WO2018117439A1 - Game type rehabilitation system using brain-computer interface (bci) and control method therefor - Google Patents

Game type rehabilitation system using brain-computer interface (bci) and control method therefor Download PDF

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WO2018117439A1
WO2018117439A1 PCT/KR2017/013302 KR2017013302W WO2018117439A1 WO 2018117439 A1 WO2018117439 A1 WO 2018117439A1 KR 2017013302 W KR2017013302 W KR 2017013302W WO 2018117439 A1 WO2018117439 A1 WO 2018117439A1
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eeg
brain
user
bci
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PCT/KR2017/013302
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구정훈
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계명대학교 산학협력단
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    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer

Definitions

  • the present invention relates to a rehabilitation system and a method of controlling the same, and more particularly, by recognizing a signal image including a movement by a user, rehabilitation training using activation of a mirror nerve cell of a user, the brain- A game rehabilitation system using a computer interface (BCI) and a control method thereof.
  • BCI computer interface
  • the present invention relates to a rehabilitation system and a control method thereof, and more particularly, to perform rehabilitation training using activation of a mirror nerve cell of a user according to movement of a body part of an object to be selectively monitored by a user.
  • the present invention relates to a game-based rehabilitation system and a control method thereof, wherein a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image.
  • BCI brain-computer interface
  • a brain disease patient having a deficiency of exercise ability is not able to control the paralyzed muscles with his or her will in many cases, and physical therapy, drug treatment, surgery, etc. as a method of helping the rehabilitation of the patient.
  • rehabilitation training using physical therapy active treatment by the patient's will has been reported to have a high effect of rehabilitation training, but in patients who have limited movement due to muscle paralysis, such rehabilitation training There is a problem that can only be made manually by the physical therapist.
  • a mirror nerve cell is a cell that causes the same reaction in the observer's body as if the observer actually acted, not just experiencing it directly, but by seeing another person's behavior.
  • this method As a rehabilitation training using this method, there is a method of showing a video including the movement of a specific subject in order to activate the patient's mirror nerve cells, this method, a patient who can not operate by his will due to brain injury For example, just watching someone else's actions affects the patient's physical system as if the patient himself was acting on his own.
  • the BCI Brain-Computer Interface
  • development of rehabilitation system using communication is getting active.
  • SSVEP Steady-State Visually Evoked Potentials
  • the steady state visual oil potential level which is generated by the user's brain waves when the user watches the blinking light.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a system using a conventional SSVEP.
  • SSVEP is detected from an EEG of a user by using light blinking at a specific frequency on a screen, and the detected EEG is transmitted to a computer.
  • there may be one or more blinking lights and each specific frequency is different, and through the analysis of the frequency of the SSVEP detected by the brainwave of the user, it is possible to know what light the user is looking at.
  • Each blinking light has a predetermined signal, and the system can remotely control the device corresponding to the light signal that the user watches. Since the system using the blinking light is only using the blinking light, it is difficult for the user to be interested in it, and there is a problem of low concentration.
  • Korean Patent Application Publication No. 10-2014-0075049 name of the invention: a method for evaluating concentration and a device applying the same
  • Patent No. 10-1431203 name of the invention: EEG Brain machine interface device and method for intention recognition
  • the system using the conventional SSVEP is not interested in the user, the concentration must be low, there is a need for a solution that can increase the concentration of the user, in addition, through active rehabilitation training of the user
  • the necessity of developing the method of activating a mirror nerve cell which can raise the effect of rehabilitation training is increasing.
  • the present invention has been proposed to solve the above problems of the conventionally proposed methods, unlike the conventional system using the SSVEP using a flashing light, the mirror nerve cell as a signal image containing a specific frequency of SSVEP
  • the mirror nerve cell By using a moving image that can activate or by displaying the body part of the object blinking at a specific frequency of SSVEP, and by activating the mirror nerve cell through the game image that the body part of the object to be watched by the user, Increasing the concentration of attention to the image by inducing interest, and at the same time, to provide a rehabilitation system of the game method using a brain-computer interface (BCI) and the control method thereof to enable active rehabilitation training of the user For that purpose.
