value to the processor (310).
  • the processor (310) can calculate an angular acceleration value of the left hip joint angle through the angle value or the angular velocity value received from the angle sensor (320).
  • the angle sensor (320-1) can measure or sense at least one of an angle, an angular velocity, or an angular acceleration of a second joint of the user (e.g., a right hip joint).
  • the angle sensor (320-1) can transmit a measurement result (e.g., at least one of an angle value, an angular velocity value, or an angular acceleration value of the second joint) to the processor (310).
  • the angle sensor (320-1) can measure an angular acceleration of an angle of the right hip joint of the user to obtain an angular acceleration value, and transmit the obtained angular acceleration value to the processor (310).
  • the angle sensor (320-1) can measure an angle or an angular velocity of an angle of the right hip joint of the user to obtain an angular value or an angular velocity value, and transmit the obtained angular value or angular velocity value to the processor (310).
  • the processor (310) can calculate the angular acceleration value of the right hip joint angle through the angular value or angular velocity value received from the angle sensor (320-1).
  • the angle sensor (320) and the angle sensor (320-1) can additionally measure the user's knee angle and ankle angle.
  • the wearable device may include a potentiometer.
  • the potentiometer may sense an R-axis joint angle, an L-axis joint angle, an R-axis joint angular velocity, and an L-axis joint angular velocity according to a user's walking motion.
  • the R/L axes may be reference axes for the user's right/left legs.
  • the R/L axes may be set to be perpendicular to the ground, and may be set such that the front side of a person's torso has a negative value and the back side of the person's torso has a positive value.
  • the PMIC (340) can charge the battery (330) using power supplied from an external power source.
  • the external power source and the wearable device (300, 300-1) can be directly or indirectly connected via a cable (e.g., a USB cable, etc.).
  • the PMIC (340) can receive power from the external power source via the cable and charge the battery (330) using the received power.
  • the PMIC (340) can charge the battery (330) via a wireless charging method.
  • the PMIC (340) can transfer power stored in the battery (330) to components (e.g., processor (310), angle sensors (320, 320-1), memory (350), IMU (360), motors (380, 380-1), etc.) within the wearable device (300, 300-1).
  • the PMIC (340) can, for example, adjust the power stored in the battery (330) to a voltage or current level suitable for the components within the wearable device (300).
  • the PMIC (340) can include, for example, a converter (e.g., a direct current (DC)-DC converter) or a regulator (e.g., a low drop out (LDO) regulator or a switching regulator) capable of performing the above-described adjustment.
  • a converter e.g., a direct current (DC)-DC converter
  • a regulator e.g., a low drop out (LDO) regulator or a switching regulator
  • the PMIC (340) can determine state information (e.g., state of charge, state of health, overvoltage, undervoltage, overcurrent, overcharge, over discharge, overheat, short circuit, or swelling) of the battery (330) and transmit the state information of the battery (330) to the processor (310).
  • the processor (310) can provide the state information of the battery (330) to the user.
  • the processor (310) can output the state information of the battery (330) through at least one of an audio output module, a vibration output module, or a display module, which will be described later.
  • the processor (310) can transmit the state information of the battery (330) to the electronic device (110) through a communication module (390) including a communication circuit, and the electronic device (110) can display the state information of the battery (330) on a display.
  • the IMU (360) can acquire or measure acceleration information (or attitude information) of the user.
  • the IMU (360) can measure or acquire three-axis (e.g., X-axis, Y-axis, Z-axis) acceleration and rotation angle (e.g., roll, pitch, yaw) according to the user's walking motion.
  • the IMU (360) can transmit the acquired acceleration information (e.g., measured three-axis acceleration and rotation angle) to the processor (310).
  • the processor (310) can control the wearable device (300, 300-1) overall.
  • the processor (310) may control components (e.g., motor driver circuits (370, 370-1), etc.) within the wearable device (300, 300-1) by executing software (or programs, instructions) stored in the memory (350), for example, and perform various data processing or calculations. As at least part of the data processing or calculations, the processor (310) may store data received from other components (e.g., IMU (360), angle sensors (320, 320-1), etc.) in the memory (350), and process instructions or data stored in the memory (350).
  • components e.g., motor driver circuits (370, 370-1), etc.
  • the processor (310) may store data received from other components (e.g., IMU (360), angle sensors (320, 320-1), etc.) in the memory (350), and process instructions or data stored in the memory (350).
  • the processor (310) can determine a torque value for generating torque of each of the motors (380, 380-1) and control the motor driver circuits (370, 370-1) based on the determined torque value.
  • the processor (310) can use mathematical expression A state factor that indicates the state of the user's movement according to can be decided. can represent the angle value of the first joint (e.g. left hip joint), can represent the angle value of the second joint (e.g., the right hip joint).
  • the processor (310) uses a mathematical formula Torque value according to can be determined.
  • the gain ⁇ may be a parameter indicating the magnitude and direction of the torque to be generated by each of the motors (380, 380-1).
  • the delay ⁇ t may be a parameter related to the output timing of the torque.
  • the value of the gain ⁇ and the value of the delay ⁇ t may be preset and may be adjusted by the user, the wearable device (300), or the electronic device (110) paired with the wearable device (300).
  • the processor (310) may be configured to perform the mathematical expression Torque value for generating torque from motor (380-1) according to can decide, Torque value for generating torque from the motor (380) according to can be decided.
  • based on may include based at least on.
  • each of the motor driver circuits (370, 370-1) can control each of the motors (380, 380-1) based on a torque value received from the processor (310), and by this control, each of the motors (380, 380-1) can generate torque.
  • the communication module (390) may support establishment of a direct (e.g., wired) communication channel or a wireless communication channel between the wearable device (300, 300-1) and an external electronic device, and performance of communication through the established communication channel.
  • the communication module (390) may include one or more communication processors that support direct (e.g., wired) communication or wireless communication.
  • the communication module (390) may include a wireless communication module (e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module (e.g., a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module).
  • GNSS global navigation satellite system
  • any of these communication modules may communicate with an external electronic device via a first network (e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi (wireless fidelity) direct, or IrDA (infrared data association)) or a second network (e.g., a legacy cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network).
  • a first network e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi (wireless fidelity) direct, or IrDA (infrared data association)
  • a second network e.g., a legacy cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network.
  • a second network e.g., a legacy cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network.
  • These various types of communication modules may be integrated into a single component (e.g., a single chip) or implemented
  • the wearable device (300, 300-1) may include a display module.
  • the display module may include, for example, a display and/or a lighting unit (e.g., the lighting unit (60) of FIG. 2A).
  • the processor (310) may control the display module so that the display module may provide visual feedback to the user.
  • the wearable device may include an audio output module.
  • the audio output module may include, for example, a speaker.
  • the processor (310) may control the audio output module so that the audio output module may provide auditory feedback to the user.
  • the wearable device (300, 300-1) may include a vibration output module.
  • the vibration output module may include, for example, a vibration motor.
  • the processor (310) may control the vibration output module so that the vibration output module may provide tactile feedback (or haptic feedback) to the user.
  • At least one of a processor (310), a battery (330), a PMIC (340), a memory (350), an IMU (360), a communication module (390), a display module, an audio output module, or a vibration output module, or a combination thereof, may be located inside the base body (10) of FIGS. 2a and 2b.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating interaction between a wearable device and an electronic device according to one embodiment.
  • the wearable device (120) may communicate with an electronic device (410) (e.g., an electronic device (110)) (e.g., a smartphone or a smart watch).
  • the electronic device (410) may be a user terminal of a user using the wearable device (120) or a dedicated controller device for the wearable device (120).
  • the wearable device (120) and the electronic device (410) may be directly or indirectly connected to each other through short-range wireless communication (e.g., Bluetooth communication, Wi-Fi communication).
  • the electronic device (410) may execute an application for checking the status of the wearable device (120) or controlling or operating the wearable device (120).
  • an application for checking the status of the wearable device (120) or controlling or operating the wearable device (120).
  • a screen of a user interface (UI) for controlling the operation of the wearable device (120) or determining the operation mode of the wearable device (120) may be displayed on the display (412) of the electronic device (410).
  • the UI may be, for example, a graphical user interface (GUI).
  • a user may input a command for controlling the operation of the wearable device (120) (e.g., a command for instructing the wearable device (120) to operate in an assistive mode that generates assistive force or a command for instructing the wearable device (120) to operate in a resistive mode that generates resistive force) or change a setting of the wearable device (120) through a GUI screen on a display (412) of the electronic device (410).
  • the electronic device (410) may generate a control command (or a control signal) corresponding to the operation control command or setting change command input by the user, and transmit the generated control command to the wearable device (120).
  • the wearable device (120) can operate according to the received control command, and transmit the control result according to the control command and/or the sensor data measured by the sensor (e.g., the angle sensor (320, 320-1) and/or the IMU (360)) of the wearable device (120) to the electronic device (410).
  • the electronic device (410) can analyze the control result and/or the sensor data and provide the result information (e.g., walking ability information, exercise ability information, exercise movement evaluation information) to the user through a GUI screen.
  • FIGS. 5 to 7 are drawings illustrating examples of the operation of a wearable device according to one embodiment.
  • the wearable device (120) may determine a reference angular acceleration value (or an initial angular acceleration value).
  • the processor (310) of the wearable device (120) may receive at least one angular acceleration value of a user's joint (e.g., a hip joint) from an angular sensor (e.g., an angular sensor (320) and/or an angular sensor (320-1)) during an initial time period in which the user initially uses the wearable device (120).
  • the processor (310) may determine a reference angular acceleration value based on the received at least one angular acceleration value.
  • the processor (310) may receive angular acceleration values of the user's hip joint from the angle sensor during an initial time interval, and determine a maximum value, a minimum value, or an average value from the received angular acceleration values.
  • the initial time interval may be a time interval from a first initial time point to a second initial time point.
  • the first initial time point may, for example, represent a time point when the user initially wears the wearable device (120) and starts exercising
  • the second initial time point may represent a time point when a predetermined time (e.g., 2 minutes) has elapsed from the first initial time point.
  • the predetermined time point is not limited to the 2 minutes exemplified above.
  • the processor (310) can determine the reference angular acceleration value (or initial angular acceleration value) through the determined maximum value, minimum value, or average value. For example, if the maximum value of the angular acceleration values received from the angle sensor during the initial time interval is 92 rad/s 2 , the processor (310) can determine the maximum value (e.g., 92 rad/s 2 ) as the reference angular acceleration value (or initial angular acceleration value) (hereinafter, referred to as the “first reference angular acceleration value”).
  • the processor (310) can determine the minimum value (e.g., 74 rad/s 2 ) as the reference angular acceleration value (or initial angular acceleration value) (hereinafter, referred to as the “second reference angular acceleration value”).
  • the processor (310) may determine the average value (e.g., 80 rad/s 2 ) as the reference angular acceleration value (or initial angular acceleration value) (hereinafter, referred to as “third reference angular acceleration value”).
  • the wearable device (120) Torque value can determine the torque value so that the drive module (30) can generate torque (e.g. auxiliary torque or resistance torque).
  • the drive module (30) can be controlled based on the torque.
  • the drive module (30) can generate torque and provide it to the user, and the user can perform exercise. While the user performs the exercise, the wearable device (120) can continuously obtain the angular acceleration value of the joint (hereinafter referred to as “measured angular acceleration value”) by measuring (or sensing) the angular acceleration of the joint through an angular sensor (e.g., the angular sensor (320) and/or the angular sensor (320-1)).
  • Each drive module used in this specification may include a motor and/or a circuit.
  • the wearable device (120) may determine whether the deterioration of the driving module (30) has occurred to a certain level or greater based on the characteristic value and the reference angular acceleration value determined from the measured angular acceleration values.
  • the wearable device (120) e.g., the processor (310)
  • the wearable device (120) may determine whether the determined characteristic value has increased by a certain ratio (e.g., 15%) compared to the reference angular acceleration value (e.g., the first reference angular acceleration value, the second reference angular acceleration value, or the third reference angular acceleration value).
  • the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a certain level or greater. If the processor (310) determines that the determined characteristic value has increased by less than a certain percentage (e.g., 15%) compared to the reference angular acceleration value, it may determine that the deterioration of the drive module (30) has not occurred above a certain level.
  • the determined characteristic value may represent, for example, a maximum value, a minimum value, or an average value of the measured angular acceleration values, but is not limited thereto.
  • the deterioration of the drive module (30) may include, for example, wear of a reducer of the drive module (30) and/or wear of a shaft of the reducer.
  • the processor (310) may receive (or acquire) measured angular acceleration values of a user's joint (e.g., a hip joint) from an angle sensor during a first time interval.
  • the first time interval may correspond to a portion of a time during which the user wears the wearable device (120) and performs exercise after an initial time interval.
  • the first time interval may be, for example, 2 minutes, but is not limited thereto.
  • the processor (310) may determine a feature value (e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value) from the measured angular acceleration values received (or acquired) during the first time interval.
  • the processor (310) may determine whether the feature value (e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value) in the first time interval has increased by a certain ratio (e.g., 15%) compared to a reference angular acceleration value (e.g., a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value).
  • a certain ratio e.g. 15%
  • a reference angular acceleration value e.g., a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value.
  • the certain ratio is not limited to the above-mentioned example of 15%. If the processor (310) determines that the characteristic value in the first time interval has increased by a certain ratio (e.g., 15%) or more compared to the reference angular acceleration value, it can determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a certain level or more.
  • the processor (310) determines that the characteristic value in the first time interval has increased by less than a certain ratio (e.g., 15%) compared to the reference angular acceleration value, it can determine that the deterioration of the driving module (30) has not occurred to a certain level or more.
  • a certain ratio e.g. 15%
  • the processor (310) may determine that the maximum value 110 rad/s 2 of the measured angular acceleration values in the first time interval has increased by more than a certain ratio (e.g., 15%) compared to the first reference angular acceleration value (e.g., 92 rad/s 2 ). In this case, the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a certain level or more.
  • a certain ratio e.g. 15%
  • the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a certain level or more.
  • the processor (310) may determine that the maximum value 100 rad/s 2 of the measured angular acceleration values in the first time interval has increased by not exceeding a certain ratio (e.g., 15%) compared to the first reference angular acceleration value (e.g., 92 rad/s 2 ). In this case, the processor (310) can determine that the deterioration of the drive module (30) has occurred below a certain level.
  • a certain ratio e.g. 15%
  • the processor (310) can determine that the deterioration of the drive module (30) has occurred below a certain level.
  • the processor (310) may determine that the minimum value 90 rad/s 2 of the measured angular acceleration values in the first time interval has increased by more than a certain ratio (e.g., 15%) with respect to the second reference angular acceleration value (e.g., 74 rad/s 2 ). In this case, the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a certain level or more.
  • a certain ratio e.g. 15%
  • the processor (310) may determine that the minimum value 83 rad/s 2 of the measured angular acceleration values in the first time interval has increased by not more than a certain ratio (e.g., 15%) with respect to the second reference angular acceleration value (e.g., 74 rad/s 2 ). In this case, the processor (310) can determine that the deterioration of the drive module (30) has occurred below a certain level.
  • a certain ratio e.g. 15%
  • the processor (310) may determine that the average value 95 rad/s 2 of the measured angular acceleration values in the first time interval has increased by more than a certain ratio (e.g., 15%) compared to a third reference angular acceleration value (e.g., 80 rad/s 2 ). In this case, the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a certain level or more.
  • a certain ratio e.g., 15%
  • a third reference angular acceleration value e.g. 80 rad/s 2
  • the processor (310) may determine that the average value 90 rad/s 2 of the measured angular acceleration values in the first time interval has increased by not more than a certain ratio (e.g., 15%) compared to a third reference angular acceleration value (e.g., 80 rad/s 2 ). In this case, the processor (310) can determine that the deterioration of the drive module (30) has occurred below a certain level.
  • a certain ratio e.g., 15%
  • a third reference angular acceleration value e.g. 80 rad/s 2
  • the wearable device (120) may provide a notification in operation 530 when the deterioration of the driving module (30) occurs to a certain level or higher (operation 520-Yes).
  • the notification may correspond to a notification regarding the deterioration of the driving module (30).
  • the notification may include, for example, at least one of a motor replacement notification or a notification indicating a visit to a service center.
  • the notification may be at least one of a visual notification, an auditory notification, or a tactile notification.
  • the wearable device (120) may provide a notification to the user through at least one of an audio output module (e.g., a speaker) of the wearable device (120), an electronic device (110), or another wearable device (130) (e.g., wireless earphones (131), a smart watch (132)).
  • an audio output module e.g., a speaker
  • an electronic device e.g., a smart watch
  • another wearable device e.g., wireless earphones (131), a smart watch (132)
  • the drive module (30) may deteriorate (e.g., wear of the reducer and/or wear of the shaft of the reducer), and if the deterioration of the drive module (30) continues, for example, a stuck phenomenon in which the rotation of the motor (380, 380-1) stops may occur. Due to the deterioration of the drive module (30), the rotation axis may be misaligned, and as a result, the user may feel a load based on the misalignment of the rotation axis when moving his or her joints. In order to overcome this load, the user may apply force (or torque) (hereinafter, referred to as “human torque”) to the wearable device (120).
