KR100255877B1 - Inner wall construction method using panel - Google Patents
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Abstract
Description
Translated fromKorean본 발명은 바이오피드백 게임기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 개체의 정신적 심리변화를 감지하여 그 변화에 대응하여 게임을 진행시킴과 동시에 심리의 안정을 유도하는 피드백 신호를 제공하는 바이오피드백 게임기에 관한 것이다.The present invention relates to a biofeedback game machine, and more particularly, to a biofeedback game machine that detects a mental psychological change of an individual and proceeds a game in response to the change and provides a feedback signal for inducing psychological stability. .
기존의 게임기는 입출력 및 연산을 위한 마이크로프로세서와 게임 프로그램을 내장하는 롬(Rom)을 구비하고, 사용자가 키(key), 게임 패드 또는 조이스틱을 조작하여 사람의 반응을 입력함으로써 게임이 진행되도록 구성되어 있다. 또한, 개인용 컴퓨터(PC)를 사용하여 게임을 하는 경우에도, 게임 프로그램을 하드디스크 등에 설치하고(install) 이를 실행할 때는 일정한 양의 데이터를 램(RAM)이나 하드디스크에 저장하면서 사용자가 키보드, 마우스, 조이스틱 등의 입력기구를 통해 사용자의 반응을 입력함으로써 게임이 진행되도록 구성된다.Conventional game machines are equipped with a microprocessor for input and output and a game program (Rom), and the user inputs a human response by operating a key, a game pad, or a joystick, so that the game proceeds. It is. In addition, even when playing a game using a personal computer (PC), when installing and executing a game program on a hard disk or the like, a user may input a keyboard or mouse while storing a certain amount of data in a RAM or a hard disk. The game proceeds by inputting the user's response through an input device such as a joystick.
한편, 바이오피드백(biofeedback)은 뇌파계 등을 사용하여 뇌파를 검출하며 심리적 안정을 유도하는 것을 의미하는 것으로, 뇌파를 직접 검출하는 고가의 의료장비를 사용하지 아니하고 다른 정신생리적 반응을 감지하여 바이오피드백을 시도하는 장치가 제안되었다.On the other hand, biofeedback refers to detecting brain waves using an electroencephalogram and inducing psychological stability. Biofeedback does not use expensive medical equipment that directly detects brain waves and detects other psychophysiological responses. A device has been proposed to try.
미국 특허 제 4,625,732 호는 피부저항 및 맥박을 측정하여 사람의 정신생리학적 조건을 측정하는 장치를 개시한다. 이 장치는 손가락에 접촉하는 파지부에 맥박 및 피부저항의 센서를 설치하여 검출된 신호를 분석함으로써 사람의 감성 조건(emotional condition), 지성 조건(mental condition) 및 신체적 조건(physical condition)을 결정하여 사람의 실제 바이오리듬을 측정하는 기능을 한다.U. S. Patent No. 4,625, 732 discloses a device for measuring the psychophysiological condition of a person by measuring skin resistance and pulse rate. The device determines the emotional, mental and physical conditions by analyzing the detected signals by installing sensors of pulse and skin resistance at the gripping parts that touch the fingers. It measures the real biorhythm of a person.
미국 특허 제 5,409,445 호는 원하는 상태의 뇌파의 주파수와 같은 주파수의 빛과 소리를 제공함으로써 동조화를 유도하는 뇌파 동조기를 제시한다. 이 특허는 소리 및 뇌파 동조프로그램을 인터페이스를 통해 PC에 저장하고 컴퓨터의 실행에 따라 해당 주파수의 소리와 빛을 발생하여 사용자에게 제공하도록 구성되어 있다. 이와 관련하여, 미국 특허 제 4,834,701 호 및 제 5,149,317 호는 소리 자극을 효과적으로 실행하기 위하여 스테레오 바이노랄 사운드를 제공하는 장치를 기재하고 있다.U. S. Patent No. 5,409, 445 proposes an EEG tuner that induces synchronization by providing light and sound at the same frequency as the EEG in the desired state. The patent is designed to store sound and brain wave tuning programs on a PC through an interface, and to generate and provide sound and light of the corresponding frequency to the user according to the execution of the computer. In this regard, US Pat. Nos. 4,834,701 and 5,149,317 describe devices for providing stereo binaural sound to effectively perform sound stimulation.
한편, 미국 특허 제 5,016,213 호는 피부전극을 이용하여 게임 패들을 입력수단으로 PC를 사용하여 마음을 조절하는 방법 및 장치를 제시하고 있다.On the other hand, US Patent No. 5,016,213 proposes a method and apparatus for controlling the mind using a PC as a means of inputting the game paddle using the skin electrode.
그러나, 이들 종래의 장치는 한편으로는 가격이 고가이어서 널리 보급될 수 없거나 인체의 반응을 정확히 반영하는데 실패하였다. 또한, 다른 한편으로는 사용자가 장치를 사용하는데 지루하거나 따분하여 실제로 소기의 목적을 도달하지 못하는 등의 문제점을 가지고 있었다.However, these conventional devices, on the one hand, are expensive and cannot be widely used or fail to accurately reflect the human response. Also, on the other hand, users had problems such as boredom or boring use of the device, which did not actually reach their intended purpose.
따라서, 본 발명의 목적은 인체의 반응을 정확히 측정하여 그에 따라 사용자가 흥미를 가질 수 있는 일련의 흐름으로 구성된 게임을 진행하는 휴대형 바이오피드백 게임기를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a portable biofeedback game machine that accurately measures a human body's response and proceeds a game composed of a series of flows that may be of interest to the user.
본 발명의 또다른 목적은 뇌파의 동조를 유발할 수 있는 바이오피드백 신호를 제공하여 용이하게 심리안정 상태로 도달할 수 있는 휴대형 바이오피드백 게임기를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a biofeedback game machine that can easily reach psychological stability by providing a biofeedback signal that can cause brain wave tuning.