  • BCI brain-computer interface
  • the present invention by using a method of displaying the game image proceeds by using the user's brain waves in accordance with the signal image in the vicinity of the signal image, or displays the image of the body part of the object flickering at a specific frequency and the user When looking at a specific body part of, the body part moves in a preset manner, and by using a method in which the game is progressed by the movement of an object, the user can enjoy the game, thereby inducing the active participation of the user.
  • Another object is to provide a game-type rehabilitation system and a control method of the rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI).
  • BCI brain-computer interface
  • the present invention is a rehabilitation system that can simultaneously utilize the activation of the mirror nerve cells in the SSVEP introduced by the BCI technique and a signal image including a moving image, to further enhance the effect of rehabilitation training, brain
  • Another object is to provide a game-type rehabilitation system and a control method of the rehabilitation system using a computer interface (BCI).
  • a display device configured to display a game image and a signal image disposed around the game image and which the user can observe;
  • An EEG obtaining device for acquiring an EEG of a user corresponding to the signal image displayed on the display device
  • An EEG analyzer for analyzing EEG of the user acquired by the EEG acquisition apparatus
  • a control device for controlling a game image of the display device according to a result corresponding to the brain wave analyzed by the brain wave analysis device.
  • the rehabilitation training using the activation of the mirror nerve cells of the user is characterized by its configuration.
  • the display device Preferably, the display device, the display device, and
  • a signal image display unit displaying a signal image for activating a mirror nerve cell of a user
  • It may include a game image display unit for displaying a game image controlled by the control device.
  • the signal image display unit More preferably, the signal image display unit,
  • the display device may include one or more display areas.
  • the signal image display unit Even more preferably, the signal image display unit,
  • Each signal image displayed on the at least one display area may be displayed to blink at a different frequency.
  • the signal image display unit Even more preferably, the signal image display unit,
  • the EEG analysis device Preferably, the EEG analysis device, the EEG analysis device, and
  • An EEG detecting unit for detecting EEG when the user looks at one of the signal images
  • It may include an EEG analyzer for analyzing the frequency of the EEG detected by the EEG detector.
  • the EEG detection unit More preferably, the EEG detection unit,
  • SSVEP may be detected from the EEG signal of the user corresponding to the one signal image that the user watches.
  • the EEG analysis unit Even more preferably, the EEG analysis unit,
  • the frequency of the SSVEP detected by the EEG detector may be analyzed.
  • control device Even more preferably, the control device,
  • a control signal generator configured to generate a game image control signal corresponding to a signal image corresponding to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer;
  • the display device Preferably, the display device, the display device, and
  • It may be at least one of a TV, a computer, a laptop, a smart TV, and a tablet PC.
  • the rehabilitation training using the activation of the mirror nerve cells of the user is characterized by its configuration.
  • the display device Preferably, the display device, the display device, and
  • a signal image display unit displaying a signal image for activating a mirror nerve cell of a user
  • It may include a game image display unit for displaying a game image controlled by the control device.
  • the signal image display unit More preferably, the signal image display unit,
  • the display device may include one or more display areas.
  • the signal image display unit Even more preferably, the signal image display unit,
  • Each signal image displayed on the at least one display area may be displayed to blink at a different frequency.
  • the signal image display unit Even more preferably, the signal image display unit,
  • the EEG analysis device Preferably, the EEG analysis device, the EEG analysis device, and
  • An EEG detecting unit for detecting EEG when the user looks at one of the signal images
  • It may include an EEG analyzer for analyzing the frequency of the EEG detected by the EEG detector.
  • the EEG detection unit More preferably, the EEG detection unit,
  • SSVEP may be detected from the EEG signal of the user corresponding to the one signal image that the user watches.
  • the EEG analysis unit Even more preferably, the EEG analysis unit,
  • the frequency of the SSVEP detected by the EEG detector may be analyzed.
  • control device Even more preferably, the control device,
  • a control signal generator configured to generate a game image control signal corresponding to a signal image corresponding to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer;
  • the display device Preferably, the display device, the display device, and
  • It may be at least one of a TV, a computer, a laptop, a smart TV, and a tablet PC.