  • force or torque
  • torque value An output torque (e.g., a torque generated by the driving module (30) and a human torque combined) (or high torque) having a size greater than a certain ratio of the torque may be generated.
  • a torque value When this is 10Nm the torque value of the output torque is, for example, the torque value It can be 11.5 Nm, which is more than a certain percentage (e.g., 15%).
  • Such output torque (or high torque) can damage the components of the wearable device (120).
  • the characteristic value can increase by a certain percentage (e.g., 15%) or more compared to the reference angular acceleration value due to human torque.
  • the wearable device (120) can determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a certain level or more and can provide a notification to the user about the deterioration of the driving module (30). Accordingly, the ease of maintenance and management of the wearable device (120) can be improved.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating another example of operation of a wearable device according to one embodiment.
  • the wearable device (120) may determine a reference angular acceleration value (or an initial angular acceleration value).
  • the processor (310) may determine the reference angular acceleration value (or an initial angular acceleration value) (e.g., a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value) based on at least one of the angular acceleration values received from the angular sensor (e.g., the angular sensor (320) and/or the angular sensor (320-1)) during an initial time interval (e.g., the initial time interval of FIG. 6).
  • the description of operation 510 may be applied to the description of operation 810.
  • the wearable device (120) may measure (or sense) the angular acceleration of a joint through the angular sensor (e.g., the angular sensor (320) and/or the angular sensor (320-1)) to obtain measured angular acceleration values.
  • the angular sensor e.g., the angular sensor (320) and/or the angular sensor (320-1)
  • the wearable device (120) may determine whether the deterioration of the driving module (30) has occurred above a first level based on a characteristic value (e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value) determined from the measured angular acceleration values and a reference angular acceleration value (e.g., a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value).
  • the first level may represent a level of deterioration that requires an overall inspection of the wearable device (120) at a service center, for example.
  • the processor (310) may determine a characteristic value (e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value) from angular acceleration values received from the angular sensor during a first time interval (e.g., the first time interval of FIG. 7 ).
  • the processor (310) can determine whether an increase rate of a characteristic value (e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value) in a first time interval compared to a reference angular acceleration value (e.g., a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value) is greater than or equal to a first ratio (e.g., 15%).
  • the first ratio is not limited to the 15% in the above example. If the increase rate of a characteristic value in the first time interval compared to the reference angular acceleration value is greater than or equal to the first ratio (e.g., 15%), the processor (310) can determine that deterioration of the driving module (30) has occurred to a first level or greater.
  • the processor (310) may determine that the increase rate (e.g., approximately 20%) of the maximum value of 110 rad/s 2 in the first time interval compared to the first reference angular acceleration value (e.g., 92 rad/s 2 ) exceeds the first ratio (e.g., 15%). In this case, the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a level greater than or equal to the first level.
  • the increase rate e.g., approximately 20%
  • the first reference angular acceleration value e.g., 92 rad/s 2
  • the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a level greater than or equal to the first level.
  • the processor (310) may determine that the increase rate (e.g., approximately 22%) of the minimum value of 90 rad/s 2 in the first time interval compared to the second reference angular acceleration value (e.g., 74 rad/s 2 ) exceeds the first ratio (e.g., 15%). In this case, the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a level greater than the first level.
  • the increase rate e.g., approximately 22%) of the minimum value of 90 rad/s 2 in the first time interval compared to the second reference angular acceleration value (e.g., 74 rad/s 2 ) exceeds the first ratio (e.g., 15%).
  • the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a level greater than the first level.
  • the processor (310) may determine that the increase rate (e.g., approximately 19%) of the average value of 95 rad/s 2 in the first time interval compared to the third reference angular acceleration value (e.g., 80 rad/s 2 ) exceeds the first ratio (e.g., 15%). In this case, the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a level greater than the first level.
  • the increase rate e.g., approximately 19% of the average value of 95 rad/s 2 in the first time interval compared to the third reference angular acceleration value (e.g., 80 rad/s 2 ) exceeds the first ratio (e.g., 15%).
  • the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a level greater than the first level.
  • the wearable device (120) may provide a first notification in operation 830.
  • the first notification may include, for example, a notification indicating that the wearable device (120) should be inspected at a service center.
  • the wearable device (120) may provide the first notification to the user through at least one of an audio output module (e.g., a speaker) of the wearable device (120), an electronic device (110), or another wearable device (130) (e.g., a wireless earphone (131), a smart watch (132)).
  • an audio output module e.g., a speaker
  • the wearable device (130) e.g., a wireless earphone (131), a smart watch (132)
  • the wearable device (120) determines that the deterioration of the drive module (30) has occurred above the first level, and then determines the torque value
  • the size of the output torque e.g., the torque generated by the driving module (30) and the human torque, etc.
  • the processor (310) can be configured to use mathematical expressions
  • the gain ⁇ can be reduced. Accordingly, the size of the output torque can be reduced.
  • the wearable device (120) may determine whether the deterioration of the driving module (30) has occurred above the second level in operation 840.
  • the second level is a level of deterioration lower than the first level, and may represent, for example, a level of deterioration that requires inspection (or repair) of the driving module (30).
  • the processor (310) may determine whether an increase rate of a characteristic value (e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value) in a first time interval compared to a reference angular acceleration value (e.g., a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value) is equal to or greater than a second ratio (e.g., 7%).
  • a second ratio is not limited to the above example of 7%.
  • the processor (310) can determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a second level or higher when the rate of increase of the characteristic value in the first time interval compared to the reference angular acceleration value is greater than or equal to the second ratio.
  • the processor (310) may determine that the increase rate (e.g., approximately 8.7%) of the maximum value of the measured angular acceleration values in the first time interval compared to the first reference angular acceleration value (e.g., 92 rad/s 2 ) of 100 rad/s 2 does not exceed the first ratio (e.g., 15%). In this case, the processor (310) may determine whether the deterioration of the driving module (30) has occurred at the second level or higher.
  • the increase rate e.g., approximately 8.7%
  • the first reference angular acceleration value e.g., 92 rad/s 2
  • the processor (310) may determine whether the deterioration of the driving module (30) has occurred at the second level or higher.
  • the processor (310) may determine that the increase rate (e.g., approximately 8.7%) of the maximum value of the measured angular acceleration values in the first time interval exceeds the second ratio (e.g., 7%). In this case, the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred at the second level or higher.
  • the increase rate e.g., approximately 8.7%
  • the second ratio e.g., 7%
  • the processor (310) may determine that the increase rate (e.g., approximately 13%) of the minimum value 83 rad/s 2 of the measured angular acceleration values in the first time interval compared to the second reference angular acceleration value (e.g., 74 rad/s 2 ) does not exceed the first ratio (e.g., 15%). In this case, the processor (310) may determine whether the deterioration of the driving module (30) has occurred to the second level or higher.
  • the processor (310) may determine that the increase rate (e.g., approximately 13%) of the minimum value 83 rad/s 2 of the measured angular acceleration values in the first time interval has exceeded the second ratio (e.g., 7%). In this case, the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to the second level or higher.
  • the increase rate e.g., approximately 13%) of the minimum value 83 rad/s 2 of the measured angular acceleration values in the first time interval has exceeded the second ratio (e.g., 7%).
  • the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to the second level or higher.
  • the processor (310) may determine that the increase rate (e.g., approximately 13%) of the average value of the measured angular acceleration values in the first time interval, 90 rad/s 2 , relative to the third reference angular acceleration value (e.g., 80 rad/s 2 ), does not exceed the first ratio (e.g., 15%). In this case, the processor (310) may determine whether the deterioration of the driving module (30) has occurred at the second level or higher.
  • the processor (310) may determine that the increase rate (e.g., approximately 13%) of the average value of the measured angular acceleration values in the first time interval, 90 rad/s 2 , has exceeded the second ratio (e.g., 7%). In this case, the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred at the second level or higher.
  • the increase rate e.g., approximately 13%) of the average value of the measured angular acceleration values in the first time interval, 90 rad/s 2
  • the second ratio e.g., 7%
  • the wearable device (120) may provide a second notification at operation 850.
  • the second notification may include, for example, a notification that a motor inspection is required.
  • the wearable device (120) may provide the second notification to the user through at least one of an audio output module (e.g., a speaker) of the wearable device (120), an electronic device (110), or another wearable device (130) (e.g., a wireless earphone (131), a smart watch (132)).
  • an audio output module e.g., a speaker
  • the wearable device (120) may provide the second notification to the user through at least one of an audio output module (e.g., a speaker) of the wearable device (120), an electronic device (110), or another wearable device (130) (e.g., a wireless earphone (131), a smart watch (132)).
  • FIG. 9 is a diagram illustrating another example of operation of a wearable device according to one embodiment.
  • the wearable device (120) may determine a reference angular acceleration value (or an initial angular acceleration value).
  • the processor (310) may determine the reference angular acceleration value (or an initial angular acceleration value) (e.g., a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value) based on at least one of the angular acceleration values received from the angular sensor (320) during an initial time interval (e.g., the initial time interval of FIG. 6).
  • the description of operation 510 may be applied to the description of operation 910.
  • a wearable device (120) e.g., processor (310)
  • the wearable device (120) may determine that the user's accumulated step count has reached a first step count (e.g., 1.8 million steps).
  • the first step count is not limited to 1.8 million steps.
  • the wearable device (120) may determine whether the deterioration of the driving module (30) has occurred above a certain level (e.g., a deterioration level requiring inspection of the driving module (30) at the first step count) based on a characteristic value (e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value) and a reference angular acceleration value (e.g., a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value) determined from measured angular acceleration values acquired during a certain time period (e.g., 2 minutes) (hereinafter, referred to as a "second time period").
  • a characteristic value e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value
  • the processor (310) can determine a characteristic value (e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value) from the measured angular acceleration values in the second time interval.
  • the processor (310) can determine whether an increase rate of the characteristic value (e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value) in the second time interval compared to a reference angular acceleration value (e.g., a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value) is equal to or greater than a ratio (e.g., 5%) set (or determined) corresponding to the first number of steps.
  • a ratio e.g., 5%
  • the processor (310) can determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred below a certain level (or that inspection of the driving module (30) is not necessary). If the increase rate of the characteristic value in the second time interval compared to the reference angular acceleration value is greater than or equal to a rate set corresponding to the first step number (e.g., 5%), the processor (310) can determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a certain level or greater (or that the driving module (30) requires inspection), and can provide a notification to the user that the driving module (30) requires inspection.
  • a ratio e.g., 5%
  • the wearable device (120) may determine that the user's accumulated step number has reached a second step number (e.g., 3.7 million steps).
  • the second step number is not limited to 3.7 million steps.
  • the wearable device (120) may determine whether the deterioration of the driving module (30) has occurred above a certain level (e.g., a deterioration level requiring inspection of the driving module (30) at the second step number) based on a characteristic value (e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value) and a reference angular acceleration value (e.g., a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value) determined from measured angular acceleration values acquired during a certain time period (e.g., 2 minutes) (hereinafter, referred to as a "third time period").
  • a characteristic value e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value
  • the processor (310) can determine a characteristic value (e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value) from the measured angular acceleration values in the third time interval.
  • the processor (310) can determine whether an increase rate of the characteristic value (e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value) in the third time interval compared to a reference angular acceleration value (e.g., a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value) is equal to or greater than a ratio (e.g., 7%) set (or determined) corresponding to the second step number.
  • a reference angular acceleration value e.g., a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value
  • the processor (310) can determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred below a certain level (or that inspection of the driving module (30) is not necessary). If the increase rate of the characteristic value in the third time interval compared to the reference angular acceleration value is greater than or equal to a ratio (e.g., 7%), the processor (310) can determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a certain level or greater (or that the driving module (30) requires inspection), and can provide a notification to the user that inspection of the driving module (30) is necessary.
  • a ratio e.g., 7%
  • the wearable device (120) may determine that the user's accumulated step count has reached a third step count (e.g., 5.5 million steps).
  • the third step count is not limited to 5.5 million steps.
  • the wearable device (120) may determine whether the deterioration of the driving module (30) has occurred to a certain level or higher (e.g., a deterioration level requiring inspection of the driving module (30) at the third step count) based on a characteristic value (e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value) and a reference angular acceleration value (e.g., a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value) determined from measured angular acceleration values acquired during a certain time period (e.g., 2 minutes) (hereinafter, referred to as a "fourth time period").
  • a characteristic value e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value
  • the processor (310) can determine a characteristic value (e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value) from the measured angular acceleration values in the fourth time interval.
  • the processor (310) can determine whether an increase rate of the characteristic value (e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value) in the fourth time interval compared to a reference angular acceleration value (e.g., a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value) is equal to or greater than a ratio (e.g., 10%) set corresponding to a third step number.
  • a reference angular acceleration value e.g., a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value
  • the processor (310) can determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred below a certain level (or that inspection of the driving module (30) is not necessary). If the increase rate of the characteristic value in the fourth time interval compared to the reference angular acceleration value is greater than or equal to a rate set corresponding to the third step number (e.g., 10%), the processor (310) can determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a certain level or greater (or that the driving module (30) requires inspection), and can provide a notification to the user that the driving module (30) requires inspection.
  • a ratio e.g. 10%
  • the wearable device (120) may determine that the user's accumulated step count has reached a fourth step count (e.g., 7.4 million steps).
  • the fourth step count is not limited to 7.4 million steps.
  • the wearable device (120) may determine whether the deterioration of the driving module (30) has occurred above a certain level (e.g., a deterioration level requiring an overall inspection of the wearable device (120) at the fourth step count) based on a characteristic value (e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value) and a reference angular acceleration value (e.g., a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value) determined from measured angular acceleration values acquired during a certain time period (e.g., 2 minutes) (hereinafter, referred to as a "fifth time period").
  • a characteristic value e.g., a maximum value, a minimum value, or an
  • the processor (310) may determine a characteristic value (e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value) from the measured angular acceleration values in the fifth time interval.
  • the processor (310) may determine whether an increase rate of the characteristic value (e.g., a maximum value, a minimum value, or an average value) in the fifth time interval compared to a reference angular acceleration value (e.g., a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value) is equal to or greater than a ratio (e.g., 15%) set corresponding to the fourth step number.
  • a reference angular acceleration value e.g., a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value
  • the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred below a certain level (or that inspection of the driving module (30) is not necessary). The processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a certain level or higher (or that the driving module (30) requires inspection) when the increase rate of the characteristic value in the fifth time interval compared to the reference angular acceleration value is equal to or higher than the rate set corresponding to the fourth step number (e.g., 15%). Since the wearable device (120) has been used for a long time to the extent that the user's cumulative step number reaches the fourth step number, the processor (310) may provide a notification to the user that the wearable device (120) requires inspection by visiting a service center.
  • a ratio e.g. 15%
  • the processor (310) when the user's accumulated number of steps reaches the fourth step number, the processor (310) outputs a torque value
  • the size of the output torque (e.g., the torque generated by the driving module (30) and the human torque, etc.) can be reduced by making the size of the driving module (30) smaller.
  • the processor (310) can be configured to use mathematical expressions
  • the gain ⁇ can be reduced. Accordingly, the size of the output torque can be reduced.
  • FIGS. 10 and 11 are drawings illustrating other examples of operation of a wearable device according to one embodiment.
  • the wearable device (120) may calculate a numerical value indicating how much greater the angular acceleration of the first joint is than the angular acceleration of the second joint.
  • the processor (310) may receive angular acceleration values (1110) of the first joint (e.g., the left hip joint) from the angle sensor (320) and angular acceleration values (1120) of the second joint (e.g., the right hip joint) from the angle sensor (320-1) for a certain period of time.
  • the processor (310) may calculate an average value of the angular acceleration values (1110) and may calculate an average value of the angular acceleration values (1120).
  • the processor (310) may determine a numerical value indicating the degree to which the average value of the angular acceleration values (1110) is greater than the average value of the angular acceleration values (1120).
  • the average of the angular acceleration values (1120) may be 80 rad/s 2 and the average of the angular acceleration values (1110) may be 90 rad/s 2 .
  • the processor (310) may determine that the average of the angular acceleration values (1110) is 12.5% greater than the average of the angular acceleration values (1120). In other words, the processor (310) may calculate a numerical value (e.g., 12.5%) that represents how much greater the average of the angular acceleration values (1110) is than the average of the angular acceleration values (1120).
  • the wearable device (120) Torque value can determine the torque value so that the drive module (30) can generate torque (e.g. auxiliary torque or resistance torque).
  • the driving module (30) can be controlled based on the driving module (30).
  • the driving module (30) can generate torque and provide it to the user, and the user can perform exercise.
  • the wearable device (120) can determine whether the deterioration of the driving module (30) has occurred above a certain level based on the calculated numerical value. For example, the processor (310) can determine that the deterioration of the driving module (30) has not occurred above a certain level if the calculated numerical value is less than a certain value (e.g., 15%). The processor (310) can determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred above a certain level if the calculated numerical value is equal to or greater than a certain value (e.g., 15%).
  • the processor (310) may provide a notification in operation 1030.
  • the notification may correspond to a notification regarding the deterioration of the driving module (30).
  • the notification may include, for example, at least one of a motor replacement notification or a notification indicating a visit to a service center.
  • the notification may be at least one of a visual notification, an auditory notification, or a tactile notification.