본 발명의 또다른 목적은 정신생리적 반응인자를 측정할 수 있는 감지수단을 일체로 형성한 컴퓨터용 마우스를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a computer mouse in which a sensing means capable of measuring psychophysiological response factors is integrally formed.
도 1은 본 발명에 따른 휴대형 바이오피드백 게임기를 도시한 사시도,1 is a perspective view showing a portable biofeedback game machine according to the present invention,
도 2는 싹 틔우기의 바이오피드백 게임의 진행 상태를 예시한 도면,2 is a diagram illustrating a progress state of the budding biofeedback game,
도 3은 알 깨기의 바이오피드백 게임의 진행 상태를 예시한 도면,3 is a diagram illustrating a progress state of the biofeedback game of waking,
도 4는 바이오피드백 게임의 진행 흐름을 나타낸 플로우 챠트,4 is a flow chart showing the flow of the biofeedback game,
도 5는 바이오 센서 일체형 마우스의 사시도,5 is a perspective view of a bio-sensor integrated mouse,
도 6은 바이오 센서 일체형 마우스를 채용하여 본 발명에 따른 바이오피드백 게임을 위한 PC의 상태를 개략적으로 나타낸 도면,6 is a view schematically showing a state of a PC for a biofeedback game according to the present invention by employing a bio-sensor integrated mouse,
도 7은 본 발명의 바이오 센서 일체형 마우스의 구성을 간략히 보인 구성도,7 is a schematic view showing a configuration of a biosensor integrated mouse of the present invention;
도 8은 바이오 센서 일체형 마우스를 사용하여 PC를 통해 바이오피드백 게임을 진행하는 흐름을 보인 플로우 챠트.8 is a flow chart showing a flow of proceeding a biofeedback game through a PC using a bio-sensor integrated mouse.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♣
10: 바이오피드백 휴대형 게임기 12: 액정화면10: biofeedback portable game machine 12: LCD screen
14, 16, 18: 조작 버튼 20: 센서부14, 16, 18: operation button 20: sensor
22: 스테레오 이어폰 24: 이어폰용 잭22: Stereo earphone 24: Jack for earphone
상기와 같은 본 발명의 목적은, 개체의 정신생리적 반응인자를 감지하는 감지수단과, 상기 감지수단의 감지신호에 따라 개체의 정신생리적 상태에 대응하여 일련의 흐름으로 구성된 게임 프로그램을 실행하는 프로세서 수단을 포함하는 바이오 게임기에 의해 달성될 수 있다.An object of the present invention as described above, the processor means for executing a game program consisting of a series of flows corresponding to the psychophysiological state of the object in accordance with the sensing means for detecting the psychophysiological response factor of the object, the detection signal of the sensing means It can be achieved by a bio game machine including a.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
본 발명에 있어서, 사람을 포함한 개체의 정신생리적 상태를 측정하기 위한 반응인자로서 맥박, 체온 및 피부저항중 어느 하나를 측정하거나, 이들 중 2개의 조합 또는 세가지 요소를 모두 측정할 수 있다. 그러나, 보다 정확하게 개체의 정신생리적 상태를 반영하기 위해서는 이들 세가지 요소를 모두 측정하는 것이 바람직하다.In the present invention, any one of pulse, body temperature, and skin resistance can be measured as a response factor for measuring the psychophysiological state of an individual including a human, or two combinations or all three of them can be measured. However, it is desirable to measure all three of these factors to more accurately reflect the psychophysiological state of the individual.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 휴대할 수 있는 형태의 바이오피드백 게임기가 도시되어 있다. 여기서 개체가 손으로 기기를 잡았을 때 인지, 중지 및 검지가 접촉되는 파지부에 상기 맥박, 체온 및 피부저항의 센서(20)를 배치한다.1, there is shown a portable biofeedback game machine according to the present invention. Here, the
개체에 대해 맥박을 측정하는 것은, 일반적으로 정신적, 심리적 상태가 안정이 되면 맥박이 느려지고, 흥분하게 되면 맥박이 빨라지는 경향을 나타내므로 곧 맥박의 변화는 정신적, 심리적 생리반응을 반영하기 때문이다. 따라서, 맥박의 변화를 측정하는 것은 본 발명에 따라 개체의 심리안정 상태를 결정하기 위한 중요한 요소가 된다. 특히, 맥박은 심리적 변화에 대한 반응속도가 빠르므로, 중요한 맥박의 변화를 추적하는 것은 심리 상태의 변화를 판단하는데 매우 유용하다.Measuring pulses on an individual usually means that the pulse slows down when the mental and psychological state is stable and the pulse increases when the pulse is excited, so the change in the pulse reflects the psychological and psychological physiological response. Therefore, measuring changes in pulse rate is an important factor for determining the psychological state of a subject in accordance with the present invention. In particular, since pulses respond quickly to psychological changes, tracking important pulse changes is very useful for determining changes in psychological state.
맥박 센서는 여러 형태의 것이 사용될 수 있으나, 예컨대 발광소자와 그 빛의 반사를 검출하는 소자의 결합, 특히 LED 및 감광성 트랜지스터(light sensitive transister)의 결합으로 구성될 수 있다.Various types of pulse sensors may be used, but may be composed of, for example, a combination of a light emitting element and an element that detects reflection of light thereof, in particular a combination of an LED and a light sensitive transistor.
체온은 개체가 심리적 변화를 일으킴에 따라 변동한다. 일반적으로, 심리적 안정상태에서는 말초 혈관이 확장되어 피부의 체온이 상승하며, 스트레스를 받으면 혈액이 피부로부터 근육으로 이동하므로 체온이 저하되는 경향을 보인다. 따라서, 이러한 변화를 감지하기 위하여 상기 손가락 접촉부에 예컨데 더미스터(thermister)와 같은 전기적 열 감지 센서를 배치한다.Body temperature fluctuates as an individual causes psychological changes. In general, in a psychological state of stability, peripheral blood vessels expand to increase the body temperature of the skin, and when stressed, blood tends to decrease as the blood moves from the skin to the muscles. Thus, in order to detect such a change, an electrical thermal sensor such as a dummyster is placed at the finger contact.