  • a game-type rehabilitation system applying a brain-computer interface (BCI) directly to the game image
  • An EEG acquisition device for acquiring an EEG of a user corresponding to a game image displayed on the display device
  • An EEG analyzer for analyzing EEG of the user acquired by the EEG acquisition apparatus
  • a control device for controlling a game image displayed on the display device according to a result corresponding to the brain wave analyzed by the brain wave analysis device.
  • the control device controls the driving device
  • One or more body parts of the object displayed on the game image may be controlled to blink at a specific frequency, and when the user observes the corresponding body parts, the brain waves obtained by the brain wave acquisition device and the brain wave analysis device correspond to the analyzed brain waves. Depending on the result, the body part can be controlled to move in a preset manner.
  • the configuration features the rehabilitation training using the activation of the user's mirror nerve cells according to the movement of the body part of the object that the user selectively watches.
  • the display device Preferably, the display device, the display device, and
  • the display device More preferably, the display device,
  • It may include a voice output device for outputting the voice content corresponding to the guide content.
  • the specific frequency at which one or more body parts of the object blinks may be the same frequency regardless of the body parts, or may be different frequencies for each body part.
  • the game image in which the body part moves in a preset manner may include a movement to help the user's rehabilitation.
  • the EEG analysis device Preferably, the EEG analysis device, the EEG analysis device, and
  • An EEG detecting unit for detecting EEG when the user selectively looks at a specific body part of the object
  • It may include an EEG analyzer for analyzing the frequency of the EEG detected by the EEG detector.
  • the EEG detection unit More preferably, the EEG detection unit,
  • SSVEP may be detected from the EEG signal of the user corresponding to a specific body part of the object that the user selectively watches.
  • the EEG analysis unit Even more preferably, the EEG analysis unit,
  • the frequency of the SSVEP detected by the EEG detector may be analyzed.
  • control device Even more preferably, the control device,
  • a control signal generator configured to generate a control signal for moving a body part of an object corresponding to a Steady-State Visually Evoked Potentials (SSVEP) having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer in a preset manner;
  • SSVEP Steady-State Visually Evoked Potentials
  • the controller may include a controller configured to control a display device displaying the movement of the object by using the control signal generated by the control signal generator.
  • the display device Preferably, the display device, the display device, and
  • It may be at least one of a TV, a computer, a laptop, a smart TV, and a tablet PC.
  • step (1)
  • step (4)
  • the body part is controlled to move in a preset manner according to the result corresponding to the brain wave acquired through the steps (2) and (3).
  • the configuration features the rehabilitation training using the activation of the user's mirror nerve cells according to the movement of the body part of the object that the user selectively watches.
  • the display device Preferably, the display device, the display device, and
  • the display device More preferably, the display device,
  • It may include a voice output device for outputting the voice content corresponding to the guide content.
  • the specific frequency of one or more body parts of the object may be the same frequency regardless of the body parts, or may be different frequencies for each body part.
  • the game image in which the body part moves in a preset manner may include a movement to help the user's rehabilitation.
  • the EEG analysis device Preferably, the EEG analysis device, the EEG analysis device, and
  • An EEG detecting unit for detecting EEG when the user selectively looks at a specific body part of the object
  • It may include an EEG analyzer for analyzing the frequency of the EEG detected by the EEG detector.
  • the EEG detection unit More preferably, the EEG detection unit,
  • SSVEP may be detected from the EEG signal of the user corresponding to a specific body part of the object that the user selectively watches.
  • the EEG analysis unit Even more preferably, the EEG analysis unit,
  • the frequency of the SSVEP detected by the EEG detector may be analyzed.
  • control device Even more preferably, the control device,
  • a control signal generator configured to generate a control signal for moving a body part of an object corresponding to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer in a preset manner
  • the controller may include a controller configured to control a display device displaying the movement of the object by using the control signal generated by the control signal generator.
  • the display device Preferably, the display device, the display device, and
  • It may be at least one of a TV, a computer, a laptop, a smart TV, and a tablet PC.
  • the conventional system using the SSVEP includes a specific frequency of the SSVEP, unlike using a flashing light Using a moving image that can activate mirror nerve cells as a signal image, or displaying the body part of an object blinking at a specific frequency of SSVEP, and through the game image where the body part of the object that the user watches is moved, the mirror nerve By activating the cells, it is possible to increase the concentration of attention to the image by inducing the interest of the user, and at the same time, it is possible to enable active rehabilitation training of the user.