  • the wearable device (120) may provide a notification to the user through at least one of an audio output module (e.g., a speaker) of the wearable device (120), an electronic device (110), or another wearable device (130) (e.g., wireless earphones (131), a smart watch (132)).
  • an audio output module e.g., a speaker
  • an electronic device e.g., a smart watch
  • another wearable device e.g., wireless earphones (131), a smart watch (132)
  • FIG. 12 is a diagram illustrating another example of operation of a wearable device according to one embodiment.
  • a wearable device (120) (e.g., processor (310)) may accumulate the number of steps taken by a user while exercising.
  • the wearable device (120) may determine that the user's accumulated number of steps has reached a first number of steps (e.g., 1.8 million steps).
  • the wearable device (120) can determine whether the deterioration of the driving module (30) has occurred to a certain level or higher (or whether inspection of the driving module (30) is necessary) based on the angular acceleration values of the first joint and the angular acceleration values of the second joint acquired during a certain time period (e.g., 2 minutes) (hereinafter referred to as the "sixth time period").
  • a certain time period e.g., 2 minutes
  • the processor (310) may receive angular acceleration values of the first joint from the angle sensor (320) and angular acceleration values of the second joint from the angle sensor (320-1) during a sixth time interval.
  • the processor (310) may calculate an average value of the angular acceleration values of the first joint and an average value of the angular acceleration values of the second joint during the sixth time interval.
  • the processor (310) may calculate a numerical value indicating how much greater the average value of the angular acceleration values of the first joint during the sixth time interval is than the average value of the angular acceleration values of the second joint during the sixth time interval.
  • the processor (310) may determine whether the calculated numerical value is greater than or equal to a first value (e.g., 15%) set to correspond to the first step number.
  • the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has not occurred to a certain level or more (or that inspection of the driving module (30) is not required) if the calculated numerical value is less than the first value (e.g., 15%) set to correspond to the first step number.
  • the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a certain level or more (or that inspection of the driving module (30) is required) if the calculated numerical value is greater than or equal to the first value (e.g., 15%) set to correspond to the first step number.
  • the processor (310) may provide a notification to the user that inspection of the driving module (30) is required.
  • the wearable device (120) may determine that the user's cumulative number of steps has reached a second number of steps (e.g., 3.7 million steps).
  • the wearable device (120) can determine whether the deterioration of the driving module (30) has occurred to a certain level or higher (or whether inspection of the driving module (30) is necessary) based on the angular acceleration values of the first joint and the angular acceleration values of the second joint acquired during a certain time period (e.g., 2 minutes) (hereinafter referred to as the "seventh time period").
  • the processor (310) may receive angular acceleration values of the first joint from the angle sensor (320) and angular acceleration values of the second joint from the angle sensor (320-1) during a seventh time interval.
  • the processor (310) may calculate an average value of the angular acceleration values of the first joint and an average value of the angular acceleration values of the second joint during the seventh time interval.
  • the processor (310) may calculate a numerical value indicating how much greater the average value of the angular acceleration values of the first joint during the seventh time interval is than the average value of the angular acceleration values of the second joint during the seventh time interval.
  • the processor (310) may determine whether the calculated numerical value is greater than or equal to a second value (e.g., 20%) set to correspond to a second step number.
  • a second value e.g. 20%
  • the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has not occurred to a certain level or more (or that inspection of the driving module (30) is not required) if the calculated numerical value is less than the second value (e.g., 20%).
  • the processor (310) may determine that the deterioration of the driving module (30) has occurred to a certain level or more (or that inspection of the driving module (30) is required) if the calculated numerical value is greater than or equal to the second value (e.g., 20%).
  • the processor (310) may provide the user with at least one of a notification that inspection of the driving module (30) is required or a notification that a visit to a service center is required to inspect the wearable device (120).
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a method of operating a wearable device according to one embodiment.
  • the wearable device (120) can generate torque and transmit the generated torque to the user's leg.
  • the wearable device (120) can sense the movement of the user's joints to obtain at least one angular acceleration value.
  • the wearable device (120) can determine whether deterioration of the driving module (30) has occurred to a certain level or higher based on at least one acquired angular acceleration value.
  • the wearable device (120) may provide a notification of deterioration when the deterioration of the driving module (30) exceeds a certain level.
  • FIGS. 1 to 12 can be applied to the operating method of the wearable device (120) of FIG. 13.
  • a wearable device (120; 200; 300; 300-1) worn on a user's body may include a driving module (e.g., driving module (30)) that generates a torque, an angle sensor (e.g., angle sensor (320) and/or angle sensor (320-1)) that senses a movement of a joint of the user to obtain at least one angular acceleration value, and a processor (310) that controls the driving module to generate the torque, receives the at least one angular acceleration value obtained from the angle sensor, determines whether deterioration of the driving module has occurred to a predetermined level or higher based on the received at least one angular acceleration value, and controls a notification of the deterioration to be provided to the user when it is determined that the deterioration has occurred to the predetermined level or higher.
  • a driving module e.g., driving module (30)
  • an angle sensor e.g., angle sensor (320) and/or angle sensor (320-1)
  • a processor that controls the driving module to generate the
  • the processor can determine a feature value based on at least one of the angular acceleration values received from the angular sensor during a certain time period, determine an increase rate of the determined feature value compared to a reference angular acceleration value, and determine that the deterioration has occurred above a certain level if the determined increase rate is above a certain rate.
  • the feature value may include a maximum value, a minimum value, or an average value of the received angular acceleration values.
  • the processor can determine the reference angular acceleration value (e.g., at least one of a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value) based on at least one of the angular acceleration values received from the angular sensor during the initial time interval.
  • the reference angular acceleration value e.g., at least one of a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value
  • the initial time interval may correspond to a time interval from a first initial time point when the user initially wears the wearable device and starts exercising to a second initial time point.
  • the processor can check whether the cumulative number of steps of the user reaches a predetermined number, determine an increase rate of the at least one received angular acceleration value compared to a reference angular acceleration value, and when the cumulative number of steps of the user reaches the predetermined number (e.g., at least one of the first to fourth step numbers of FIG. 9), determine whether the determined increase rate is equal to or greater than a rate set corresponding to the predetermined number (e.g., at least one of the rate set corresponding to each of the first to fourth step numbers described through FIG. 9), and when it is determined that the determined increase rate is equal to or greater than the rate set corresponding to the predetermined number, determine that the deterioration has occurred above the predetermined level.
  • the predetermined number e.g., at least one of the first to fourth step numbers of FIG. 9
  • the processor may calculate a numerical value representing how much greater an angular velocity value of a joint of the user's leg is than an angular velocity value of a joint of the user's other leg, and if the calculated numerical value exceeds a predetermined value, it may be determined that the deterioration has occurred above a predetermined level.
  • the notification may include a notification indicating at least one of inspection or replacement of a motor of the drive module.
  • the processor may cause the notification to be provided to the user via an electronic device of the user (e.g., the electronic device (110), another wearable device (130)) or at least one of the wearable devices.
  • an electronic device of the user e.g., the electronic device (110), another wearable device (130)
  • the processor may cause the notification to be provided to the user via an electronic device of the user (e.g., the electronic device (110), another wearable device (130)) or at least one of the wearable devices.
  • a wearable device (120; 200; 300; 300-1) worn on a user's body may include a driving module (30) that generates torque, an angle sensor (320) that senses movement of a joint of the user to obtain angular acceleration values, and a processor (310).
  • the processor may control the driving module to generate the torque, receive the obtained angular acceleration values from the angle sensor, determine a feature value based on at least one of the received angular acceleration values, determine an increase rate of the determined feature value compared to a reference angular acceleration value, and determine whether deterioration of the driving module has occurred to a certain level or higher based on the determined increase rate, and if it is determined that the deterioration has occurred to the certain level or higher, control a notification regarding the deterioration to be provided to the user.
  • the processor may determine that the deterioration has occurred above a certain level if the determined increase rate is above a certain percentage.
  • the feature value may include a maximum or high value, a minimum or low value, or an average value.
  • the processor can determine the reference angular acceleration value (e.g., at least one of a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value) based on at least one of the angular acceleration values received from the angular sensor during the initial time interval.
  • the reference angular acceleration value e.g., at least one of a first reference angular acceleration value, a second reference angular acceleration value, or a third reference angular acceleration value
  • the initial time interval may correspond to a time interval from a first initial time point when the user initially wears the wearable device and starts exercising to a second initial time point.
  • the processor can check whether the cumulative number of steps of the user reaches a predetermined number, and if the cumulative number of steps of the user reaches the predetermined number, it can determine whether the determined increase rate is greater than or equal to a rate set corresponding to the predetermined number, and if it is determined that the determined increase rate is greater than or equal to a rate set corresponding to the predetermined number, it can determine that the deterioration has occurred above a predetermined level.
  • the processor may calculate a numerical value representing how much greater an angular velocity value of a joint of the user's leg is than an angular velocity value of a joint of the user's other leg, and if the calculated numerical value exceeds a predetermined value, it may be determined that the deterioration has occurred above a predetermined level.
  • the notification may include a notification indicating at least one of inspection or replacement of a motor of the drive module.
  • the processor may cause the notification to be provided to the user via at least one of the user's electronic device or the wearable device.
  • an operating method of a wearable device (120; 200; 300; 300-1) worn on a user's body may include an operation of generating a torque and transmitting the generated torque to a leg of the user, an operation of sensing a movement of a joint of the user to obtain at least one angular acceleration value, an operation of determining whether a driving module of the wearable device has deteriorated to a predetermined level or higher based on the at least one obtained angular acceleration value, and an operation of providing a notification regarding the deterioration if the deterioration has deteriorated to the predetermined level or higher.
  • the judging operation may include an operation of determining a first characteristic value from angular acceleration values acquired over a certain time interval; an operation of determining an increase rate of the determined first characteristic value compared to a reference angular acceleration value; and an operation of determining that the deterioration has occurred above a certain level if the determined increase rate is above a certain rate.
  • the judging operation may include: an operation of checking whether the cumulative number of steps of the user reaches a predetermined number; an operation of determining an increase rate of the at least one acquired angular acceleration value compared to a reference angular acceleration value; an operation of determining whether the determined increase rate is equal to or greater than an increase rate corresponding to the predetermined number when the cumulative number of steps of the user reaches the predetermined number; and an operation of determining that the deterioration has occurred above a predetermined level when it is determined that the determined increase rate is equal to or greater than the increase rate corresponding to the predetermined number.
  • the judging action may include an action of calculating a numerical value representing how much greater an angular velocity value of a joint of a leg of the user is than an angular velocity value of a joint of the other leg of the user; and an action of determining that the deterioration has occurred above a predetermined level if the calculated numerical value exceeds a predetermined value.
  • the embodiments described above may be implemented as hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components.
  • the devices, methods, and components described in the embodiments may be implemented using a general-purpose computer or a special-purpose computer, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA), a programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing instructions and responding to them.
  • the processing device may execute an operating system (OS) and software applications running on the OS.
  • the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software.
  • OS operating system
  • the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software.
  • processing device is sometimes described as being used alone, but those skilled in the art will appreciate that the processing device may include multiple processing elements and/or multiple types of processing elements.
  • a processing device may include multiple processors, or a processor and a controller.
  • Other processing configurations, such as parallel processors, are also possible.
  • the software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, which may configure a processing device to perform a desired operation or may independently or collectively command the processing device.
  • the software and/or data may be permanently or temporarily embodied in any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, or transmitted signal waves, for interpretation by the processing device or for providing instructions or data to the processing device.
  • the software may also be distributed over network-connected computer systems and stored or executed in a distributed manner.
  • the software and data may be stored on a computer-readable recording medium.
  • the method according to the embodiment may be implemented in the form of program commands that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium.
  • the computer-readable medium may store program commands, data files, data structures, etc., alone or in combination, and the program commands recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiment or may be those known to and available to those skilled in the art of computer software.
  • Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, and hardware devices specially configured to store and execute program commands such as ROMs, RAMs, and flash memories.
  • Examples of program commands include not only machine language codes generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, etc.
  • the hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

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Abstract

사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치는 토크를 생성하는 구동 모듈, 상기 사용자의 관절의 움직임을 센싱하여 적어도 하나의 각가속도값을 획득하는 각도 센서, 및 상기 구동 모듈이 상기 토크를 생성하도록 상기 구동 모듈을 제어하고, 상기 각도 센서로부터 상기 획득된 적어도 하나의 각가속도값을 수신하며, 상기 수신된 적어도 하나의 각가속도값을 기초로 상기 구동 모듈의 열화가 일정 수준 이상 발생하였는지 판단하고, 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단하는 경우 상기 구동 모듈의 열화에 대한 알림이 상기 사용자에게 제공되도록 제어하는 프로세서(들)를 포함할 수 있다.

Description

웨어러블 장치 및 이의 동작 방법
실시 예는 웨어러블 장치 및/또는 이의 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 및/또는 사람의 운동을 도와주는 기구 또는 장치를 말할 수 있다. 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 원하거나 필요한 근력을 제공하고 사용자가 정상적인 보행 패턴으로 걷도록 유도하는 것과 같이, 사용자의 신체에 착용되어 사용자가 운동 및/또는 보행을 보조할 수 있다.
일 실시 예에 따른 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치는 토크를 생성하는 구동 모듈, 상기 사용자의 관절의 움직임을 센싱하여 적어도 하나의 각가속도값을 획득하는 각도 센서, 및 프로세싱 회로를 포함하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 구동 모듈이 상기 토크를 생성하도록 상기 구동 모듈을 제어할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 각도 센서로부터 상기 획득된 적어도 하나의 각가속도값을 수신할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 수신된 적어도 하나의 각가속도값을 기초로 상기 구동 모듈의 열화가 일정 수준 이상 발생하였는지 판단할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단한 경우, 상기 열화에 대한 알림이 상기 사용자에게 제공되도록 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따른 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치는 토크를 생성하는 구동 모듈, 상기 사용자의 관절의 움직임을 센싱하여 각가속도값들을 획득하는 각도 센서, 및 프로세싱 회로를 포함하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(들)는 상기 구동 모듈이 상기 토크를 생성하도록 상기 구동 모듈을 제어할 수 있다. 상기 프로세서(들)는 상기 각도 센서로부터 상기 획득된 각가속도값들을 수신할 수 있다. 상기 프로세서(들)는 상기 수신된 각가속도값들 중 적어도 하나를 기초로 특징값을 결정할 수 있다. 상기 프로세서(들)는 기준 각가속도값 대비 상기 결정된 특징값의 증가율을 결정할 수 있다. 상기 프로세서(들)는 상기 결정된 증가율을 기초로 상기 구동 모듈의 열화가 일정 수준 이상 발생하였는지 판단할 수 있다. 상기 프로세서(들)는 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단하는 경우, 상기 열화에 대한 알림이 상기 사용자에게 제공되도록 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따른 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치의 동작 방법은 토크를 생성하고 상기 생성된 토크를 상기 사용자의 다리에 전달하는 동작, 상기 사용자의 관절의 움직임을 센싱하여 적어도 하나의 각가속도값을 획득하는 동작, 상기 획득된 적어도 하나의 각가속도값을 기초로 상기 웨어러블 장치의 구동 모듈의 열화가 일정 수준 이상 발생하였는지 판단하는 동작, 및 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 경우, 상기 열화에 대한 알림을 제공하는 동작을 포함할 수 있다.
상술한 측면들 및 다른 측면들, 특징, 및 특정 실시 예들의 장점은 첨부 도면과 함께 고려되는 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1a는 일 실시 예에 따른 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치의 개요를 설명하기 위한 도면이다.
도 1b는 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치를 포함하는 시스템의 예시를 설명하는 도면이다.
도 2a는 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 후면 개략도를 나타낸다.
도 2b는 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 좌측 측면도를 나타낸다.
도 3a 내지 도 3b는 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 구성의 예시를 설명하는 블록도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치와 전자 장치 간의 상호 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 동작 방법의 예시를 설명하는 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 동작 방법의 다른 예시를 설명하는 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 동작의 다른 예시를 설명하는 도면이다.
도 10 내지 도 11은 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 동작의 다른 예시를 설명하는 도면이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 동작의 다른 예시를 설명하는 도면이다.
도 13은 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 동작 방법의 예시를 설명하는 흐름도이다.
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.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어", "커플링되어(coupled)", 또는 "조인되어(joined)" 있다고 언급된 때에는, 제1 구성요소가 제2 구성요소에 직접적으로 연결되어, 커플링되어, 또는 조인되어 있을 수 있지만, 적어도 하나의 제3 구성요소(들)가 제1 구성요소와 제2 구성요소 사이에 "연결되어", "커플링되어", 또는 "조인되어" 있을 수 있다.
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 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1a는 일 실시예에 따른 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치의 개요를 설명하기 위한 도면이다.