한편, 피부 저항반응(galvanic resistance response; 이하, "GSR"로 표기한다)은 정신적 안정 상태에서 저항이 증가하고, 스트레스를 받는 상태에서는 저항이 감소하는 경향을 나타낸다. GSR의 측정에 있어서, 피부와 접촉하는 두 개의 접점을 제공하여 이들 접점 사이에서 통상의 저항 측정 회로를 채용하여 측정할 수 있다. 또한, GSR의 측정을 위해서는 미국 특허 제 3,870,034 호에 기재된 수단을 참고할 수 있다.On the other hand, the galvanic resistance response (hereinafter referred to as "GSR") shows a tendency to increase resistance in a mentally stable state and to decrease resistance in a stressed state. In the measurement of GSR, two contacts in contact with the skin may be provided to measure by employing a conventional resistance measurement circuit between these contacts. Also, for the measurement of GSR, reference may be made to the means described in US Pat. No. 3,870,034.
이와 같이 맥박, 체온 및 GSR을 센서를 통하여 감지한 후 이들 신호는 프로세서로 보내진다. 프로세서는 입력되는 신호를 분석하여 각각 신호의 변화를 종합하여, 개체의 심리적 안정 여부를 판단한다.After sensing the pulse, body temperature and GSR through the sensor, these signals are sent to the processor. The processor analyzes the input signal and aggregates the change in each signal to determine whether the individual is psychologically stable.
세가지 측정요소 중 어느 한가지 요소만을 측정하는 경우에는 그 변화의 방향에 따라 심리적 안정 상태인지 그 반대 방향인지를 판단하기가 용이하다. 그러나, 두가지 이상 또는 세가지 모두를 측정하는 경우에는, 이들 두가지 또는 세가지 종류의 변화를 일종의 퍼지 이론에 따라 안정 상태 또는 불안정 상태로 판단할 수 있다. 이 경우에, 반응 속도가 빠른 요소와 느린 요소 사이의 시간차이를 고려하여야 하며, 세가지 요소의 변화의 방향과 변화 속도에 따라 판단의 로직(logic)을 구성한다. 이와 같은 판단 로직의 예를 다음 표 1에 예시한다. 여기서는 3가지 요소를 모두 측정하는 경우를 가정하여 논리표를 구성하였으나, 필요에 따라 1가지 또는 2가지 요소를 측정하는 경우에도 동일한 방법으로 논리표를 작성할 수 있다.In the case of measuring only one of the three measurement factors, it is easy to determine whether it is psychologically stable or vice versa depending on the direction of the change. However, when two or more or all three are measured, these two or three kinds of changes can be judged as stable or unstable according to some kind of fuzzy theory. In this case, we need to consider the time difference between the fast and slow response factors and construct the logic of the decision according to the direction and speed of change of the three factors. An example of such decision logic is shown in Table 1 below. Here, a logic table is constructed assuming all three elements are measured. However, if one or two elements are measured, a logic table can be prepared in the same manner.
상기 표 1에서 "1"은 심리적 안정(이완(relaxation))상태, "0"는 심리적 불안정(긴장)상태, NC(no change)는 변화가 없는 것을 나타낸다. 표에서 보는 바와 같이, GSR, 맥박 및 체온의 변화가 모두 심리적 안정(relax) 상태로 이행하면 결과의 출력은 당연히 심리적 안정으로 판정한다(No 8의 경우). 반대의 경우에는 심리적 불안정(긴장) 상태로(No 1의 경우), 세가지 요소가 모두 변화가 없는 경우에는 현상태의 유지로 판단한다(No 27의 경우). 그밖에, 두가지 요소의 변화 방향이 일치하고 다른 한 요소의 변화가 반대이거나 없는 경우에는 두가지 요소의 변화 방향에 따라 판정한다.In Table 1, "1" indicates psychological stability (relaxation) state, "0" indicates psychological instability (tension) state, and NC (no change) indicates no change. As shown in the table, when the changes in GSR, pulse and body temperature all transition to psychological relaxation, the output of the result is naturally determined to be psychologically stable (No 8). On the contrary, it is considered to be psychologically unstable (in case of No 1), and when all three factors remain unchanged, it is determined to be maintained (No 27). In addition, when the direction of change of the two elements coincides and the change of the other element is opposite or absent, the determination is made according to the direction of change of the two elements.
상기 표는 세가지 요소 중에서 체온의 변화에 우선 순위를 두고 판정하도록 구성되어 있다. 그러나, 경우에 따라 맥박이나 GSR에 우선 순위를 두고 판정하도록 상기 논리표의 구성을 변경할 수 있음은 물론이며, 기타 게임의 종류나 사용자의 특성에 알맞게 수정할 수 있다.The table is configured to give priority to the change in body temperature among three factors. However, in some cases, the configuration of the logical table can be changed so as to give priority to the pulse and the GSR, and can be modified according to the type of the game or the characteristics of the user.
사용자의 심리적 변화를 판단한 결과는 이를 시각적 또는 청각적으로 표시하여 사용자에게 피드백(feedback)시킨다.The result of determining the psychological change of the user is displayed visually or audibly and feedback to the user.
도 1은 휴대형 바이오피드백 게임기(10)를 도시하는 것으로, 표시부(12)는 액정 화면 등으로 심리적 안정 상태의 진행과정을 가시적으로 나타낸다. 또한, 필요하다면, 화면 이외에 소리를 발생시켜 진행과정의 표시를 하는 것도 가능하다. 이러한 피드백 신호에 의해 사용자는 자신의 심리가 어떻게 변화하는지를 알 수 있고 이를 확인하면서 자신의 마음을 통제(mind control)하는데 도움을 받을 수 있다.FIG. 1 shows a portable
본 발명의 게임기는 감지수단(20)으로부터 감지된 신호를 프로세서가 받아들여 개체의 심리적 상태의 변화를 판단하고 이를 입력자료로 이용하여 게임을 진행한다.The game machine of the present invention accepts the signal detected by the sensing means 20 to determine the change in the psychological state of the individual and proceeds the game using this as input data.