  • a method of displaying the game image proceeds by using the user's brain waves according to the signal image in the vicinity of the signal image, or displays the image of the body part of the object flickering at a specific frequency
  • the body part moves in a preset manner and the game is progressed by the movement of the object, so that the user can enjoy the game and induce active participation of the user. Can be.
  • SSVEP which is introduced by the BCI technique and a signal image including a moving image as a rehabilitation system that can utilize the activation of the mirror nerve cells at the same time, it is possible to further enhance the effect of rehabilitation training.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a system using a conventional SSVEP.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a frequency analysis result of brain waves output through a system using a conventional SSVEP.
  • Figure 3 is a photograph showing that a certain area of the brain of the observer observing the movement of others is activated.
  • FIG. 4 is a view showing a user performing rehabilitation training in a game-type rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an EEG acquisition apparatus of a game-based rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a display device of a game-based rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) according to another embodiment of the present invention.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 7 is a block diagram of a game-based rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) in accordance with one embodiment of the present invention.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 8 is a diagram showing the overall configuration of a game-based rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 9 is a diagram showing the overall configuration of a game-based rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) according to another embodiment of the present invention.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a control method of a rehabilitation system in a game-based rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 11 is a view showing the configuration of a game-based rehabilitation system 10 applying a brain-computer interface (BCI) directly to the game image according to an embodiment of the present invention.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a user performing rehabilitation training in a game-type rehabilitation system in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a game image in which a body part of an object to be watched by a user moves in a game-type rehabilitation system in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 14 is a block diagram of a game type rehabilitation system in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 15 illustrates a part of a game image in a game type rehabilitation system in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 16 is a view showing a user performing rehabilitation training in a game-type rehabilitation system in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to another embodiment of the present invention.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating a control method in a game-type rehabilitation system in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a system using a conventional SSVEP.
  • SSVEP is detected from an EEG of a user by using light blinking at a specific frequency on a screen, and the detected EEG is transmitted to a computer.
  • Each blinking light has a predetermined signal, and the system can remotely control the device corresponding to the light signal that the user watches.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a frequency analysis result of brain waves output through a conventional system using SSVEP.
  • SSVEP of the same frequency as that of the blinking light gazed by the user may be detected, and peaks are displayed at respective frequencies. You can check it.
  • FIG. 3 is a photograph showing that a certain region of the brain of an observer observing the motion of another person is activated.
  • the results of the study showed that when the observer observed the transitional movement and the mimicking movement, the observer showed different activities in specific regions of the brain, unlike when observing the same movement in a static picture. It is reported that this depends on the effector participating in the observed behavior. From this, motion observation can confirm that a certain region of the observer's brain is activated, and activated mirror neurons enhance the exercise circuits involved in the observer's actual execution of the observed movement, without the observer's actual movement. You can see that you can do rehabilitation training.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a user performing rehabilitation training in a game-based rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention.
  • a game-based rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is a rehabilitation system, which is arranged around a game image and a game image and is user.
  • the display device 100 for displaying a signal image that can be observed by the user
  • the brain wave acquisition device 200, and the brain wave acquisition device 200 for acquiring an EEG of a user corresponding to the signal image displayed on the display device 100.
  • the EEG analysis device 300 for analyzing the brain waves of the user, and the control device 400 for controlling the game image of the display device 100 according to the result corresponding to the brain waves analyzed by the EEG analysis device 300
  • the rehabilitation training using the activation of the mirror nerve cells of the user is characterized by its configuration.
  • the EEG analyzing apparatus 300 analyzes a corresponding frequency of the SSVEP obtained by the EEG obtaining apparatus 200, and uses the thus analyzed frequency to control the signal generator 410 of the control apparatus 400.
  • the game image display unit 120 of the display device 100 By controlling the game image display unit 120 of the display device 100 according to the control signal generated by the user, the user observes the signal image to activate the mirror nerve cells and at the same time active participation through the game progress Through rehabilitation training through.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an EEG acquisition apparatus 200 of a game type rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention.
  • the EEG acquisition apparatus 200 of the game-based rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) may include one or more electrodes for measuring EEG. It may include.