도 1a를 참조하면, 웨어러블 장치(120)는 사용자(101)의 신체에 착용되어 사용자(101)의 보행(walking), 운동(exercise), 및/또는 작업을 보조해 주는 장치일 수 있다. 실시 예들에서 "웨어러블 장치"의 용어는 웨어러블 로봇, 보행 보조 장치, 운동 보조 장치 등으로 대체될 수 있다. 사용자(101)는 사람 또는 동물일 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다. 웨어러블 장치(120)는 사용자(101)의 신체(예: 하체(다리, 발목, 무릎 등), 상체(몸통, 팔, 손목 등), 또는 허리)에 착용되어 사용자(101)의 신체 움직임에 보조력(assistance force) 및/또는 저항력(resistance force)의 외력을 제공할 수 있다. 보조력은 사용자(101)의 신체 움직임 방향과 동일한 방향으로 적용되는 힘을 나타내고, 저항력은 사용자(101)의 신체 움직임 방향에 반대되는 방향으로 적용되는 힘을 나타낸다. "저항력"의 용어는 "운동 부하"로도 지칭될 수 있다.
웨어러블 장치(120)가 사용자(101)의 보행을 보조하기 위한 보행 보조 기능을 수행하는 경우, 웨어러블 장치(120)는 보조력을 사용자(101)의 신체에 제공하는 것에 의해 사용자(101)의 다리 일부 또는 전체를 보조하여 사용자(101)의 보행을 도울 수 있다. 웨어러블 장치(120)는 사용자(101)의 보행에 필요한 힘을 보조함으로써 독립적인 보행을 가능하게 하거나 또는 장시간 보행을 가능하게 하여 사용자(101)의 보행 능력을 확장시켜 줄 수 있다. 웨어러블 장치(120)는 보행 습관이나 보행 자세가 비정상인 보행자의 보행을 개선시키는데 도움을 줄 수도 있다.
웨어러블 장치(120)가 사용자(101)의 운동 효과를 강화하기 위한 운동 기능을 수행하는 경우, 웨어러블 장치(120)는 저항력을 사용자(101)의 신체에 제공하는 것에 의해 사용자(101)의 신체 움직임을 방해하거나 사용자(101)의 신체 움직임에 저항을 줄 수 있다. 웨어러블 장치(120)가, 예를 들어, 힙(hip) 타입의 웨어러블 장치인 경우, 웨어러블 장치(120)는 다리에 착용된 상태로 사용자(101)의 신체 움직임에 운동 부하를 제공하여 사용자(101)의 운동 효과를 보다 강화시킬 수 있다. 사용자(101)는 운동을 위해 웨어러블 장치(120)를 착용한 상태에서 보행 동작을 취할 수 있고, 이 경우 웨어러블 장치(120)는 사용자(101)의 보행 동작에서의 다리 움직임에 저항력을 가할 수 있다.
다양한 실시예들에서는 설명의 편의를 위해 허리와 다리에 착용되는 힙 타입의 웨어러블 장치(120)를 예를 들어 설명하나, 위에서 설명한 것과 같이 웨어러블 장치(120)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(120)의 형태와 구성이 달라질 수 있다.
도 1b는 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치를 포함하는 시스템의 예시를 설명하는 도면이다.
도 1b를 참조하면, 전자 장치(110)는 웨어러블 장치(120)와 통신할 수 있고, 웨어러블 장치(120)를 원격으로 제어할 수 있다. 전자 장치(110)는 다양한 형태의 장치일 있다. 전자 장치(110)는, 예를 들어, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있으나, 전술한 장치들에 한정되지 않는다.
일 실시 예에 있어서, 전자 장치(110) 및/또는 웨어러블 장치(120)는 다른 웨어러블 장치(130)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(120), 전자 장치(110), 및 다른 웨어러블 장치(130) 간에는 무선 통신 링크(예: 블루투스 통신 링크)을 통해 서로 연결될 수 있다. 다른 웨어러블 장치(130)는, 예를 들어 무선 이어폰(131), 스마트 워치(132), 또는 스마트 글래스(133)일 수 있으나, 전술한 장치들에 한정되지 않는다. 스마트 워치(132)는 시계 타입의 웨어러블 장치(또는 시계 타입의 전자 장치)일 수 있고, 스마트 글래스(133)는 안경 타입의 웨어러블 장치(또는 안경 타입의 전자 장치)일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 스마트 워치(132)는 웨어러블 장치(120)를 제어할 수 있다. 스마트 워치(132)가 전자 장치(110)와 무선 통신 링크를 통해 연결되고, 전자 장치(110)가 웨어러블 장치(120)와 무선 통신 링크를 통해 연결되는 경우, 스마트 워치(132)는 전자 장치(110)를 통해 웨어러블 장치(120)를 제어할 수 있다. 이에 제한되지 않고, 스마트 워치(132)는 웨어러블 장치(120)와 직접 연결될 수 있고, 웨어러블 장치(120)를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 전자 장치(110)는 웨어러블 장치(120)의 상태에 대응되는 피드백을 사용자에게 제공할 것을 명령하는 제어 신호를 다른 웨어러블 장치(130)로 전송할 수 있다. 다른 웨어러블 장치(130)는 제어 신호의 수신에 따라 웨어러블 장치(120)의 상태에 대응되는 피드백(예: 시각적 피드백, 청각적 피드백, 또는 촉각적 피드백 중 적어도 하나)을 제공(또는 출력)할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 전자 장치(110)는 근거리 무선 통신(예: 와이파이) 또는 이동 통신(예: 4G, 5G 등)을 이용하여 서버(140)와 통신할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 전자 장치(110)는 사용자(101)로부터 사용자(101)의 프로파일 정보를 입력 받을 수 있다. 프로파일 정보는, 예를 들어, 나이, 성별, 키, 몸무게, 또는 BMI(Body Mass Index) 중 적어도 하나를 포함하거나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 전자 장치(110)는 사용자(101)의 프로파일 정보를 서버(140)에 전송할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 전자 장치(110) 및/또는 웨어러블 장치(120)는 사용자의 운동 능력을 판단(또는 체크)하기 위한 하나 이상의 목표 움직임을 수행할 것을 사용자에게 요청할 수 있다. 하나 이상의 목표 움직임은, 예를 들어, 무릎 들기, 다리 뒤로 뻗기 등을 포함할 수 있다. 무릎 들기는 사용자(101)가 두 발들을 지면에 접촉한 상태에서 똑바로 선 자세에서 시작하고, 허리를 숙이지 않고 무릎을 최대한 올린 후 다시 선 자세로 돌아가는 모션일 수 있다. 다리 뒤로 뻗기는 사용자(101)가 벽을 손으로 짚은 상태에서 똑바로 선 자세에서 시작하고, 허리를 숙이지 않고 다리를 뒤로 최대한 올린 후 다시 선 자세로 돌아가는 모션일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 웨어러블 장치(120)는 센서(예: IMU(Inertial Measurement Unit))를 이용하여 목표 움직임을 수행하는 사용자의 움직임 정보를 획득할 수 있고, 획득된 움직임 정보를 전자 장치(110)로 전송할 수 있다. 전자 장치(110)는 획득된 움직임 정보를 서버(140)로 전송할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 서버(140)는 전자 장치(110)로부터 수신한 프로파일 정보와 움직임 정보를 통해 운동 타입들(예: 근력 운동, 밸런스 운동, 유산소 운동) 각각의 사용자(101)의 목표 운동량을 결정할 수 있다. 서버(140)는 각 운동 타입의 목표 운동량을 전자 장치(110)에 전송할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 서버(140)는 웨어러블 장치(120)를 통해 사용자에게 제공될 수 있는 복수의 운동 프로그램들에 대한 정보가 저장된 데이터베이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 서버(140)는 전자 장치(110) 또는 웨어러블 장치(120)의 사용자에 대한 사용자 계정을 관리할 수 있다. 서버(140)는 사용자가 수행한 운동 프로그램 및 운동 프로그램에 대한 수행 결과 등을 사용자 계정과 연관하여 저장하고, 관리할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 전자 장치(110) 및/또는 서버(140)는 사용자가 원하는 다양한 운동 환경에서 운동 목적을 달성하기 위한 다양한 운동 프로그램들을 사용자에게 제공할 수 있다. 운동 목적은, 예를 들어, 근력 향상, 근체력 향상, 심폐지구력 향상, 코어 안정성 향상, 유연성 향상, 또는 대칭성 향상 중 적어도 하나를 포함하거나 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 사용자의 운동 목적을 달성하기 위해 전자 장치(110) 및/또는 서버(140)는 사용자에게 운동 프로그램들을 추천할 수 있다. 각 운동 프로그램은 하나 이상의 운동 모드들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 각 운동 모드는 특정한 운동 목적을 달성하기 위한 신체 동작에 대한 것일 수 있다. 예를 들어, 달리기는 사용자의 심폐지구력 향상을 위한 운동 모드일 수 있다. 예를 들어, 런지는 사용자의 코어 안정성 향상을 위한 운동 모드일 수 있다. 사용자의 운동 목적에 따라 각 운동 프로그램을 구성하는 복수의 운동 모드들의 조합이 다양하게 나타날 수 있다. 전자 장치(110)는 동일한 운동 목적을 위한 경우에도, 복수의 운동 모드들의 조합에 따른 다양한 운동 프로그램들을 사용자에게 제공할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 복수의 운동 모드들은 데이터베이스화되어 전자 장치(110) 또는 서버(140)에 저장될 수 있다. 전자 장치(110) 또는 서버(140)는 사용자에 대한 다양한 정보들에 기초하여 복수의 운동 프로그램들을 생성할 수 있고, 사용자의 운동 목적 또는 운동 수행 상태 등을 고려하여 복수의 운동 프로그램들 중 타겟 운동 프로그램을 사용자에게 추천할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(110) 또는 서버(140)는 사용자의 운동 목적, 운동 이력 또는 운동 수행 결과 중 적어도 하나에 기초하여 사용자에게 추천할 타겟 운동 프로그램을 결정할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 동일한 운동 목표 하에서 매일 운동을 수행하는 경우에도 새로운 운동 프로그램을 추천 받을 수 있고, 사용자는 새로운 운동 프로그램을 수행함으로써 기존과는 다른 운동을 수행하는 느낌을 받을 수 있다.
도 2a는 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 후면 개략도를 나타낸다. 도 2b는 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 좌측 측면도를 나타낸다.
도 2a와 도 2b에 도시된 웨어러블 장치(200)는 웨어러블 장치(120)의 예시에 해당할 수 있다.
도2a를 참조하면, 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치(200)는 베이스 바디(10), 베이스 프레임(20), 구동 모듈(30), 허벅지 체결부(40a, 40b), 메인 벨트(50), 및 다리 구동 프레임(70a, 70b)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 베이스 바디(10)는 사용자가 웨어러블 장치(200)를 착용한 상태에서 사용자의 요부(허리 부위)에 위치할 수 있다. 베이스 바디(10)는 사용자의 요부에 장착되어 사용자의 허리에 쿠션감을 제공할 수 있고, 사용자의 허리를 지지할 수 있다. 베이스 바디(10)는 사용자가 웨어러블 장치(200)를 착용한 상태에서 웨어러블 장치(200)가 중력에 의하여 하방으로 이탈되는 것이 방지 및/또는 감소하도록 사용자의 둔부(엉덩이 부위) 위에 걸쳐질 수 있다. 베이스 바디(10)는 사용자가 웨어러블 장치(200)를 착용한 상태에서 웨어러블 장치(200)의 중량의 일부를 사용자의 허리로 분산시킬 수 있다. 베이스 바디(10)는 베이스 프레임(20)과 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 베이스 바디(10)의 양 단부에는 베이스 프레임(20)과 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있는 베이스 프레임 연결 요소(미도시)가 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 베이스 바디(10)는 라이팅(lighting) 유닛(60)을 포함할 수 있다. 라이팅 유닛(60)은 복수의 광원들(예: LED(Light Emitting Diode)들)을 포함할 수 있다. 라이팅 유닛(60)은 프로세서(예: 후술할 도 3a 및 도 3b의 프로세서(310))의 제어에 따라 빛을 방출할 수 있다. 실시 예에 따라, 프로세서는 웨어러블 장치(200)의 상태(예: 부팅 상태, 센싱 상태 등)에 대응되는 시각적 피드백이 라이팅 유닛(60)을 통해 사용자에게 제공(또는 출력)될 수 있도록 라이팅 유닛(60)을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 베이스 프레임(20)은 베이스 바디(10)의 양 단부로부터 연장될 수 있다. 베이스 프레임(20)의 내측에는 사용자의 요부가 수용될 수 있다. 베이스 프레임(20)은 적어도 하나 이상의 강체(rigid body) 빔(beam)을 포함할 수 있다. 각각의 빔은 사용자의 요부를 둘러쌀 수 있도록 기 설정된 곡률을 가지는 곡선 형상일 수 있다. 베이스 프레임(20)의 단부에는 메인 벨트(50)가 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 베이스 프레임(20)에는 구동 모듈(30)이 장착될 수 있다. 베이스 프레임(20)은 구동 모듈(30)을 장착하기 위한 커넥터(미도시)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 구동 모듈(30)은 사용자가 웨어러블 장치(200)를 착용한 상태에서 사용자의 좌측에 위치되는 제1 구동 모듈(30a) 및 사용자가 웨어러블 장치(200)를 착용한 상태에서 사용자의 우측에 위치되는 제2 구동 모듈(30b)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 구동 모듈(30a)은 사용자의 왼쪽 고관절 각도를 측정하기 위한 제1 각도 센서(예: 제1 엔코더(encoder) 또는 제1 홀(hall) 센서)를 포함할 수 있다. 제2 구동 모듈(30b)은 사용자의 오른쪽 고관절 각도를 측정하기 위한 제2 각도 센서(예: 제2 엔코더 또는 제2 홀 센서)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 구동 모듈(30a)은 제1 액츄에이터와 제1 감속기를 포함할 수 있고, 제2 구동 모듈(30b)은 제2 액츄에이터와 제2 감속기를 포함할 수 있다. 제1 액츄에이터의 출력단은 제1 감속기의 입력단과 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있고, 제2 액츄에이터의 출력단은 제2 감속기의 입력단과 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(예: 후술할 프로세서(310))는 토크값(예: 후술할 토크값
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000001
)을 결정할 수 있고, 결정된 토크값(예:
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000002
)을 기초로 제1 액츄에이터가 토크를 발생시키도록 제어할 수 있다. 이러한 제어에 의해, 제1 액츄에이터는 토크를 발생시킬 수 있고 발생된 토크는 제1 감속기에 의해 감속될 수 있다. 제1 감속기에 의해 감속된 토크는 제1 다리 구동 프레임(70a)을 회전시킬 수 있다. 제1 감속기에 의해 감속된 토크는, 예를 들어, 제1 다리 구동 프레임(70a)을 통해 사용자의 왼쪽 다리에 제공될 수 있다. 프로세서(예: 후술할 프로세서(310))는 토크값(예: 후술할 토크값
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000003
)을 결정할 수 있고, 결정된 토크값(예:
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000004
)을 기초로 제2 액츄에이터가 토크를 발생시키도록 제어할 수 있다. 이러한 제어에 의해, 제2 액츄에이터는 토크를 발생시킬 수 있고 발생된 토크는 제2 감속기에 의해 감속될 수 있다. 제2 감속기에 의해 감속된 토크는 제2 다리 구동 프레임(70b)을 회전시킬 수 있다. 제2 감속기에 의해 감속된 토크는, 예를 들어, 제2 다리 구동 프레임(70b)을 통해 사용자의 오른쪽 다리에 제공될 수 있다.