게임의 진행은 도 1의 표시부(12)에 시각적으로 표시되어 이루어진다. 바위 부상 게임의 경우에는 지표로부터 바위가 점차로 공중으로 떠오르는 동적인 그림이 표시부를 통해 나타난다.The progress of the game is visually displayed on the
게임은 사용자의 흥미를 유발할 수 있는 다양한 형태로 구성될 수 있다. 도 2는 앞에서 설명한 바위 부상 게임과는 달리 씨앗(ST1)이 싹을 틔워(ST2) 꽃으로 자라나고(···ST5), 나비가 찾아오고(ST6, ST7), 열매를 맺은 후(ST8), 최종적으로 씨앗이 흙으로 돌아가는(STN) 일련의 과정으로 구성된 게임의 예를 보여준다.The game may be configured in various forms that may induce interest of the user. 2 is different from the rock injury game described above, after the seed (ST1) sprouts (ST2) and grows into a flower (... ST5), the butterfly comes (ST6, ST7), and bears fruit (ST8), Here is an example of a game that consists of a series of processes whereby the seeds finally turn into dirt (STN).
도 3은 새의 알이(ST1), 부화하고(···ST4), 자라서 성체로 되고(ST5, ST6), 짝을 만나(ST7, ST8), 새로운 알이 탄생(STN)하는 과정으로 게임이 구성된다.3 is a process in which a bird's egg (ST1), hatches (... ST4), grows to adulthood (ST5, ST6), meets a partner (ST7, ST8), a new egg is born (STN) This is made up.
이와 같이 게임의 종류은 얼마든지 구성할 수 있으며, 그 게임의 단계도 적절히 조절할 수 있다. 따라서, 사용자가 센서에 손가락을 부착시킨 후, 마음을 안정시키면 점차로 게임이 진행되어 게임의 최종 단계에 도달할 수 있고 진행 과정에 잡념이 들거나 주변의 자극으로 안정상태가 깨지면 게임이 후퇴하게 된다. 따라서, 종래의 게임의 진행을 위해서 필요한 키, 조이스틱 등과 같은 입력수단에 의존하지 아니하고, 어떠한 키 조작도 없이 단지 마음을 통제하는 것에 의해 게임을 진행시킬 수 있다.In this way, any kind of game can be configured, and the stage of the game can be adjusted appropriately. Therefore, when the user attaches a finger to the sensor and stabilizes the mind, the game progresses gradually to reach the final stage of the game, and the game retreats when the stability is broken due to distractions or peripheral stimuli. Therefore, the game can be advanced by controlling the mind without any key manipulation, without relying on input means such as keys, joysticks, etc. necessary for the progress of the conventional game.
게임기의 구성에 있어서, 하나의 게임기에 한 종류의 게임을 입력시킬 수도 있지만, 여러 종류의 게임을 저장시켜 사용자가 원하는 게임을 선택하도록 할 수 있다. 도 1의 16은 이러한 용도를 위해 마련된 모드 선택 키를 예시한다. 게임 프로그램은 프로세서 내의 롬에 내장하여 프로세서가 롬의 데이터를 읽어들여 처리하도록 구성한다.In the configuration of a game machine, one type of game may be input to one game machine, but various types of games may be stored to allow a user to select a desired game. 16 of FIG. 1 illustrates a mode select key prepared for this purpose. The game program is embedded in the ROM in the processor and configured to read and process the ROM data.
도 4는 여러 종류의 게임이 내장된 게임기의 흐름을 나타낸 플로우챠트이다. 시작 버튼을 선택하여 게임이 시작되면(S100), 사용자는 바이오피드백 게임중에서 자신이 가장 선호하는 게임을 선택한다(S102). 게임을 선택하면, 게임의 초기값(맥박, 온도 및 GSR 등의 초기 데이터)을 설정하여 초기화한 후(S104), 게임기의 센서를 통하여 사용자의 정신생리적 반응인자의 검출신호를 감지한다(S106).4 is a flowchart showing the flow of a game machine in which various types of games are built. When the game is started by selecting the start button (S100), the user selects his or her favorite game among biofeedback games (S102). When the game is selected, the initial value of the game (initial data such as pulse, temperature and GSR) is set and initialized (S104), and then the detection signal of the psychophysiological response factor of the user is detected through the sensor of the game machine (S106). .
감지된 신호로부터 사용자의 심리상태를 판단하여(S108), 심리적 안정(이완)으로 판정되면 게임의 다음 단계로 진행한다(S116). 여기서, 심리적 안정으로 판정되지 아니하면 S110으로 진행하여 전단계에 비해 심리적 불안정(긴장)으로 변화하였는지를 판단한다. 따라서, 긴장으로 판단되면 게임의 이전 단계로 퇴보한 후(S112), 다시 센서의 감지 단계(S106)로 복귀한다.The mental state of the user is determined from the detected signal (S108), and if it is determined that the psychological stability (relaxation), the process proceeds to the next step (S116). If it is not determined as psychological stability, the process proceeds to S110 to determine whether the psychological instability (tension) has changed compared to the previous stage. Therefore, if it is determined that the tension is regressed to the previous step of the game (S112), the sensor returns to the detection step (S106) again.
또한, S110 단계에서 긴장된 것으로 판단되지 아니하면 심리적 안정 또는 불안정의 어느 쪽으로도 변화가 없는 것이므로(no change) 게임의 현단계를 유지하며(S114), 다시 심리적 변화를 검출하기 위하여 센서에 의한 측정을 계속한다(S106).In addition, if it is not judged to be nervous at step S110, since there is no change in either psychological stability or instability (no change), the current step of the game is maintained (S114), and the measurement by the sensor is detected to detect the psychological change again. It continues (S106).