  • one or more electrodes may be configured as a device surrounding the user's head, or by coupling the electrodes to the hat, the hat itself may be the EEG acquisition device 200.
  • the electrode can also be used by applying an electrolyte gel, since the electrolyte gel plays a role in delivering the EEG detected from the scalp to the electrode well.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a display device 100 of a game-based rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) according to another embodiment of the present invention.
  • the display device 100 of the game-based rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is for activating a mirror nerve cell of a user. It may include a signal image display unit 110 for displaying a signal image, and a game image display unit 120 for displaying a game image controlled by the control device 400.
  • the display device 100 of the game system rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention, the signal image for displaying a signal image having a specific frequency including the movement
  • the display unit 110 and the game image display unit 120 displaying a game in progress using the selected signal image according to the user's intention.
  • the signal image display unit 110 of the game-type rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) may be configured with one or more display areas on the display device 100.
  • the signal image display unit 110 may be disposed in front of the display device 100, and the signal image display unit 110 may be disposed on the same surface of the display device 100 so as to facilitate selective viewing of the user. It is common and can consist of four, eight or ten.
  • the number of display regions of the signal image display unit 110 is limited to the above number only. no.
  • the signal image display unit 110 of the game-type rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) blinks at different frequencies for each signal image displayed on one or more display areas. Can be displayed.
  • the frequency of the signal image may use a frequency range of 7 Hz to 20 Hz.
  • the frequency range of 7 Hz to 20 Hz the user may recognize flickering, and thus the user may easily feel eye fatigue. Because the user feels, the user may reduce eye fatigue by using a frequency of 30 Hz or more, which is not recognized by the user.
  • Signal image display unit 110 of the game-type rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention, the activation of the mirror nerve cells for each signal image displayed on one or more display areas It can display different movements for.
  • the movement of the signal image may be displayed as a part of the body including a hand, a foot, a head, an arm, a leg, and the like, which is observed by the user by watching the movement of the body displayed on the signal image display unit 110.
  • BCI brain-computer interface
  • the signal image of the present invention includes a moving operation process, can increase the concentration by inducing the interest of the user, and by observing the movement, rehabilitation through activation of the user's mirror nerve cells The effect can also be obtained.
  • the EEG obtained by the EEG acquisition apparatus 200 is an EEG detection unit. It may be connected to the EEG analysis device 300 including the 310 and the EEG analysis unit 320. In addition, the EEG analysis device 300 is connected to the control device 400 including the control signal generation unit 410 and the control unit 420, and controls the brain waves analyzed by the EEG analysis device 300 as a control device ( 400, the control device 400 may control a game of the game image display unit 120 of the display device 100 using the game image control signal.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the overall configuration of a game-based rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention.
  • a user may use one or more signal image display units of the display device 100 ( 110 may be selectively monitored, and the brain wave generated by watching the signal image may be transmitted to the brain wave analyzing apparatus 300.
  • the EEG analysis device 300 is based on the EEG detection unit 310 for detecting EEG when the user looks at one signal image of the signal image, and the frequency of the EEG detected by the EEG detection unit 310
  • the EEG analyzer 320 may be analyzed.
  • the EEG detector 310 may detect the SSVEP from the EEG signal of the user corresponding to one signal image that the user observes.
  • the brain wave having the same frequency as that of the signal image is physically induced in the visual cortex of the user's occipital lobe, and the oscillating brain wave having the same frequency as the stimulus induced by the signal image is SSVEP. It is called.
  • SSVEP the frequency of the SSVEP to a specific frequency according to the user's intention to selectively look at the signal image having various frequencies.
  • the brain wave is induced to 15Hz
  • the brain wave is induced to 20Hz
  • the frequency of the SSVEP detected in the EEG signal may be adjusted, and finally, the EEG of the specific frequency selected by the user may be detected by the EEG detector 310.
  • the brain wave analysis unit 320 of the game-based rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention detected by the brain wave detection unit 310, a specific frequency selected by the user It can analyze the frequency of SSVEP having a.
  • BCI brain-computer interface
  • the control device 400 of the game-based rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) corresponds to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the brain wave analyzer 320.