본 명세서의 각 "프로세서"는 프로세싱 회로를 포함 및/또는 여러 프로세서들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 청구범위를 포함하여 본 문서에 사용된 용어 "프로세서"는 적어도 하나의 프로세서를 포함한 다양한 프로세싱 회로를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 프로세서 중 하나 이상은 분산 방식으로 개별적으로 및/또는 집합적으로 여기에 설명된 다양한 기능들을 수행하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "프로세서", "적어도 하나의 프로세서" 및 "하나 이상의 프로세서"가 다양한 기능을 수행하도록 구성되는 것으로 설명되는 경우, 이러한 용어들은 예를 들어 제한 없이 하나의 프로세서가 기능들 중 일부를 수행하고, 다른 프로세서(들)가 기능들 중 나머지를 수행하는 상황을 포함할 수 있고, 또한, 싱글 프로세서가 모든 기능들을 수행할 수 있는 상황을 포함할 수 있다. 추가적으로, 적어도 하나의 프로세서는 예를 들어 분산 방식으로, 열거/개시된 다양한 기능들을 수행하는 프로세서들의 조합을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 프로세서는 다양한 기능들을 달성하거나 수행하기 위해 프로그램 명령을 실행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 다리 구동 프레임(70a, 70b)은 웨어러블 장치(200)가 사용자의 다리에 착용되었을 때 사용자의 다리(예: 허벅지)를 지지할 수 있다. 다리 구동 프레임(70a, 70b)은 사용자의 왼쪽 다리를 지지하기 위한 제1 다리 구동 프레임(70a) 및 사용자의 오른쪽 다리를 지지하기 위한 제2 다리 구동 프레임(70b)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 다리 구동 프레임(70a, 70b)은 예를 들어 구동 모듈(30a, 30b)에 의해 생성된 토크(예: 감속기에 의해 감속된 토크)를 사용자의 허벅지에 전달할 수 있다. 다리 구동 프레임(70a, 70b)의 일 단부는 구동 모듈(30a, 30b)와 직접적으로 또는 간접적으로 연결되어 회동될 수 있고, 다리 구동 프레임(70a, 70b)의 타 단부는 허벅지 체결부(40a, 40b)에 직접적으로 또는 간접적으로 연결됨에 따라, 다리 구동 프레임(70a, 70b)은 사용자의 허벅지를 지지하면서 구동 모듈(30a, 30b)에서 생성된 토크를 사용자의 허벅지에 전달할 수 있다. 예를 들어, 다리 구동 프레임(70a, 70b)은 사용자의 허벅지를 밀거나 당길 수 있다. 다리 구동 프레임(70a, 70b)은 사용자의 허벅지의 길이 방향을 따라서 연장될 수 있다. 다리 구동 프레임(70a, 70b)은 절곡되어 사용자의 허벅지 둘레의 적어도 일부를 감쌀 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 허벅지 체결부(40a, 40b)는 다리 구동 프레임(70a, 70b)에 직접적으로 또는 간접적으로 연결되고, 다리 구동 프레임(70a, 70b)을 허벅지에 고정시킬 수 있다. 허벅지 체결부(40a, 40b)는 제1 다리 구동 프레임(70a)을 사용자의 왼쪽 허벅지에 고정시키기 위한 제1 허벅지 체결부(40a) 및 제2 다리 구동 프레임(70b)을 사용자의 오른쪽 허벅지에 고정시키기 위한 제2 허벅지 체결부(40b)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 허벅지 체결부(40a)는 제1 커버, 제1 체결 프레임, 및 제1 스트랩을 포함할 수 있고, 제2 허벅지 체결부(40b)는 제2 커버, 제2 체결 프레임, 및 제2 스트랩을 포함할 수 있다. 제1 커버 및 제2 커버는 사용자의 허벅지의 일측에 배치될 수 있다. 제1 커버 및 제2 커버는 예를 들어 사용자의 허벅지의 전면에 배치될 수 있다. 제1 커버 및 제2 커버는 사용자의 허벅지의 둘레 방향을 따라 배치될 수 있다. 제1 커버 및 제2 커버는 다리 구동 프레임(70a, 70b)의 타 단부를 중심으로 양측으로 연장될 수 있고, 사용자의 허벅지에 대응하는 만곡면을 포함할 수 있다. 제1 커버 및 제2 커버의 일단은 체결 프레임에 직접적으로 또는 간접적으로 연결되고, 타단은 스트랩에 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 체결 프레임 및 제2 체결 프레임은 예를 들어 사용자의 허벅지의 적어도 일부의 둘레를 감싸도록 배치되어, 사용자의 허벅지가 다리 구동 프레임(70a, 70b)으로부터 이탈되는 것을 방지 및/또는 감소할 수 있다. 제1 체결 프레임은 제1 커버와 제1 스트랩 사이를 이어주는 체결 구조를 가지고, 제2 체결 프레임은 제2 커버와 제2 스트랩 사이를 이어주는 체결 구조를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 스트랩은 사용자의 오른쪽 허벅지의 둘레에서 제1 커버 및 제1 체결 프레임이 감싸지 않는 나머지 부분을 둘러쌀 수 있고, 제2 스트랩은 사용자의 왼쪽 허벅지의 둘레에서 제2 커버 및 제2 체결 프레임이 감싸지 않는 나머지 부분을 둘러쌀 수 있다. 제1 스트랩 및 제2 스트랩은 예를 들어 탄성이 있는 소재(예: 밴드)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 메인 벨트(50)는 베이스 프레임(20)과 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 메인 벨트(50)는 사용자가 웨어러블 장치(200)를 착용한 상태에서 사용자의 좌측 복부를 감쌀 수 있는 제1 메인 벨트(50a) 및 사용자가 웨어러블 장치(200)를 착용한 상태에서 사용자의 우측 복부를 감쌀 수 있는 제2 메인 벨트(50b)를 포함할 수 있다. 제1 메인 벨트(50a)는 제2 메인 벨트(50b)보다 긴 길이를 가지는 형상으로 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 메인 벨트(50a)는 제2 메인 벨트(50b)와 동일한 길이 또는 짧은 길이를 가지는 형상으로 형성될 수 있다. 제1 메인 벨트(50a) 및 제2 메인 벨트(50b)는 베이스 프레임(20)의 양 단부와 각각 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 메인 벨트(50)는 사용자의 신체가 웨어러블 장치(200)에 수용되는 방향으로 삽입되면 사용자의 복부를 감싸는 방향으로 밴딩(bending)될 수 있다. 제1 메인 벨트(50a)와 제2 메인 벨트(50b)는 사용자가 웨어러블 장치(200)를 착용한 상태에서 직접적으로 또는 간접적으로 상호 연결된 상태일 수 있다. 메인 벨트(50)는 사용자가 웨어러블 장치(200)를 착용한 상태에서 웨어러블 장치(200)의 중량의 일부를 사용자의 복부로 분산시킬 수 있다.
도 2b를 참조하면, 베이스 바디(10)는 사용자의 요부 뒤쪽에 장착될 수 있고, 사용자의 둔부에 걸쳐짐으로써 웨어러블 장치(200)의 중량의 일부를 지지할 수 있다. 제1 구동 모듈(30a)은 사용자의 좌측 요부에 배치될 수 있다. 베이스 프레임(20)은 베이스 바디(10)의 단부로부터 연장되어 제1 구동 모듈(30a)을 향하는 방향으로 경사진 상태일 수 있다. 베이스 프레임(20)에 장착된 제1 메인 벨트(50a)는 사용자의 좌측 복부를 감싸고 있는 상태일 수 있다.
도 3a 내지 도 3b는 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 구성의 예시를 설명하는 블록도이다.
일 실시 예에 따르면, 도 3a의 웨어러블 장치(300)는 프로세서(310), 각도 센서들(320, 320-1), 배터리(330), PMIC(Power Management Integrated Circuit)(340), 메모리(350), IMU(360), 모터 드라이버 회로들(370, 370-1), 모터들(380, 380-1)(예: 도 2a를 통해 설명한 제1 및 제2 액츄에이터), 및 통신 회로를 포함한 통신 모듈(390)을 포함할 수 있다. 각 각도 센서는 구동 모듈의 일부이거나 일부가 아닐 수 있다.
도 3a에는 복수의 각도 센서들(320, 320-1), 복수의 모터 드라이버 회로들(370, 370-1), 및 복수의 모터들(380, 380-1)이 도시되어 있으나 이는 예시적인 사항일 뿐, 도 3b에 도시된 예의 웨어러블 장치(300-1)는 하나의 각도 센서(320), 하나의 모터 드라이버 회로(370), 및 하나의 모터(380)를 포함할 수 있다. 또한, 구현에 따라 웨어러블 장치(300, 300-1)는 복수의 프로세서들을 포함할 수 있다. 모터 드라이버 회로 개수, 모터 개수, 또는 프로세서 개수는 웨어러블 장치(300, 300-1)가 착용되는 신체 부위에 따라 달라질 수 있다.
도 3a의 웨어러블 장치(300)와 도 3b의 웨어러블 장치(300-1)는 웨어러블 장치(120)와 웨어러블 장치(200)(예: 도 2a와 도 2b의 웨어러블 장치(200))의 예시에 해당할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 각도 센서(320), 모터 드라이버 회로(370), 및 모터(380) 중 적어도 하나는 도 2a의 제1 구동 모듈(30a)에 포함될 수 있고, 각도 센서(320-1), 모터 드라이버 회로(370-1), 및 모터(380-1) 중 적어도 하나는 도 2a의 제2 구동 모듈(30b)에 포함될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 각도 센서(320)와 각도 센서(320-1) 각각은 홀 센서에 해당할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 각도 센서(320)는 사용자의 제1 관절(예: 왼쪽 고관절 등)의 각도, 각속도, 또는 각가속도 중 적어도 하나를 측정 또는 센싱할 수 있다. 각도 센서(320)는 측정 결과(예: 제1 관절의 각도값, 각속도값, 또는 각가속도값 중 적어도 하나)를 프로세서(310)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 각도 센서(320)는 사용자의 왼쪽 고관절 각도의 각가속도를 측정하여 각가속도값을 획득할 수 있고, 획득된 각가속도값을 프로세서(310)에 전달할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니며, 각도 센서(320)는 사용자의 왼쪽 고관절 각도의 각도 또는 각속도를 측정하여 각도값 또는 각속도값을 획득할 수 있고, 획득된 각도값 또는 각속도값을 프로세서(310)에 전달할 수 있다. 프로세서(310)는 각도 센서(320)로부터 수신한 각도값 또는 각속도값을 통해 왼쪽 고관절 각도의 각가속도값을 계산할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 각도 센서(320-1)는 사용자의 제2 관절(예: 오른쪽 고관절)의 각도, 각속도, 또는 각가속도 중 적어도 하나를 측정 또는 센싱할 수 있다. 각도 센서(320-1)는 측정 결과(예: 제2 관절의 각도값, 각속도값, 또는 각가속도값 중 적어도 하나)를 프로세서(310)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 각도 센서(320-1)는 사용자의 오른쪽 고관절 각도의 각가속도를 측정하여 각가속도값을 획득할 수 있고, 획득된 각가속도값을 프로세서(310)에 전달할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니며, 각도 센서(320-1)는 사용자의 오른쪽 고관절 각도의 각도 또는 각속도를 측정하여 각도값 또는 각속도값을 획득할 수 있고, 획득된 각도값 또는 각속도값을 프로세서(310)에 전달할 수 있다. 프로세서(310)는 각도 센서(320-1)로부터 수신한 각도값 또는 각속도값을 통해 오른쪽 고관절 각도의 각가속도값을 계산할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 각도 센서(320)와 각도 센서(320-1))의 위치에 따라 각도 센서(320)와 각도 센서(320-1))는 사용자의 무릎 각도 및 발목 각도를 추가적으로 측정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치(300, 300-1)는 포텐셔미터(potentiometer)를 포함할 수 있다. 포텐셔미터는 사용자의 보행 동작에 따른 R축 관절 각도, L축 관절 각도, R축 관절 각속도, 및 L축 관절 각속도를 센싱할 수 있다. R/L축은 사용자의 오른쪽/왼쪽 다리에 대한 기준 축일 수 있다. 예를 들어, R/L축은 지면에 수직이 되도록 설정되고, 사람의 몸통의 앞면 쪽이 음수 값을 갖고, 몸통의 뒷면 쪽이 양수 값을 갖도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, PMIC(340)는 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리(330)를 충전할 수 있다. 예를 들어, 외부 전원과 웨어러블 장치(300, 300-1)는 케이블(예: USB 케이블 등)을 통해 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있다. PMIC(340)는 케이블을 통해 외부 전원으로부터 전력을 수신할 수 있고, 수신된 전력을 이용하여 배터리(330)를 충전할 수 있다. 실시 예에 따라, PMIC(340)는 무선 충전 방식을 통해 배터리(330)를 충전할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, PMIC(340)는 배터리(330)에 저장된 전력을 웨어러블 장치(300, 300-1) 내의 구성요소(예: 프로세서(310), 각도 센서들(320, 320-1), 메모리(350), IMU(360), 모터들(380, 380-1) 등)에 전달할 수 있다. PMIC(340)는, 예를 들어, 배터리(330)에 저장된 전력을 웨어러블 장치(300) 내의 구성요소에 적합한 전압 또는 전류 레벨로 조정할 수 있다. PMIC(340)는, 예를 들어, 상술한 조정을 수행할 수 있는 컨버터(예: DC(direct current)-DC 컨버터) 또는 레귤레이터(regulator)(예: LDO(low drop out) 레귤레이터 또는 스위칭 레귤레이터 등)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, PMIC(340)는 배터리(330)의 상태 정보(예: 충전 상태(state of charge), 수명 상태(state of health), 과전압, 저전압, 과전류, 과충전, 과방전(over discharge), 과열, 단락, 또는 팽창(swelling))를 결정할 수 있고, 배터리(330)의 상태 정보를 프로세서(310)에 전달할 수 있다. 프로세서(310)는 배터리(330)의 상태 정보가 사용자에게 제공되도록 할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(310)는 배터리(330)의 상태 정보를 후술할 음향 출력 모듈, 진동 출력 모듈 또는 표시 모듈 중 적어도 하나를 통해 출력할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(310)는 배터리(330)의 상태 정보를 통신 회로를 포함한 통신 모듈(390)을 통해 전자 장치(110)에 전송할 수 있고, 전자 장치(110)는 배터리(330)의 상태 정보를 디스플레이에 표시할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, IMU(360)는 사용자의 가속도 정보(또는 자세 정보)를 획득 또는 측정할 수 있다. 예를 들어, IMU(360)는 사용자의 보행 동작에 따른 3축(예: X축, Y축, Z축) 가속도와 회전 각도(예: 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw))를 측정 또는 획득할 수 있다. IMU(360)는 획득된 가속도 정보(예: 측정된 3축 가속도와 회전 각도)를 프로세서(310)에 전달할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(310)는 웨어러블 장치(300, 300-1)를 전반적으로 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(310)는, 예를 들어, 메모리(350)에 저장된 소프트웨어(또는 프로그램, 명령어들)를 실행하여 웨어러블 장치(300, 300-1) 내의 구성요소(예: 모터 드라이버 회로들(370, 370-1) 등)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(310)는 다른 구성요소(예: IMU(360), 각도 센서들(320, 320-1) 등)로부터 수신된 데이터를 메모리(350)에 저장할 수 있고, 메모리(350)에 저장된 명령어들 또는 데이터를 처리할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(310)는 모터들(380, 380-1) 각각의 토크를 발생시키기 위한 토크값을 결정할 수 있고, 결정된 토크값을 기초로 모터 드라이버 회로들(370, 370-1)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(310)는 수학식
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000005
에 따라 사용자의 움직임의 상태를 나타내는 상태 인자(state factor)
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000006
를 결정할 수 있다.
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000007
는 제1 관절(예: 왼쪽 고관절)의 각도값을 나타낼 수 있고,
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000008
는 제2 관절(예: 오른쪽 고관절)의 각도값을 나타낼 수 있다. 프로세서(310)는 수학식
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000009
에 따라 토크값
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000010
를 결정할 수 있다. 게인 κ는 모터들(380, 380-1) 각각이 발생시킬 토크의 크기와 방향을 나타내는 파라미터일 수 있다. 게인 κ의 값이 클수록 강한 토크가 출력될 수 있다. 게인 κ가 음수이면 사용자에게 저항력으로 작용하는 토크(또는 저항 토크)가 출력될 수 있고 게인 κ가 양수이면 사용자에게 보조력으로 작용하는 토크(또는 보조 토크)가 출력될 수 있다. 딜레이 △t는 토크의 출력 타이밍과 관련된 파라미터일 수 있다. 게인 κ의 값 및 딜레이 △t의 값은 미리 설정될 수 있고, 사용자, 웨어러블 장치(300), 또는 웨어러블 장치(300)와 페어링된 전자 장치(110)에 의해 조정 가능할 수 있다. 프로세서(310)는 수학식
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000011
에 따라 모터(380-1)에서 토크를 발생시키기 위한 토크값
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000012
를 결정할 수 있고,
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000013
에 따라 모터(380)에서 토크를 발생시키기 위한 토크값
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000014
를 결정할 수 있다.