상기 S116 단계에서 게임의 다음 단계로 진행된 다음에는 게임의 최종 단계에 도달하였는지를 판단하여(S118) 최종 단계가 아니면 센서의 감지 단계(S106)로 복귀하고, 최종 단계에 이른 것으로 판단되면 게임을 종료한다(S119).After proceeding to the next step of the game in step S116, it is determined whether the final step of the game has been reached (S118), and if not the final step, returns to the detection step (S106) of the sensor, and when it is determined that the final step has been reached, the game ends. (S119).
휴식 상태에서 마음을 정돈하고 심리적 안정에 도달하고자 노력하면서 게임이 진행되지만, 사람의 정신적 안정은 본인의 의도대로 반드시 조절되지 않으며 안정을 시도할수록 오히려 많은 잡념이 떠오르는 경우가 많다. 사용자의 노력만으로는 용이하게 게임을 순방향으로 진행시키기가 어려운 경우도 발생할 수 있다.While the game progresses while trying to reach the state of mind and reach psychological stability at rest, the mental stability of a person is not necessarily adjusted according to one's intention. In some cases, it may be difficult for the user to easily forward the game with user effort.
한편, 사람과 같이 심리적 변화를 체험하는 개체는 그 변화에 따라 뇌파의 상태가 변하는 것으로 알려져 있다. 인간의 경우에 뇌파는 4종류로 구분하며, 알파(α) 상태의 주파수는 7 내지 12㎐, 베타(β) 상태는 13 내지 30㎐, 세타(θ) 상태는 4 내지 7㎐ 및 델타(δ) 상태는 1 내지 4㎐로 보고되어 있다. 다만, 뇌파의 상태에 따라 구분된 상기 주파수의 범위는 논자에 따라 약간씩 차이가 있으나, 일반적으로 이와 같이 4종류로 구분되고 있다. 즉, 두뇌활동이 왕성한 때에는 β파, 휴식상태나 긴장이 풀어진 상태에서는 α파, 명상 상태에서는 θ파, 숙면 상태에서는 δ파가 검출된다.On the other hand, individuals who experience psychological changes, such as humans, are known to change the state of brain waves according to the change. In humans, brain waves are divided into four types, and the frequency of the alpha (α) state is 7 to 12 Hz, the beta (β) state is 13 to 30 Hz, and theta (θ) is 4 to 7 Hz and the delta ) Status is reported as 1-4 kHz. However, the range of the frequency divided according to the state of the EEG is slightly different depending on the speaker, but is generally divided into four types as described above. That is, when the brain activity is active, β wave, α wave in the resting state or relaxed state, θ wave in the meditation state, and δ wave in the sleep state are detected.
개체의 두뇌활동의 정도에 따라 각각 다른 주파수가 검출된다는 점에 착안하여 반대로 해당 주파수의 자극을 개체에 가함으로써, 각각의 각성, 이완, 명상 상태 등으로 유도하고자 하는 연구가 시도되었으며, 외부의 자극과 뇌파의 동조화(synchronization)가 실험적으로 입증되었다. 즉, 외부에서 해당 주파수의 음악이나 비트(beat)음을 들려주면 뇌파가 이에 동조하는 경향을 나타내는 것이다.In view of the fact that different frequencies are detected according to the degree of brain activity of the individual, on the contrary, a study was attempted to induce each arousal, relaxation and meditation state by applying a stimulus of the corresponding frequency to the individual. Synchronization of and EEG has been experimentally demonstrated. That is, when externally listening to music or beats of the corresponding frequency, the brain waves show a tendency to tune to it.
그러나, 뇌파는 1 내지 40㎐ 범위의 매우 낮은 주파수를 갖기 때문에, 해당 주파수의 음은 인간의 귀에는 거의 들리지 않거나 민감한 사람이 겨우 들을 수 있는 정도로 매우 낮아서, 뇌파의 동조화에 효율적이지 못하다는 점이 지적된다. 따라서, 해당 주파수를 직접 들려주기 보다는 스테레오 사운드를 이용하여 양쪽 귀에 들리는 음이 각각 다른 주파수를 갖고 이들 주파수의 차이를 조절하는 바이노랄 비트(binaural beat)의 스테로오사운드를 제공하는 것이 뇌파의 동조화에 더욱 효과적이다.However, since EEG has a very low frequency in the range of 1 to 40 kHz, it is pointed out that the sound at that frequency is rarely heard in the human ear or very low that only a sensitive person can barely hear, making it inefficient for EEG synchronization. do. Therefore, rather than listening to the frequencies directly, the sound of both ears using stereo sound has a different frequency and provides a stereophonic sound of binaural beats that controls the difference between these frequencies. More effective in synchronizing.
바이노랄 비트를 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 뇌파의 알파 상태(10㎐)의 동조화를 위해서는 10㎐의 음을 사람에게 직접 들려주는 것보다는 사람이 용이하게 들을 수 있는 예컨대 100㎐의 음과 110㎐의 음을 스테레오 사운드로 각각 오른쪽 및 왼쪽 귀에 들려준다. 이들 두 음의 주파수 차이는 곧 10 ㎐이고, 이렇게 양쪽 귀로 서로 다른 주파수의 음이 들릴 때 두 음의 주파수의 차이에 해당하는 10㎐로 뇌파의 동조화가 일어나는 것이다.For example, the binaural beat is described below. In order to synchronize the alpha state of the brain waves (10 Hz), the sound of 100 Hz and 110 Hz is easily reproduced in the right and left ears, respectively, which are easily heard by humans, rather than directly listening to 10 Hz. I hear you. The frequency difference between these two sounds is 10 kHz, and when the sound of different frequencies is heard in both ears, the EEG synchronization occurs at 10 kHz, which is the difference between the frequencies of the two sounds.