본 명세서에 사용된 "기초로(based on)"는 적어도 기초로(based at least on)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 모터 드라이버 회로들(370, 370-1) 각각은 프로세서(310)로부터 수신된 토크값을 기초로 모터들(380, 380-1) 각각을 제어할 수 있고, 이러한 제어에 의해 모터들(380, 380-1) 각각은 토크를 발생시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(390)은 웨어러블 장치(300, 300-1)와 외부 전자 장치 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(390)은 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(390)은 무선 통신 모듈(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크를 통하여 외부의 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치(300, 300-1)는 표시 모듈을 포함할 수 있다. 표시 모듈은, 예를 들어, 디스플레이 및/또는 라이팅 유닛(예: 도 2a의 라이팅 유닛(60))을 포함할 수 있다. 프로세서(310)는 표시 모듈이 사용자에게 시각적 피드백을 제공할 수 있도록 표시 모듈을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치(300, 300-1)는 음향 출력 모듈을 포함할 수 있다. 음향 출력 모듈은, 예를 들어, 스피커를 포함할 수 있다. 프로세서(310)는 음향 출력 모듈이 사용자에게 청각적 피드백을 제공할 수 있도록 음향 출력 모듈을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치(300, 300-1)는 진동 출력 모듈을 포함할 수 있다. 진동 출력 모듈은, 예를 들어, 진동 모터를 포함할 수 있다. 프로세서(310)는 진동 출력 모듈이 사용자에게 촉각적 피드백(또는 햅틱 피드백)을 제공할 수 있도록 진동 출력 모듈을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 2a와 도 2b의 베이스 바디(10) 내부에는 프로세서(310), 배터리(330), PMIC(340), 메모리(350), IMU(360), 통신 모듈(390), 표시 모듈, 음향 출력 모듈, 또는 진동 출력 모듈 중 적어도 하나가 위치하거나 이들의 조합이 위치할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치와 전자 장치 간의 상호 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 웨어러블 장치(120)는 전자 장치(410)(예: 전자 장치(110))(예: 스마트폰 또는 스마트 워치)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(410)는 웨어러블 장치(120)를 사용하는 사용자의 사용자 단말 또는 웨어러블 장치(120)를 위한 전용 컨트롤러 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치(120)와 전자 장치(410)는 근거리 무선 통신(예: 블루투스 통신, 와이파이 통신)을 통해 직접적으로 또는 간접적으로 서로 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(410)는 웨어러블 장치(120)의 상태를 확인하거나 웨어러블 장치(120)를 제어 또는 운용하기 위한 어플리케이션을 실행할 수 있다. 어플리케이션의 실행에 의해 전자 장치(410)의 디스플레이(412)에 웨어러블 장치(120)의 동작을 제어하거나 또는 웨어러블 장치(120)의 동작 모드를 결정하기 위한 사용자 인터페이스(user interface; UI)의 화면이 표시될 수 있다. UI는 예를 들어 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사용자는 전자 장치(410)의 디스플레이(412) 상의 GUI 화면을 통해 웨어러블 장치(120)의 동작을 제어하기 위한 명령(예: 보조력을 발생시키는 보조 모드에서 웨어러블 장치(120)가 동작할 것을 지시하는 명령 또는 저항력을 발생시키는 저항 모드에서 웨어러블 장치(120)가 동작할 것을 지시하는 명령)을 입력하거나 웨어러블 장치(120)의 설정을 변경할 수 있다. 전자 장치(410)는 사용자가 입력한 동작 제어 명령 또는 설정 변경 명령에 대응하는 제어 명령(또는 제어 신호)을 생성하고, 생성된 제어 명령을 웨어러블 장치(120)로 전송할 수 있다. 웨어러블 장치(120)는 수신된 제어 명령에 따라 동작할 수 있고, 제어 명령에 따른 제어 결과 및/또는 웨어러블 장치(120)의 센서(예: 각도 센서(320, 320-1) 및/또는 IMU(360))에 의해 측정된 센서 데이터를 전자 장치(410)로 전송할 수 있다. 전자 장치(410)는 제어 결과 및/또는 센서 데이터를 분석하여 도출한 결과 정보(예: 보행 능력 정보, 운동 능력 정보, 운동 동작 평가 정보)를 GUI 화면을 통해 사용자에게 제공할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 동작의 예시를 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 동작 510에서, 웨어러블 장치(120)는 기준 각가속도값(또는 초기 각가속도값)을 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치(120)의 프로세서(310)는 사용자가 초기에 웨어러블 장치(120)를 사용한 초기 시간 구간 동안 각도 센서(예: 각도 센서(320) 및/또는 각도 센서(320-1))로부터 사용자의 관절(예: 고관절)의 적어도 하나의 각가속도값을 수신할 수 있다. 프로세서(310)는 수신된 적어도 하나의 각가속도값을 기초로 기준 각가속도값을 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 6에 도시된 예에서, 프로세서(310)는 초기 시간 구간 동안 각도 센서로부터 사용자의 고관절의 각가속도값들을 수신할 수 있고, 수신된 각가속도값들로부터 최대값, 최소값, 또는 평균값을 결정할 수 있다. 초기 시간 구간은 제1 초기 시점부터 제2 초기 시점까지의 시간 구간일 수 있다. 제1 초기 시점은, 예를 들어, 사용자가 초기에 웨어러블 장치(120)를 착용하여 운동을 시작한 시점을 나타낼 수 있고, 제2 초기 시점은 제1 초기 시점으로부터 일정 시간(예: 2분)이 경과한 시점을 나타낼 수 있다. 일정 시간은 앞서 예시로 든 2분으로 제한되지 않는다.
프로세서(310)는 결정된 최대값, 최소값, 또는 평균값을 통해 기준 각가속도값(또는 초기 각가속도값)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(310)는 초기 시간 구간 동안 각도 센서로부터 수신한 각가속도값들 중 최대값이 92rad/s2인 경우, 최대값(예: 92rad/s2)을 기준 각가속도값(또는 초기 각가속도값)(이하, "제1 기준 각가속도값"이라 지칭함)으로 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 프로세서(310)는 초기 시간 구간 동안 각도 센서로부터 수신한 각가속도값들 중 최소값이 74rad/s2인 경우, 최소값(예: 74rad/s2)을 기준 각가속도값(또는 초기 각가속도값)(이하, "제2 기준 각가속도값"이라 지칭함)으로 결정할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 프로세서(310)는 초기 시간 구간 동안 각도 센서로부터 수신한 각가속도값들의 평균값이 80rad/s2인 경우, 평균값(예: 80rad/s2)을 기준 각가속도값(또는 초기 각가속도값)(이하, "제3 기준 각가속도값"이라 지칭함)으로 결정할 수 있다.
웨어러블 장치(120)는
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000015
에 따라 토크값
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000016
을 결정할 수 있고, 구동 모듈(30)이 토크(예: 보조 토크 또는 저항 토크)를 생성할 수 있도록 토크값
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000017
를 기초로 구동 모듈(30)을 제어할 수 있다. 구동 모듈(30)은 토크를 생성하여 사용자에게 제공할 수 있고, 사용자는 운동을 수행할 수 있다. 사용자가 운동을 수행하는 동안 웨어러블 장치(120)는 각도 센서(예: 각도 센서(320) 및/또는 각도 센서(320-1))를 통해 관절의 각가속도를 측정(또는 센싱)하여 관절의 각가속도값(이하, "측정 각가속도값"이라 지칭함)을 지속적으로 획득할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 각 구동 모듈은 모터 및/또는 회로를 포함할 수 있다.
동작 520에서, 웨어러블 장치(120)는 측정 각가속도값들로부터 결정된 특징값 및 기준 각가속도값을 기초로 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상으로 발생하였는지 판단할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치(120)(예: 프로세서(310))는 결정된 특징값이 기준 각가속도값(예: 제1 기준 각가속도값, 제2 기준 각가속도값, 또는 제3 기준 각가속도값) 대비 일정 비율(예: 15%)만큼 증가하였는지 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 결정된 특징값이 기준 각가속도값 대비 일정 비율(예: 15%) 이상 증가한 것으로 판단한 경우, 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 결정된 특징값이 기준 각가속도값 대비 일정 비율(예: 15%) 미만으로 증가한 것으로 판단한 경우, 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 결정된 특징값은, 예를 들어, 측정 각가속도값들의 최대값, 최소값, 또는 평균값을 나타낼 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 구동 모듈(30)의 열화는, 예를 들어, 구동 모듈(30)의 감속기의 마모 및/또는 감속기의 샤프트(shaft)의 마모를 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 예에서, 프로세서(310)는 제1 시간 구간 동안 각도 센서로부터 사용자의 관절(예: 고관절)의 측정 각가속도값들을 수신(또는 획득)할 수 있다. 제1 시간 구간은 초기 시간 구간 이후에 사용자가 웨어러블 장치(120)를 착용하여 운동을 수행하는 시간 중 일부에 해당할 수 있다. 제1 시간 구간은, 예를 들어, 2분일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 프로세서(310)는 제1 시간 구간 동안 수신된(또는 획득된) 측정 각가속도값들로부터 특징값(예: 최대값, 최소값, 또는 평균값)을 결정할 수 있다. 프로세서(310)는 제1 시간 구간에서의 특징값(예: 최대값, 최소값, 또는 평균값)이 기준 각가속도값(예: 제1 기준 각가속도값, 제2 기준 각가속도값, 또는 제3 기준 각가속도값) 대비 일정 비율(예: 15%)만큼 증가하였는지 판단할 수 있다. 일정 비율은 앞서 든 예시 15%로 제한되지 않는다. 프로세서(310)는 제1 시간 구간에서의 특징값이 기준 각가속도값 대비 일정 비율(예: 15%) 이상 증가한 것으로 판단하는 경우 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 제1 시간 구간에서의 특징값이 기준 각가속도값 대비 일정 비율(예: 15%) 미만으로 증가한 것으로 판단하는 경우 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(310)는 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 최대값이 110rad/s2인 경우 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 최대값 110rad/s2은 제1 기준 각가속도값(예: 92rad/s2) 대비 일정 비율(예: 15%)을 초과하여 증가한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(310)는 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상으로 발생한 것으로 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 최대값이 100rad/s2인 경우 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 최대값 100rad/s2은 제1 기준 각가속도값(예: 92rad/s2) 대비 일정 비율(예: 15%)을 초과하지 않고 증가한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(310)는 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 미만으로 발생한 것으로 판단할 수 있다.
다른 예를 들어, 프로세서(310)는 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 최소값이 90rad/s2인 경우 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 최소값 90rad/s2은 제2 기준 각가속도값(예: 74rad/s2) 대비 일정 비율(예: 15%)을 초과하여 증가한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(310)는 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상으로 발생한 것으로 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 최소값이 83rad/s2인 경우 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 최소값 83rad/s2은 제2 기준 각가속도값(예: 74rad/s2) 대비 일정 비율(예: 15%)을 초과하지 않고 증가한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(310)는 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 미만으로 발생한 것으로 판단할 수 있다.
다른 예를 들어, 프로세서(310)는 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 평균값이 95rad/s2인 경우 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 평균값 95rad/s2은 제3 기준 각가속도값(예: 80rad/s2) 대비 일정 비율(예: 15%)을 초과하여 증가한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(310)는 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상으로 발생한 것으로 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 평균값이 90rad/s2인 경우 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 평균값 90rad/s2은 제3 기준 각가속도값(예: 80rad/s2) 대비 일정 비율(예: 15%)을 초과하지 않고 증가한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(310)는 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 미만으로 발생한 것으로 판단할 수 있다.
웨어러블 장치(120)는 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상으로 발생한 경우(동작 520-예), 동작 530에서 알림을 제공할 수 있다. 알림은 구동 모듈(30)의 열화에 대한 알림에 해당할 수 있다. 알림은, 예를 들어, 모터 교체 알림 또는 서비스 센터를 방문할 것을 나타내는 알림 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 알림은 시각적 알림, 청각적 알림, 또는 촉각적 알림 중 적어도 하나일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치(120)는 웨어러블 장치(120)의 음향 출력 모듈(예: 스피커), 전자 장치(110), 또는 다른 웨어러블 장치(130)(예: 무선 이어폰(131), 스마트 워치(132)) 중 적어도 하나를 통해 사용자에게 알림이 제공되도록 할 수 있다.
웨어러블 장치(120)가 오래 사용된 경우 구동 모듈(30)의 열화(예: 감속기의 마모 및/또는 감속기의 샤프트의 마모)가 발생할 수 있고, 구동 모듈(30)의 열화가 지속되면 예를 들어 모터(380, 380-1)의 회전이 멈추는 스턱(stuck) 현상이 발생할 수 있다. 구동 모듈(30)의 열화에 의해 회전축은 미정렬(misalignment)되어 있을 수 있고, 이로 인해 사용자는 자신의 관절을 움직일 때 회전축의 미정렬에 기반한 부하를 느낄 수 있다. 이러한 부하를 이겨내기 위해 사용자는 힘(또는 토크)(이하, "인적 토크(human torque)"라 지칭함)을 웨어러블 장치(120)에 인가할 수 있다.
인적 토크에 의해, 토크값
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000018
대비 일정 비율 이상의 크기를 갖는 출력 토크(예: 구동 모듈(30)에 의해 생성된 토크와 인적 토크 등이 합해진 토크)(또는 고토크(high torque))가 발생할 수 있다. 예를 들어, 토크값
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000019
이 10Nm 일 때, 출력 토크의 토크값은 예를 들어 토크값
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000020
보다 일정 비율(예: 15%) 이상인 11.5Nm일 수 있다. 이러한 출력 토크(또는 고토크)는 웨어러블 장치(120)의 부품을 손상시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인적 토크에 의해 특징값은 기준 각가속도값 대비 일정 비율(예: 15%) 이상 증가할 수 있다. 이 경우, 웨어러블 장치(120)는 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단하여 구동 모듈(30)의 열화에 대한 알림을 사용자에게 제공할 수 있다. 이에 따라, 웨어러블 장치(120)의 유지 및 보수 관리의 용이성이 향상될 수 있다.
도 8은 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 동작의 다른 예시를 설명하는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 동작 810에서, 웨어러블 장치(120)는 기준 각가속도값(또는 초기 각가속도값)을 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(310)는 초기 시간 구간(예: 도 6의 초기 시간 구간) 동안 각도 센서(예: 각도 센서(320) 및/또는 각도 센서(320-1))로부터 수신된 각가속도값들 중 적어도 하나를 기초로 기준 각가속도값(또는 초기 각가속도값)(예: 제1 기준 각가속도값, 제2 기준 각가속도값, 또는 제3 기준 각가속도값)을 결정할 수 있다. 동작 510에 대한 설명은 동작 810에 대한 설명에 적용될 수 있다. 웨어러블 장치(120)는 각도 센서(예: 각도 센서(320) 및/또는 각도 센서(320-1))를 통해 관절의 각가속도를 측정(또는 센싱)하여 측정 각가속도값들을 획득할 수 있다.
동작 820에서, 웨어러블 장치(120)는 측정 각가속도값들로부터 결정된 특징값(예: 최대값, 최소값, 또는 평균값) 및 기준 각가속도값(예: 제1 기준 각가속도값, 제2 기준 각가속도값, 또는 제3 기준 각가속도값)을 기초로 구동 모듈(30)의 열화가 제1 수준 이상으로 발생하였는지 판단할 수 있다. 제1 수준은 예를 들어 서비스 센터에서 웨어러블 장치(120)의 전체적인 점검이 필요한 정도의 열화 수준을 나타낼 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(310)는 제1 시간 구간(예: 도 7의 제1 시간 구간) 동안 각도 센서로부터 수신된 각가속도값들로부터 특징값(예: 최대값, 최소값, 또는 평균값)을 결정할 수 있다. 프로세서(310)는 기준 각가속도값(예: 제1 기준 각가속도값, 제2 기준 각가속도값, 또는 제3 기준 각가속도값) 대비 제1 시간 구간에서의 특징값(예: 최대값, 최소값, 또는 평균값)의 증가율이 제1 비율(예: 15%) 이상인지 판단할 수 있다. 제1 비율은 앞선 예시 15%로 제한되지 않는다. 프로세서(310)는 기준 각가속도값 대비 제1 시간 구간에서의 특징값의 증가율이 제1 비율(예: 15%) 이상인 경우 구동 모듈(30)의 열화가 제1 수준 이상으로 발생한 것으로 판단할 수 있다.
예를 들어, 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 최대값이 110rad/s2인 경우 프로세서(310)는 제1 기준 각가속도값(예: 92rad/s2) 대비 제1 시간 구간에서의 최대값 110rad/s2의 증가율(예: 약 20%)은 제1 비율(예: 15%)을 초과한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(310)는 구동 모듈(30)의 열화가 제1 수준 이상으로 발생한 것으로 판단할 수 있다.
다른 예를 들어, 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 최소값이 90rad/s2인 경우 프로세서(310)는 제2 기준 각가속도값(예: 74rad/s2) 대비 제1 시간 구간에서의 최소값 90rad/s2의 증가율(예: 약 22%)은 제1 비율(예: 15%)을 초과한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(310)는 구동 모듈(30)의 열화가 제1 수준 이상으로 발생한 것으로 판단할 수 있다.
다른 예를 들어, 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 평균값이 95rad/s2인 경우 프로세서(310)는 제3 기준 각가속도값(예: 80rad/s2) 대비 제1 시간 구간에서의 평균값 95rad/s2의 증가율(예: 약 19%)은 제1 비율(예: 15%)을 초과한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(310)는 구동 모듈(30)의 열화가 제1 수준 이상으로 발생한 것으로 판단할 수 있다.
웨어러블 장치(120)는 구동 모듈(30)의 열화가 제1 수준 이상으로 발생한 것으로 판단한 경우 동작 830에서 제1 알림을 제공할 수 있다. 제1 알림은, 예를 들어, 서비스 센터에 방문하여 웨어러블 장치(120)를 점검 받을 것을 나타내는 알림을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치(120)는 웨어러블 장치(120)의 음향 출력 모듈(예: 스피커), 전자 장치(110), 또는 다른 웨어러블 장치(130)(예: 무선 이어폰(131), 스마트 워치(132)) 중 적어도 하나를 통해 사용자에게 제1 알림이 제공되도록 할 수 있다.
실시 예에 따라, 웨어러블 장치(120)는 구동 모듈(30)의 열화가 제1 수준 이상으로 발생한 것으로 판단한 경우 토크값
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000021
의 크기가 작아지도록 하여 출력 토크(예: 구동 모듈(30)에 의해 생성된 토크와 인적 토크 등이 합해진 토크)의 크기가 작아지게 끔 할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(310)는 수학식
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000022
의 게인 κ를 작게 할 수 있다. 이에 따라, 출력 토크의 크기가 작아질 수 있다.
웨어러블 장치(120)는 구동 모듈(30)의 열화가 제1 수준 미만으로 발생한 것으로 판단한 경우 동작 840에서 구동 모듈(30)의 열화가 제2 수준 이상으로 발생하였는지 판단할 수 있다. 제2 수준은 제1 수준보다 열화가 낮은 수준으로, 예를 들어 구동 모듈(30)의 점검(또는 수리)이 필요한 정도의 열화 수준을 나타낼 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(310)는 기준 각가속도값(예: 제1 기준 각가속도값, 제2 기준 각가속도값, 또는 제3 기준 각가속도값) 대비 제1 시간 구간에서의 특징값(예: 최대값, 최소값, 또는 평균값)의 증가율이 제2 비율(예: 7%) 이상인지 판단할 수 있다. 제2 비율은 앞선 예시 7% 로 제한되지 않는다. 프로세서(310)는 기준 각가속도값 대비 제1 시간 구간에서의 특징값의 증가율이 제2 비율 이상인 경우 구동 모듈(30)의 열화가 제2 수준 이상으로 발생한 것으로 판단할 수 있다.
예를 들어, 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 최대값이 100rad/s2인 경우 프로세서(310)는 제1 기준 각가속도값(예: 92rad/s2) 대비 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 최대값 100rad/s2의 증가율(예: 약 8.7%)은 제1 비율(예: 15%)을 초과하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(310)는 구동 모듈(30)의 열화가 제2 수준 이상으로 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 최대값 100rad/s2의 증가율(예: 약 8.7%)은 제2 비율(예: 7%)을 초과한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(310)는 구동 모듈(30)의 열화가 제2 수준 이상으로 발생한 것으로 판단할 수 있다.
다른 예를 들어, 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 최소값이 83rad/s2인 경우 프로세서(310)는 제2 기준 각가속도값(예: 74rad/s2) 대비 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 최소값 83rad/s2의 증가율(예: 약 13%)은 제1 비율(예: 15%)을 초과하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(310)는 구동 모듈(30)의 열화가 제2 수준 이상으로 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 최소값 83rad/s2의 증가율(예: 약 13%)은 제2 비율(예: 7%)을 초과한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(310)는 구동 모듈(30)의 열화가 제2 수준 이상으로 발생한 것으로 판단할 수 있다.
다른 예를 들어, 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 평균값이 90rad/s2인 경우 프로세서(310)는 제3 기준 각가속도값(예: 80rad/s2) 대비 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 평균값 90rad/s2의 증가율(예: 약 13%)은 제1 비율(예: 15%)을 초과하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(310)는 구동 모듈(30)의 열화가 제2 수준 이상으로 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 제1 시간 구간에서의 측정 각가속도값들의 평균값 90rad/s2의 증가율(예: 약 13%)은 제2 비율(예: 7%)을 초과한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(310)는 구동 모듈(30)의 열화가 제2 수준 이상으로 발생한 것으로 판단할 수 있다.
웨어러블 장치(120)는 구동 모듈(30)의 열화가 제2 수준 이상으로 발생한 것으로 판단한 경우 동작 850에서 제2 알림을 제공할 수 있다. 제2 알림은, 예를 들어, 모터 점검이 필요하다는 알림을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치(120)는 웨어러블 장치(120)의 음향 출력 모듈(예: 스피커), 전자 장치(110), 또는 다른 웨어러블 장치(130)(예: 무선 이어폰(131), 스마트 워치(132)) 중 적어도 하나를 통해 사용자에게 제2 알림이 제공되도록 할 수 있다.
도 9는 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 동작의 다른 예시를 설명하는 도면이다.
도 9를 참조하면, 동작 910에서 웨어러블 장치(120)는 기준 각가속도값(또는 초기 각가속도값)을 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(310)는 초기 시간 구간(예: 도 6의 초기 시간 구간) 동안 각도 센서(320)로부터 수신된 각가속도값들 중 적어도 하나를 기초로 기준 각가속도값(또는 초기 각가속도값)(예: 제1 기준 각가속도값, 제2 기준 각가속도값, 또는 제3 기준 각가속도값)을 결정할 수 있다. 동작 510에 대한 설명은 동작 910에 대한 설명에 적용될 수 있다.
웨어러블 장치(120)(예: 프로세서(310))는 운동하는 사용자의 스텝수를 누적할 수 있다.
동작 920에서, 웨어러블 장치(120)는 사용자의 누적 스텝수가 제1 스텝수(예: 180만 스텝수)에 도달한 것으로 판단할 수 있다. 제1 스텝수는 180만 스텝수로 제한되지 않는다. 웨어러블 장치(120)는 사용자의 누적 스텝수가 제1 스텝수(예: 180만)에 도달한 경우, 일정 시간 구간(예: 2분)(이하, "제2 시간 구간"이라 지칭함) 동안 획득된 측정 각가속값들로부터 결정된 특징값(예: 최대값, 최소값, 또는 평균값) 및 기준 각가속도값(예: 제1 기준 각가속도값, 제2 기준 각가속도값, 또는 제3 기준 각가속도값)을 기초로 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준(예: 제1 스텝수에서 구동 모듈(30)의 점검이 필요한 열화 수준) 이상으로 발생하였는지 판단할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(310)는 누적 스텝수가 제1 스텝수(예: 180만)에 도달한 경우, 제2 시간 구간에서의 측정 각가속도값들로부터 특징값(예: 최대값, 최소값, 또는 평균값)을 결정할 수 있다. 프로세서(310)는 기준 각가속도값(예: 제1 기준 각가속도값, 제2 기준 각가속도값, 또는 제3 기준 각가속도값) 대비 제2 시간 구간에서의 특징값(예: 최대값, 최소값, 또는 평균값)의 증가율이 제1 스텝수에 대응되게 설정된(또는 정해진) 비율(예: 5%) 이상인지 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 기준 각가속도값 대비 제2 시간 구간에서의 특징값의 증가율이 제1 스텝수에 대응되게 설정된 비율(예: 5%) 미만인 경우 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 미만으로 발생한 것(또는 구동 모듈(30)의 점검이 필요하지 않은 것)으로 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 기준 각가속도값 대비 제2 시간 구간에서의 특징값의 증가율이 제1 스텝수에 대응되게 설정된 비율(예: 5%) 이상인 경우 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상으로 발생한 것(또는 구동 모듈(30)의 점검이 필요한 것)으로 판단할 수 있고, 구동 모듈(30)의 점검이 필요하다는 알림이 사용자에게 제공되도록 할 수 있다.
동작 930에서, 웨어러블 장치(120)는 사용자의 누적 스텝수가 제2 스텝수(예: 370만 스텝수)에 도달한 것으로 판단할 수 있다. 제2 스텝수는 370만 스텝수로 제한되지 않는다. 웨어러블 장치(120)는 사용자의 누적 스텝수가 제2 스텝수에 도달한 경우, 일정 시간 구간(예: 2분)(이하, "제3 시간 구간"이라 지칭함) 동안 획득된 측정 각가속도값들로부터 결정된 특징값(예: 최대값, 최소값, 또는 평균값) 및 기준 각가속도값(예: 제1 기준 각가속도값, 제2 기준 각가속도값, 또는 제3 기준 각가속도값)을 기초로 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준(예: 제2 스텝수에서 구동 모듈(30)의 점검이 필요한 열화 수준) 이상으로 발생하였는지 판단할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(310)는 제3 시간 구간에서의 측정 각가속도값들로부터 특징값(예: 최대값, 최소값, 또는 평균값)을 결정할 수 있다. 프로세서(310)는 기준 각가속도값(예: 제1 기준 각가속도값, 제2 기준 각가속도값, 또는 제3 기준 각가속도값) 대비 제3 시간 구간에서의 특징값(예: 최대값, 최소값, 또는 평균값)의 증가율이 제2 스텝수에 대응되게 설정된(또는 정해진) 비율(예: 7%) 이상인지 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 기준 각가속도값 대비 제3 시간 구간에서의 특징값의 증가율이 제2 스텝수에 대응되게 설정된 비율(예: 7%) 미만인 경우 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 미만으로 발생한 것(또는 구동 모듈(30)의 점검이 필요하지 않은 것)으로 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 기준 각가속도값 대비 제3 시간 구간에서의 특징값의 증가율이 비율(예: 7%) 이상인 경우 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상으로 발생한 것(또는 구동 모듈(30)의 점검이 필요한 것)으로 판단할 수 있고, 구동 모듈(30)의 점검이 필요하다는 알림이 사용자에게 제공되도록 할 수 있다.
동작 940에서, 웨어러블 장치(120)는 사용자의 누적 스텝수가 제3 스텝수(예: 550만 스텝수)에 도달한 것으로 판단할 수 있다. 제3 스텝수는 550만 스텝수로 제한되지 않는다. 웨어러블 장치(120)는 사용자의 누적 스텝수가 제3 스텝수에 도달한 경우, 일정 시간 구간(예: 2분)(이하, "제4 시간 구간"이라 지칭함) 동안 획득된 측정 각가속도값들로부터 결정된 특징값(예: 최대값, 최소값, 또는 평균값) 및 기준 각가속도값(예: 제1 기준 각가속도값, 제2 기준 각가속도값, 또는 제3 기준 각가속도값)을 기초로 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상(예: 제3 스텝수에서 구동 모듈(30)의 점검이 필요한 열화 수준)으로 발생하였는지 판단할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(310)는 제4 시간 구간에서의 측정 각가속도값들로부터 특징값(예: 최대값, 최소값, 또는 평균값)을 결정할 수 있다. 프로세서(310)는 기준 각가속도값(예: 제1 기준 각가속도값, 제2 기준 각가속도값, 또는 제3 기준 각가속도값) 대비 제4 시간 구간에서의 특징값(예: 최대값, 최소값, 또는 평균값)의 증가율이 제3 스텝수에 대응되게 설정된 비율(예: 10%) 이상인지 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 기준 각가속도값 대비 제4 시간 구간에서의 특징값의 증가율이 제3 스텝수에 대응되게 설정된 비율(예: 10%) 미만인 경우 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 미만으로 발생한 것(또는 구동 모듈(30)의 점검이 필요하지 않은 것)으로 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 기준 각가속도값 대비 제4 시간 구간에서의 특징값의 증가율이 제3 스텝수에 대응되게 설정된 비율(예: 10%) 이상인 경우 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상으로 발생한 것(또는 구동 모듈(30)의 점검이 필요한 것)으로 판단할 수 있고, 구동 모듈(30)의 점검이 필요하다는 알림이 사용자에게 제공되도록 할 수 있다.
동작 950에서, 웨어러블 장치(120)는 사용자의 누적 스텝수가 제4 스텝수(예: 740만 스텝수)에 도달한 것으로 판단할 수 있다. 제4 스텝수는 740만 스텝수로 제한되지 않는다. 웨어러블 장치(120)는 사용자의 누적 스텝수가 제4 스텝수에 도달한 경우, 일정 시간 구간(예: 2분)(이하, "제5 시간 구간"이라 지칭함) 동안 획득된 측정 각가속도값들로부터 결정된 특징값(예: 최대값, 최소값, 또는 평균값) 및 기준 각가속도값(예: 제1 기준 각가속도값, 제2 기준 각가속도값, 또는 제3 기준 각가속도값)을 기초로 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준(예: 제4 스텝수에서 웨어러블 장치(120)의 전체적인 점검이 필요한 열화 수준) 이상으로 발생하였는지 판단할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(310)는 누적 스텝수가 제4 스텝수에 도달한 경우, 제5 시간 구간에서의 측정 각가속도값들로부터 특징값(예: 최대값, 최소값, 또는 평균값)을 결정할 수 있다. 프로세서(310)는 기준 각가속도값(예: 제1 기준 각가속도값, 제2 기준 각가속도값, 또는 제3 기준 각가속도값) 대비 제5 시간 구간에서의 특징값(예: 최대값, 최소값, 또는 평균값)의 증가율이 제4 스텝수에 대응되게 설정된 비율(예: 15%) 이상인지 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 기준 각가속도값 대비 제5 시간 구간에서의 특징값의 증가율이 제4 스텝수에 대응되게 설정된 비율(예: 15%) 미만인 경우 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 미만으로 발생한 것(또는 구동 모듈(30)의 점검이 필요하지 않은 것)으로 결정할 수 있다. 프로세서(310)는 기준 각가속도값 대비 제5 시간 구간에서의 특징값의 증가율이 제4 스텝수에 대응되게 설정된 비율(예: 15%) 이상인 경우 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상 발생한 것(또는 구동 모듈(30)의 점검이 필요한 것)으로 결정할 수 있다. 사용자의 누적 스텝수가 제4 스텝수에 도달할 정도로 웨어러블 장치(120)가 오래 사용되었으므로, 프로세서(310)는 서비스 센터에 방문하여 웨어러블 장치(120)의 점검이 필요하다는 알림이 사용자에게 제공되도록 할 수 있다.
실시 예에 따라, 사용자의 누적 스텝수가 제4 스텝수에 도달한 경우, 프로세서(310)는 토크값
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000023
의 크기가 작아지도록 하여 출력 토크(예: 구동 모듈(30)에 의해 생성된 토크와 인적 토크 등이 합해진 토크)의 크기가 작아지게 끔 할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(310)는 수학식
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000024
의 게인 κ를 작게할 수 있다. 이에 따라, 출력 토크의 크기가 작아질 수 있다.
도 10 내지 도 11은 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 동작의 다른 예시를 설명하는 도면이다.
도 10을 참조하면, 동작 1010에서, 웨어러블 장치(120)는 제1 관절의 각가속도가 제2 관절의 각가속도보다 얼마나 더 큰 지를 나타내는 수치값을 계산할 수 있다. 도 11에 도시된 예에서, 프로세서(310)는 일정 시간 구간 동안 각도 센서(320)로부터 제1 관절(예: 왼쪽 고관절)의 각가속도값들(1110)과 각도 센서(320-1)로부터 제2 관절(예: 오른쪽 고관절)의 각가속도값들(1120)을 수신할 수 있다. 프로세서(310)는 각가속도값들(1110)의 평균값을 계산할 수 있고, 각가속도값들(1120)의 평균값을 계산할 수 있다. 프로세서(310)는 각가속도값들(1110)의 평균값이 각가속도값들(1120)의 평균값보다 더 큰 정도를 나타내는 수치값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 각가속도값들(1120)의 평균값이 80rad/s2이고 각가속도값들(1110)의 평균값 90rad/s2일 수 있다. 프로세서(310)는 각가속도값들(1110)의 평균값은 각가속도값들(1120)의 평균값보다 12.5% 크다는 것을 결정할 수 있다. 다시 말해, 프로세서(310)는 각가속도값들(1110)의 평균값이 각가속도값들(1120)의 평균값보다 얼마나 더 큰지를 나타내는 수치값(예: 12.5%)을 계산할 수 있다.
웨어러블 장치(120)는
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000025
에 따라 토크값
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000026
를 결정할 수 있고, 구동 모듈(30)이 토크(예: 보조 토크 또는 저항 토크)를 생성할 수 있도록 토크값
Figure PCTKR2024006701-appb-img-000027
를 기초로 구동 모듈(30)을 제어할 수 있다. 구동 모듈(30)은 토크를 생성하여 사용자에게 제공할 수 있고, 사용자는 운동을 수행할 수 있다.
동작 1020에서, 웨어러블 장치(120)는 계산된 수치값을 기초로 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상으로 발생하였는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(310)는 계산된 수치값이 일정값(예: 15%) 미만인 경우 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 계산된 수치값이 일정값(예: 15%) 이상인 경우 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상으로 발생한 것으로 판단할 수 있다.
프로세서(310)는 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상으로 발생한 것으로 판단한 경우, 동작 1030에서, 알림을 제공할 수 있다. 알림은 구동 모듈(30)의 열화에 대한 알림에 해당할 수 있다. 알림은, 예를 들어, 모터 교체 알림 또는 서비스 센터를 방문할 것을 나타내는 알림 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 알림은 시각적 알림, 청각적 알림, 또는 촉각적 알림 중 적어도 하나일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치(120)는 웨어러블 장치(120)의 음향 출력 모듈(예: 스피커), 전자 장치(110), 또는 다른 웨어러블 장치(130)(예: 무선 이어폰(131), 스마트 워치(132)) 중 적어도 하나를 통해 사용자에게 알림이 제공되도록 할 수 있다.
도 12는 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 동작의 다른 예시를 설명하는 도면이다.
일 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치(120)(예: 프로세서(310))는 운동하는 사용자의 스텝수를 누적할 수 있다.
도 12를 참조하면, 동작 1210에서, 웨어러블 장치(120)는 사용자의 누적 스텝수가 제1 스텝수(예: 180만 스텝수)에 도달한 것으로 판단할 수 있다.
웨어러블 장치(120)는 사용자의 누적 스텝수가 제1 스텝수(예: 180만)에 도달한 경우, 일정 시간 구간(예: 2분)(이하, "제6 시간 구간"이라 지칭함) 동안 획득된 제1 관절의 각가속도값들과 제2 관절의 각가속도값들을 기초로 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상 발생하였는지(또는 구동 모듈(30)의 점검이 필요한지) 판단할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(310)는 제6 시간 구간 동안 각도 센서(320)로부터 제1 관절의 각가속도값들과 각도 센서(320-1)로부터 제2 관절의 각가속도값들을 수신할 수 있다. 프로세서(310)는 제 6시간 구간에서의 제1 관절의 각가속도값들의 평균값 및 제2 관절의 각가속도값들의 평균값을 계산할 수 있다. 프로세서(310)는 제6 시간 구간에서의 제1 관절의 각가속도값들의 평균값이 제6 시간 구간에서의 제2 관절의 각가속도값들의 평균값보다 얼마나 더 큰 지를 나타내는 수치값을 계산할 수 있다. 프로세서(310)는 계산된 수치값이 제1 스텝수에 대응되게 설정된 제1 값(예: 15%) 이상인지 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 계산된 수치값이 제1 스텝수에 대응되게 설정된 제1 값(예: 15%) 미만인 경우 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상 발생하지 않은 것(또는 구동 모듈(30)의 점검이 필요하지 않은 것)으로 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 계산된 수치값이 제1 스텝수에 대응되게 설정된 제1 값(예: 15%) 이상인 경우 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상 발생한 것(또는 구동 모듈(30)의 점검이 필요한 것)으로 결정할 수 있다. 프로세서(310)는 구동 모듈(30)의 점검이 필요하다는 알림이 사용자에게 제공되도록 할 수 있다.