본 발명에서 심리적 안정을 유도하기 위는 수단으로, 바이노랄 스테레오 사운드를 개체에 제공하는 수단을 제공한다. 도 1에서 보는 바와 같이, 휴대형 게임기에는 스테레오 이어폰 또는 헤드폰(22)을 삽입할 수 있는 잭(24)이 제공되어 사용자가 이어폰 플러그를 삽입하여 바이노랄 비트를 귀로 들으면서 게임을 진행한다. 이 상태에서는 사용자 본인의 노력 이외에도 뇌파의 동조화에 따라 심리적 안정이 용이하게 이루어지므로, 게임이 원활하게 진행될 수 있다.In the present invention, a means for inducing psychological stability provides a means for providing binaural stereo sound to an individual. As shown in FIG. 1, the portable game machine is provided with a
본 발명에서는 3 내지 40 ㎐ 범위의 바이노랄 비트를 발생시키는 스테레오 사운드 신호를 발생시킬 수 있도록 구성되어 필요에 따라 원하는 이 범위에서 원하는 주파수의 바이노랄 비트 사운드를 제공한다. 그러므로, 게임의 종류는 앞에서 설명한 심리적 안정의 방향으로만 구성할 수도 있으나, 뇌파의 상태에 따라 특정 주파수의 뇌파에 도달하는 방향의 게임을 구성하는 것도 물론 가능하다.The present invention is configured to generate a stereo sound signal generating a binaural beat in the range of 3 to 40 kHz to provide a binaural beat sound of a desired frequency in this desired range as required. Therefore, the type of game may be configured only in the direction of psychological stability described above, but it is of course also possible to construct a game in a direction of reaching a brainwave of a specific frequency according to the state of the brainwave.
도 1에서 14는 게임의 시작 또는 종료 버튼으로, 이 버튼을 누르면 게임이 시작되고 게임의 도중에 사용자의 필요에 따라 이 버튼을 누르면 게임이 종료된다. 또한, 본 발명에서 제공하는 바이오피드백 게임 이외에도 일반적으로 널리 행해지는 게임도 함께 본 발명의 프로세서에 내장될 수 있다. 그러므로, 이런 경우에는 게임의 종류를 선택하는 모드 전환 키(16)가 제공된다. 18은 방향전환 키로서 바이오피드백 게임보다는 일반 게임에서 방향의 지시를 위한 키 입력부로 기능한다.1 to 14 are a start or end button of a game, when the button is pressed, the game is started, and the game is terminated when the button is pressed as needed by the user in the middle of the game. In addition to the biofeedback game provided by the present invention, a game that is generally widely played may be included in the processor of the present invention. Therefore, in this case, a
본 발명의 바이오피드백 게임기는 위에서 설명한 바와 같이 휴대형 케이스에 내장하도록 구성하여 사용자가 휴대 가능한 형태로 사용할 수 있으나, 일반적으로 널리 보급되어 있는 개인용 컴퓨터(PC)를 이용하여 바이오피드백 게임을 할 수 있다. 종래에 PC를 통해서 바이오피드백 게임을 하기 위해서는 바이오 센서와 이들의 신호를 입출력하기 위한 별도의 인터페이스를 설치해야 했다.As described above, the biofeedback game machine may be configured to be built in a portable case and used by a user. However, the biofeedback game may be played using a personal computer (PC) that is widely used. Conventionally, in order to play a biofeedback game through a PC, a biosensor and a separate interface for inputting and outputting signals thereof have to be installed.
그러나, 본 발명에서는 별도로 센서 및 인터페이스를 구성하지 아니하고, PC에 널리 사용되는 마우스에 센서를 부착하고 이 신호를 PC에 송출하도록 구성한다. 도 5는 마우스(30)에 맥박 센서, 체온 센서 및 GSR센서를 포함하는 바이오 센서(32)가 부착되어 있다. 따라서, 본 발명의 마우스에는 SW1과 SW2를 사용하는 통상의 PC 사용 목적에 이용할 때와 바이오 센서의 작동을 지시하여 감지된 신호를 PC로 송신할 때를 각각 선택하는 모드의 선택을 위한 절환 스위치(SW3)가 추가로 제공된다.However, in the present invention, a sensor and an interface are not separately configured, and a sensor is attached to a mouse widely used in a PC and the signal is transmitted to the PC. 5, a
통상의 PC는 프로세서와 저장 장치 및 입출력 장치를 포함하는 PC 본체(40)와, 보통 CRT 형태의 모니터(38)와, 키보드(36)로 구성되지만, 본 발명의 바이오피드백 게임을 위해서는 바이오 센서(30)가 부착된 마우스를 사용한다(도 6 참조). 이 때 바이노랄 비트 사운드를 제공하기 위기 위하여 PC에 예컨대 사운드 카드와 같은 음성 발생수단이 장착되고, 여기서 설치된 잭에 스테레오 이어폰 또는 헤드폰(34)을 연결하여 바이노랄 사운드를 사용자가 들을 수 있도록 하는 것이 바람직하다.A typical PC is composed of a PC
PC에는 본 발명의 게임 프로그램이 설치되어 사용자가 마우스를 손으로 잡은 상태에서 맥박, 체온 및 GSR이 측정되어 PC로 전송되며, 프로세서는 이들 정신심리적 반응인자의 변화를 판단하여 심리적 안정 여부를 결정함으로써 게임이 진행된다. 게임의 진행은 모니터에 표시되며, 뇌파의 동조를 위해 바이노랄 비트의 스테레오 사운드를 사용자에게 제공한다.The game program of the present invention is installed on the PC, and the pulse, body temperature, and GSR are measured and transmitted to the PC while the user holds the mouse in the hand, and the processor determines the psychological stability by judging the change of these psychopsychological response factors. The game is in progress. The progress of the game is displayed on the monitor and provides the user with binaural beats stereo sound for brainwave synchronization.