동작 1220에서, 웨어러블 장치(120)는 사용자의 누적 스텝수가 제2 스텝수(예: 370만 스텝수)에 도달한 것으로 판단할 수 있다.
웨어러블 장치(120)는 사용자의 누적 스텝수가 제2 스텝수(예: 370만)에 도달한 경우, 일정 시간 구간(예: 2분)(이하, "제7 시간 구간"이라 지칭함) 동안 획득된 제1 관절의 각가속도값들과 제2 관절의 각가속도값들을 기초로 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상 발생하였는지(또는 구동 모듈(30)의 점검이 필요한지) 판단할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(310)는 제7 시간 구간 동안 각도 센서(320)로부터 제1 관절의 각가속도값들과 각도 센서(320-1)로부터 제2 관절의 각가속도값들을 수신할 수 있다. 프로세서(310)는 제7 시간 구간에서의 제1 관절의 각가속도값들의 평균값 및 제2 관절의 각가속도값들의 평균값을 계산할 수 있다. 프로세서(310)는 제7 시간 구간에서의 제1 관절의 각가속도값들의 평균값이 제7 시간 구간에서의 제2 관절의 각가속도값들의 평균값보다 얼마나 더 큰지를 나타내는 수치값을 계산할 수 있다. 프로세서(310)는 계산된 수치값이 제2 스텝수에 대응되게 설정된 제2 값(예: 20%) 이상인지 판단할 수 있다. 프로세서(310)는 계산된 수치값이 제2 값(예: 20%) 미만인 경우 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상 발생하지 않은 것(또는 구동 모듈(30)의 점검이 필요하지 않은 것)으로 결정할 수 있다. 프로세서(310)는 계산된 수치값이 제2 값(예: 20%) 이상인 경우 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상 발생한 것(또는 구동 모듈(30)의 점검이 필요한 것)으로 결정할 수 있다. 프로세서(310)는 구동 모듈(30)의 점검이 필요하다는 알림 또는 서비스 센터에 방문하여 웨어러블 장치(120)의 점검이 필요하다는 알림 중 적어도 하나가 사용자에게 제공되도록 할 수 있다.
도 13은 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 동작 방법의 예시를 설명하는 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 동작 1310에서, 웨어러블 장치(120)는 토크를 생성할 수 있고 생성된 토크를 사용자의 다리에 전달할 수 있다.
동작 1320에서, 웨어러블 장치(120)는 사용자의 관절의 움직임을 센싱하여 적어도 하나의 각가속도값을 획득할 수 있다.
동작 1330에서, 웨어러블 장치(120)는 획득된 적어도 하나의 각가속도값을 기초로 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상 발생하였는지 판단할 수 있다.
동작 1340에서, 웨어러블 장치(120)는 구동 모듈(30)의 열화가 일정 수준 이상 발생한 경우, 열화에 대한 알림을 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 12를 통해 설명한 실시 예들은 도 13의 웨어러블 장치(120)의 동작 방법에 적용될 수 있다.
본 명세서의 각 실시 예는 본 명세서에 설명된 다른 실시예(들)와 조합하여 사용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치(120; 200; 300; 300-1)는 토크를 생성하는 구동 모듈(예: 구동 모듈(30)), 상기 사용자의 관절의 움직임을 센싱하여 적어도 하나의 각가속도값을 획득하는 각도 센서(예: 각도 센서(320) 및/또는 각도 센서(320-1)), 및 상기 구동 모듈이 상기 토크를 생성하도록 상기 구동 모듈을 제어하고, 상기 각도 센서로부터 상기 획득된 적어도 하나의 각가속도값을 수신하며, 상기 수신된 적어도 하나의 각가속도값을 기초로 상기 구동 모듈의 열화가 일정 수준 이상 발생하였는지 판단하고, 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단한 경우, 상기 열화에 대한 알림이 상기 사용자에게 제공되도록 제어하는 프로세서(310)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는 일정 시간 구간 동안 상기 각도 센서로부터 수신된 각가속도값들 중 적어도 하나를 기초로 특징값을 결정할 수 있고, 기준 각가속도값 대비 상기 결정된 특징값의 증가율을 결정할 수 있으며, 상기 결정된 증가율이 일정 비율 이상인 경우 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 특징값은 상기 수신된 각가속도값들의 최대값, 최소값, 또는 평균값을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는 초기 시간 구간 동안 상기 각도 센서로부터 수신된 각가속도값들 중 적어도 하나를 기초로 상기 기준 각가속도값(예: 제1 기준 각가속도값, 제2 기준 각가속도값, 또는 제3 기준 각가속도값 중 적어도 하나)을 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 초기 시간 구간은 상기 사용자가 상기 웨어러블 장치를 초기에 착용하여 운동을 시작한 제1 초기 시점부터 제2 초기 시점까지의 시간 구간에 해당할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 사용자의 누적 스텝수가 정해진 횟수에 도달하는지 체크할 수 있고, 기준 각가속도값 대비 상기 수신된 적어도 하나의 각가속도값의 증가율을 결정할 수 있으며, 상기 사용자의 누적 스텝수가 상기 정해진 횟수(예: 도 9의 제1 내지 제4 스텝수 중 적어도 하나)에 도달하는 경우, 상기 결정된 증가율이 상기 정해진 횟수에 대응되게 설정된 비율(예: 도 9를 통해 설명한 제1 내지 제4 스텝수 각각에 대응되게 설정된 비율 중 적어도 하나) 이상인지 판단할 수 있고, 상기 결정된 증가율이 상기 정해진 횟수에 대응되게 설정된 비율 이상인 것으로 판단하는 경우 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 사용자의 상기 다리의 관절의 각속도값이 상기 사용자의 다른 다리의 관절의 각속도값보다 얼마나 더 큰지를 나타내는 수치값을 계산할 수 있고, 상기 계산된 수치값이 정해진 값을 초과하는 경우 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 알림은 상기 구동 모듈의 모터의 점검 또는 교체 중 적어도 하나를 나타내는 알림을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 알림이 상기 사용자의 전자 장치(예: 전자 장치(110), 다른 웨어러블 장치(130)) 또는 상기 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 통해 상기 사용자에게 제공되도록 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치(120; 200; 300; 300-1)는 토크를 생성하는 구동 모듈(30), 상기 사용자의 관절의 움직임을 센싱하여 각가속도값들을 획득하는 각도 센서(320), 및 프로세서(310)를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 구동 모듈이 상기 토크를 생성하도록 상기 구동 모듈을 제어할 수 있고, 상기 각도 센서로부터 상기 획득된 각가속도값들을 수신할 수 있으며, 상기 수신된 각가속도값들 중 적어도 하나를 기초로 특징값을 결정할 수 있고, 기준 각가속도값 대비 상기 결정된 특징값의 증가율을 결정할 수 있고, 상기 결정된 증가율을 기초로 상기 구동 모듈의 열화가 일정 수준 이상 발생하였는지 판단할 수 있고, 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단하는 경우, 상기 열화에 대한 알림이 상기 사용자에게 제공되도록 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 결정된 증가율이 일정 비율 이상인 경우 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 특징값은 최대값 또는 높은(high) 값, 최소값 또는 낮은(low) 값, 또는 평균값을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는 초기 시간 구간 동안 상기 각도 센서로부터 수신된 각가속도값들 중 적어도 하나를 기초로 상기 기준 각가속도값(예: 제1 기준 각가속도값, 제2 기준 각가속도값, 또는 제3 기준 각가속도값 중 적어도 하나)을 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 초기 시간 구간은 상기 사용자가 상기 웨어러블 장치를 초기에 착용하여 운동을 시작한 제1 초기 시점부터 제2 초기 시점까지의 시간 구간에 해당할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 사용자의 누적 스텝수가 정해진 횟수에 도달하는지 체크할 수 있고, 상기 사용자의 누적 스텝수가 상기 정해진 횟수에 도달하는 경우, 상기 결정된 증가율이 상기 정해진 횟수에 대응되게 설정된 비율 이상인지 판단할 수 있고, 상기 결정된 증가율이 상기 정해진 횟수에 대응되게 설정된 비율 이상인 것으로 판단하는 경우 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 사용자의 상기 다리의 관절의 각속도값이 상기 사용자의 다른 다리의 관절의 각속도값보다 얼마나 더 큰지를 나타내는 수치값을 계산할 수 있고, 상기 계산된 수치값이 정해진 값을 초과하는 경우 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 알림은 상기 구동 모듈의 모터의 점검 또는 교체 중 적어도 하나를 나타내는 알림을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 알림이 상기 사용자의 전자 장치 또는 상기 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 통해 상기 사용자에게 제공되도록 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치(120; 200; 300; 300-1)의 동작 방법은 토크를 생성하고 상기 생성된 토크를 상기 사용자의 다리에 전달하는 동작, 상기 사용자의 관절의 움직임을 센싱하여 적어도 하나의 각가속도값을 획득하는 동작, 상기 획득된 적어도 하나의 각가속도값을 기초로 상기 웨어러블 장치의 구동 모듈의 열화가 일정 수준 이상 발생하였는지 판단하는 동작, 및 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 경우, 상기 열화에 대한 알림을 제공하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 판단하는 동작은 일정 시간 구간 동안 획득된 각가속도값들로부터 제1 특징값을 결정하는 동작; 기준 각가속도값 대비 상기 결정된 제1 특징값의 증가율을 결정하는 동작; 및 상기 결정된 증가율이 일정 비율 이상인 경우 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 판단하는 동작은 상기 사용자의 누적 스텝수가 정해진 횟수에 도달하는지 체크하는 동작; 기준 각가속도값 대비 상기 획득된 적어도 하나의 각가속도값의 증가율을 결정하는 동작; 상기 사용자의 누적 스텝수가 상기 정해진 횟수에 도달하는 경우, 상기 결정된 증가율이 상기 정해진 횟수에 대응되는 증가율 이상인지 판단하는 동작; 및 상기 결정된 증가율이 상기 정해진 횟수에 대응되는 증가율 이상인 것으로 판단하는 경우 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 판단하는 동작은 상기 사용자의 다리의 관절의 각속도값이 상기 사용자의 다른 다리의 관절의 각속도값보다 얼마나 더 큰지를 나타내는 수치값을 계산하는 동작; 및 상기 계산된 수치값이 정해진 값을 초과하는 경우 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단하는 동작을 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
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), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 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.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 저장할 수 있으며 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
위에서 설명한 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 또는 복수의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
본 개시 내용은 다양한 실시 예를 참조하여 예시되고 설명되었지만, 다양한 실시 예는 제한이 아닌 예시를 위한 것으로 이해될 것이다. 당업자는 첨부된 청구범위 및 그 균등물을 포함하여 본 개시의 진정한 사상(true spirit) 및 전체 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부사항의 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에 기술된 임의의 실시 예(들)는 본 명세서에 기술된 임의의 다른 실시 예(들)와 함께 사용될 수 있다는 것도 이해될 것이다.

Claims (15)

  1. 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치(120; 200; 300; 300-1)에 있어서,
    모터 및/또는 회로를 포함하고, 토크를 생성하는 구동 모듈(30);
    상기 사용자의 관절의 움직임을 센싱하여 적어도 하나의 각가속도값을 획득하는 각도 센서(320); 및
    프로세싱 회로를 포함하는 적어도 하나의 프로세서(310)
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 개별적으로 및/또는 집합적으로,
    상기 구동 모듈이 상기 토크를 생성하도록 상기 구동 모듈을 제어하고, 상기 각도 센서로부터 상기 획득된 적어도 하나의 각가속도값을 수신하며, 상기 수신된 적어도 하나의 각가속도값을 기초로 상기 구동 모듈의 열화가 일정 수준 이상 발생하였는지 판단하고, 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단한 경우, 상기 열화에 대한 알림이 상기 사용자에게 제공되도록 제어하는,
    웨어러블 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 개별적으로 및/또는 집합적으로,
    일정 시간 구간 동안 상기 각도 센서로부터 수신된 각가속도값들 중 적어도 하나를 기초로 특징값을 결정하고, 기준 각가속도값 대비 상기 결정된 특징값의 증가율을 결정하며, 상기 결정된 증가율이 일정 비율 이상인 경우 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단하는,
    웨어러블 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 특징값은 상기 수신된 각가속도값들의 최대값, 최소값, 또는 평균값 중 적어도 하나를 포함하는,
    웨어러블 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 개별적으로 및/또는 집합적으로,
    초기 시간 구간 동안 상기 각도 센서로부터 수신된 각가속도값들 중 적어도 하나를 기초로 상기 기준 각가속도값을 결정하는,
    웨어러블 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 초기 시간 구간은 상기 사용자가 상기 웨어러블 장치를 착용하여 운동을 시작한 제1 초기 시점부터 제2 초기 시점까지의 시간 구간에 해당하는,
    웨어러블 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 개별적으로 및/또는 집합적으로,
    상기 사용자의 누적 스텝수가 정해진 횟수에 도달하는지 체크하고, 기준 각가속도값 대비 상기 수신된 적어도 하나의 각가속도값의 증가율을 결정하며, 상기 사용자의 누적 스텝수가 상기 정해진 횟수에 도달하는 경우, 상기 결정된 증가율이 상기 정해진 횟수에 대응되는 증가율 이상인지 판단하고, 상기 결정된 증가율이 상기 정해진 횟수에 대응되는 증가율 이상인 것으로 판단하는 경우 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단하는,
    웨어러블 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 개별적으로 및/또는 집합적으로,
    상기 사용자의 다리의 관절의 각속도값이 상기 사용자의 다른 다리의 관절의 각속도값보다 얼마나 더 큰지를 나타내는 수치값을 계산하고, 상기 계산된 수치값이 정해진 값을 초과하는 경우 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단하는,
    웨어러블 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 알림은 상기 구동 모듈의 모터의 점검 또는 교체 중 적어도 하나를 나타내는 알림을 포함하는,
    웨어러블 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 개별적으로 및/또는 집합적으로,
    상기 알림이 상기 사용자의 전자 장치 또는 상기 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 통해 상기 사용자에게 제공되도록 하는,
    웨어러블 장치.
  10. 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치(120; 200; 300; 300-1)의 동작 방법에 있어서,
    토크를 생성하고 상기 생성된 토크를 상기 사용자의 다리에 전달하는 동작;
    상기 사용자의 관절의 움직임을 센싱하여 적어도 하나의 각가속도값을 획득하는 동작;
    상기 획득된 적어도 하나의 각가속도값을 기초로 상기 웨어러블 장치의 구동 모듈의 열화가 일정 수준 이상 발생하였는지 판단하는 동작 -상기 구동 모듈은 모터 및/또는 회로를 포함함-; 및
    상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 경우, 상기 열화에 대한 알림을 제공하는 동작
    을 포함하는,
    웨어러블 장치의 동작 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 판단하는 동작은,
    일정 시간 구간 동안 획득된 각가속도값들 중 적어도 하나를 기초로 특징값을 결정하는 동작;
    기준 각가속도값 대비 상기 결정된 특징값의 증가율을 결정하는 동작; 및
    상기 결정된 증가율이 일정 비율 이상인 경우 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단하는 동작
    을 포함하는,
    웨어러블 장치의 동작 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 특징값은 상기 획득된 각가속도값들의 최대값, 최소값, 또는 평균값 중 적어도 하나를 포함하는,
    웨어러블 장치의 동작 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    초기 시간 구간 동안 획득된 각가속도값들 중 적어도 하나를 기초로 상기 기준 각가속도값을 결정하는 동작
    을 더 포함하는,
    웨어러블 장치의 동작 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 판단하는 동작은,
    상기 사용자의 누적 스텝수가 정해진 횟수에 도달하는지 체크하는 동작;
    기준 각가속도값 대비 상기 획득된 적어도 하나의 각가속도값의 증가율을 결정하는 동작;
    상기 사용자의 누적 스텝수가 상기 정해진 횟수에 도달하는 경우, 상기 결정된 증가율이 상기 정해진 횟수에 대응되는 증가율 이상인지 판단하는 동작; 및
    상기 결정된 증가율이 상기 정해진 횟수에 대응되는 증가율 이상인 것으로 판단하는 경우 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단하는 동작
    을 포함하는,,
    웨어러블 장치의 동작 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 판단하는 동작은,
    상기 사용자의 다리의 관절의 각속도값이 상기 사용자의 다른 다리의 관절의 각속도값보다 얼마나 더 큰지를 나타내는 수치값을 계산하는 동작; 및
    상기 계산된 수치값이 정해진 값을 초과하는 경우 상기 열화가 상기 일정 수준 이상 발생한 것으로 판단하는 동작
    을 포함하는,
    웨어러블 장치의 동작 방법.
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