바이오 센서가 부착된 마우스의 구성은 도 7과 같다. 즉, RS232C 계열의 통상의 마우스는 좌우측의 두 개의 스위치(SW1, SW2)가 제공되고, X, Y 좌표 센서(42)가 구비되고, 스위치의 작동에 따라 입력되는 신호를 마우스 데이터 엔코더(46)가 시리얼(serial) 데이터로 변환시켜 컴퓨터(프로세서; 48)로 전송하도록 되어 있다. 그러나, 본 발명에 따른 바이오피드백 게임을 위한 PC용 마우스는 바이오 센서(맥박, 체온, GSR 센서; 44)가 부착되어 있기 때문에, 이들 센서의 검출신호가 마우스 데이터 엔코더(46)로 입력되면, 이들 신호를 AD 변환시켜 엔코딩한 후 컴퓨터로 전송한다. 도면 중에서 마우스의 구성은 점선 사각형 내에 도시되어 있고, 마우스는 데이터 라인을 통해 컴퓨터와 연결된다.The configuration of the mouse with a biosensor is shown in FIG. 7. That is, the ordinary mouse of the RS232C series is provided with two switches SW1 and SW2 on the left and right sides, the X and Y coordinate
마우스에서 스위치 및 바이오 센서의 작동을 위해서는 약 5 볼트(V) 정도의 전원이 필요하며, 이 전원은 마우스와 PC 사이의 신호 전달을 위한 신호선으로부터 직접 인출할 수 있다. 도면에서, 5V의 전원이 공급과 SW3에서 접지가 표시되어 있으나, 전원의 공급을 위한 회로의 구성은 통상의 방법에 따라 변경 실시할 수 있다. 이를 위한 회로는 예컨대, 미국 특허 제 5,125,077 호의 회로를 참고할 수 있다.The switch and biosensors in the mouse require about 5 volts of power, which can be drawn directly from the signal line for signal transfer between the mouse and the PC. In the figure, a 5V power supply and ground are indicated at SW3, but the circuit configuration for supplying power can be changed according to a conventional method. Circuits for this can be referred to, for example, the circuits of US Pat. No. 5,125,077.
본 발명에 따른 바이오 센서 일체형 마우스의 포맷을 표로 나타내면 다음과 같다.The format of the biosensor integrated mouse according to the present invention is shown as a table.
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 모드 1은 RS232C 규격의 통상의 마우스 사용 상태의 포맷(format)이다. B6는 sync 비트로서 3 바이트의 데이터 패킷(packet)중에서 첫 번째 바이트는 1이고 나머지 바이트는 0이다. 바이트 1의 B4는 우(right)로서 마우스의 오른쪽 버튼이 눌러지면 1, 오프가 되면 0이 된다. 바이트 1의 B5는 좌(left)로서 마우스의 왼쪽 버튼이 눌러지면 1, 오프가 되면 0이 된다. X0내지 X7은 2의 보수를 사용하여 X좌표값과 함께 +, -를 표시하며, +인 경우는 오른쪽, -인 경우는 왼쪽으로 인식하고 기준은 바로 전에 인식한 좌표로부터 X축의 변동을 인식한다. Y0내지 Y7은 Y좌표값과 함께 상하방향으로 Y축의 변동을 인식한다. 인식 방법은 X축의 경우와 동일하다.As shown in Table 2, Mode 1 is a format of a normal mouse use state of the RS232C standard. B6 is a sync bit in the first three bytes of the data packet, where the first byte is one and the remaining byte is zero. B4 of byte 1 is right, which is 1 when the right button of the mouse is pressed and 0 when off. B5 of byte 1 is left, which is 1 when the left mouse button is pressed and 0 when it is turned off. X0 to X7 use the two's complement to display + and-along with the X coordinate value, the right side for + and the left side for-, and the reference for the variation of the X axis from the previously recognized coordinates. Recognize. Y0 to Y7 recognize the variation of the Y axis in the up and down direction together with the Y coordinate value. The recognition method is the same as in the case of the X axis.
여기서 본 발명의 SW3를 스위칭하여 바이오 센서 작동을 선택하면, 상기 표에서 모드 2의 상태가 되어 바이트 1은 T0내지 T5의 온도 신호를 발생하고, 바이트 2는 P0내지 P5의 맥박 신호를 발생하고, 바이트 3은 G0내지 G5의 GSR 신호를 발생한다.Here, when switching the SW3 of the present invention to select the biosensor operation, the state of the mode 2 in the above table, the byte 1 generates a temperature signal of T0 to T5 , the byte 2 is a pulse signal of P0 to P5 Byte 3 generates a GSR signal of G0 to G5 .
PC에 본 발명에 따른 게임을 저장하고 이를 실행시키는 경우에, 개체는 손가락을 마우스에 설치된 바이오 센서에 각각 올려 놓는다. 이들 센서가 정신생리적 반응인자의 신호를 검출하여 마우스의 엔코더로 보내면, 이들 데이터를 AD 변환하여 엔코딩한 후 데이터 라인을 통해 PC의 프로세서로 전송한다. 프로세서는 이들 데이터를 분석하여 심리적 안정 여부를 판단하고 게임의 진행 또는 퇴보를 결정한다. 이를 플로우챠트로 나타내면 도 8과 같다.In the case of storing the game according to the invention on a PC and executing it, the subject places each finger on the biosensor installed in the mouse. When these sensors detect the signal of the psychophysiological response factor and send it to the encoder of the mouse, this data is converted to AD and encoded, and then transmitted to the PC processor through the data line. The processor analyzes these data to determine psychological stability and to determine the progress or regression of the game. This is shown in a flowchart as shown in FIG.
게임이 시작되면(S120), 먼저 마우스 데이터를 판독하고(S122), 모드를 결정하여 바이오 피드백 게임을 위한 바이오 센서의 작동 모드인지를 판단한다(S124). 만약 바이오 게임 모드가 아니고 통상의 PC 작동 모드(RS232C)라면, 정상 모드를 수행하고(S126), 계속해서 모드의 절환이 발생하여 바이오 모드로 전환되는지를 감시한다.When the game starts (S120), first read the mouse data (S122), and determines the mode to determine whether the operating mode of the biosensor for the biofeedback game (S124). If it is not the bio game mode and the normal PC operation mode (RS232C), it performs the normal mode (S126), and continuously monitors whether the switching of the mode occurs to switch to the bio mode.
마우스의 모드 스위치(SW3)를 조작하여 바이오 모드로 절환되는 것을 검출하는 방법으로는, 예컨대 초기에 바이오 모드로 절환되었을 때 T0내지 T5, P0내지 P5및 G0내지 G5를 예를 들어 3회 연속 "1"과 "0"을 반복하도록 한다. 이러한 데이터는 실제의 마우스 위치에서는 발생할 확률이 거의 없는 경우이므로, 모드 판단을 위한 한가지 방법으로 사용할 수 있다. 바이오 모드에서 정상 모드로 복귀하는 과정도 이러한 방법을 적용할 수 있다. 이러한 방법은 하나의 예시이며, 다른 방법을 적용하여 모드의 절환을 검출하는 것도 가능하다.As a method of detecting switching to the bio mode by operating the mode switch SW3 of the mouse, for example, T0 to T5 , P0 to P5, and G0 to G5 when the switch is initially switched to the bio mode, for example. For example, repeat "1" and "0" three times in a row. Since such data rarely occurs at the actual mouse position, it can be used as a method for mode determination. The process of returning from the bio mode to the normal mode may also be applied. This method is an example, and it is also possible to detect the switching of modes by applying another method.
바이오 센서 모드로 판단되면, 데이터를 엔코딩하여 PC로 전송(S128)하고, 도 2 또는 도 3과 같은 정해진 일련의 흐름에 따라 게임이 진행된다(S130). S132에서 게임의 단계에서 최종 단계에 도달하였는지를 판단하여 아직 최종 단계에 이르지 못했으면 S128로 복귀하여 계속해서 정신적 생리반응 인자의 변화를 검출하여 심리적 안정 상태의 진전을 판단함으로써 게임을 진행시킨다. S132에서 게임의 최종 단계에 도달하면 게임을 종료한다(S134).If it is determined in the biosensor mode, the data is encoded and transmitted to the PC (S128), and the game proceeds according to a predetermined series of flows as shown in FIG. 2 or 3 (S130). If it is determined in step S132 that the game has reached the final stage, and if it has not yet reached the final stage, the process returns to S128 and continuously detects the change in mental physiological response factors and proceeds the game by judging the progress of the psychological stable state. When the final stage of the game is reached in S132, the game ends (S134).
PC를 통해 본 발명에 따른 바이오피드백 게임을 위해서 정신생리적 반응인자의 감지수단을 마우스에 일체로 형성하는 방법으로 위에서 예시한 방법 이외에도 마우스의 제조에 관한 규약을 준수하는 범위내에서 여러 가지 다양한 방법을 적용할 수 있다. 또한, PC를 통해 바이오피드백 게임을 하는 경우에, 게임의 종류는 앞에서 설명한 바와 같이 다양하게 구성할 수 있다.For the biofeedback game according to the present invention through a PC, a method for forming psychophysiological response factors into the mouse is integrally formed. Applicable In addition, when playing a biofeedback game through a PC, the type of game may be variously configured as described above.
본 발명의 설명에 있어서, 정신생리적 반응인자의 감지와 이에 따른 게임을 진행하는 본 발명의 바이오피드백 게임기를 휴대형 게임기 또는 PC에 마우스를 통해 적용하는 실시예를 설명하였으나, 전문적인 게임기 전용의 장치에 적용할 수 있다. 게임 전용의 장치에도 본 발명에 따라 바이오 센서의 검출신호를 프로세서가 처리하고 표시부를 통해 게임의 진행을 나타내며, 뇌파 동조화 수단이 적용될 수 있다.In the description of the present invention, an embodiment in which the biofeedback game machine of the present invention, which detects psychophysiological response factors and proceeds the game according to the present invention, is applied to a portable game machine or a PC through a mouse. Applicable According to the present invention, the game-only device may process the detection signal of the biosensor, indicate the progress of the game through the display unit, and the EEG coordination means may be applied.
이상 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따른 바이오피드백 게임기는 맥박, 피부 온도 및 GSR로 구성된 군에서 선택된 1 또는 2이상의 조합으로 구성된 인자의 변화를 검출하여 이들 신호의 변화에 따라 심리적 안정 여부를 결정하며, 이를 게임의 방식으로 표시함으로써 개체의 흥미를 유발하면서 심리적 상태의 변화를 체험할 수 있도록 한다. 특히, 바이노랄 비트의 스테레오 사운드를 제공하여 뇌파의 동조화를 유도함으로써 용이하게 심리적 안정에 도달할 수 있기 때문에, 본 발명의 게임기를 반복 사용하면 스스로 마음을 통제하는 힘이 강화될 수 있다.As apparent from the above description, the biofeedback game machine according to the present invention detects a change in a factor consisting of one or more combinations selected from the group consisting of pulse, skin temperature and GSR to determine psychological stability according to the change of these signals. By displaying it in the manner of game, it is possible to experience the change of psychological state while inducing the interest of the individual. In particular, since it is possible to easily reach psychological stability by providing stereo sound of the binaural beat to induce synchronization of the brain waves, repeated use of the game machine of the present invention can strengthen the power to control the mind by itself.
또한, 게임을 PC에 설치하여 실행하는 경우에도 별도의 센서 장치와 인터페이스를 구성하지 아니하고, 마우스에 일체로 결합된 바이오 센서를 부착하여 본 발명의 게임을 진행할 수 있다는 장점이 있다.In addition, even when the game is installed and executed on a PC, there is an advantage in that the game of the present invention can be progressed by attaching a biosensor integrally coupled to a mouse without configuring an interface with a separate sensor device.
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