  • the control signal for controlling the game image may include a plurality of operation modes predetermined by the user.
  • the plurality of operation modes are contents that the user manipulates to advance the game image, and include movement of the game object, holding technology, and the like, and the signal image and the operation mode correspond to one-to-one.
  • the object in the game image receives a forward control signal
  • the object may receive a control signal moving to the right or the object of the game image may jump when the user watches the signal image disposed on the upper right side.
  • the control signal corresponding to the SSVEP having a specific frequency is not limited to only the control signal presented above.
  • the control unit 420 of the game-based rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention, the control signal generated by the control signal generation unit 410 as described above Accordingly, the game image may be controlled to proceed.
  • the signal image display unit 110 may include 10 display regions, and the user may select 10 signal image display units 110 of the display apparatus 100. (Or at least ten signal regions of the signal image display unit 110) may selectively monitor the one or more signal image display units 110, and the brain waves generated by watching the signal image may cause the EEG acquisition apparatus 200 to Obtained through.
  • control signal generated by the control signal generator 410 is a signal corresponding to the SSVEP having a specific frequency corresponding to each of the 10 signal images, which is not only an essential operation mode required when the game is played, but a game.
  • An additional control signal that may be utilized in the progress of the image may be further included, and the game of the game image display unit 120 is progressed through various operation modes consisting of selective attention of the user.
  • the display device 100 of the game-based rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) may be at least one of a TV, a computer, a laptop, a smart TV, and a tablet PC. have. sure, In the game-based rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI), the display device 100 is not limited to the above devices.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a control method of a rehabilitation system in a game-based rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention.
  • the display device 100 may include a game image and a game image.
  • Game-type rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention, by controlling the steps including these steps, according to the movement for the activation of the mirror nerve cells displayed in the signal image, Activation of the user's mirror nerve cells can be used to assist the user in rehabilitation training.
  • BCI brain-computer interface
  • step S300 the brain wave detector 310 detects the SSVEP from the user's brain wave signal corresponding to one signal image that the user gaze, and the brain wave analyzer 320 is the brain wave detector 310
  • the method may further include analyzing a frequency of the SSVEP having a specific frequency selected by the user, detected in step (a).
  • the control signal generating unit 410 generates a game image control signal corresponding to a signal image corresponding to the SSVEP having a specific frequency
  • the control unit 420 controls the control signal generating unit 410.
  • the method may further include controlling the game image by using the generated game image control signal.
  • the game-based rehabilitation system and control method of the rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) unlike the conventional system using the SSVEP using the blinking light
  • BCI brain-computer interface
  • moving images that can activate mirror nerve cells with a signal image containing a specific frequency of SSVEP it is possible to increase the concentration of attention to the image by inducing the interest of the user, and at the same time, active rehabilitation training of the user. You can make this possible.
  • by displaying the game image proceeds by using the user's brain waves according to the signal image in the vicinity of the signal image, the user can enjoy the game, thereby inducing the user's active participation.
  • SSVEP which is introduced as a BCI technique and a signal image including a moving image as a rehabilitation system that can utilize the activation of the mirror nerve cells at the same time, it is possible to further enhance the effectiveness of rehabilitation training.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a game-based rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention.
  • a game-based rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image is a rehabilitation system that displays a game image.
  • an EEG acquisition apparatus 200 for acquiring the EEG of the user corresponding to the game image displayed on the display device 100
  • an EEG analysis apparatus 300 for analyzing the EEG of the user acquired by the EEG acquisition apparatus 200
  • a control device 400 for controlling a game image displayed on the display device 100 according to a result corresponding to the brain waves analyzed by the EEG analysis device 300.
  • the control device 400 of the game-type rehabilitation system 10 to which the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to the game image one or more body parts of the object displayed on the game image May be controlled to blink at a specific frequency, and when the user observes the corresponding body part, according to the result corresponding to the brain wave acquired and analyzed by the brain wave acquisition device 200 and the brain wave analysis device 300, the body The part can be controlled to move in a preset manner, and as a result, the rehabilitation training using the activation of the user's mirror nerve cells according to the movement of the body part of the object that the user selectively watches It is done.
  • BCI brain-computer interface
  • the brain wave analysis device 300 is EEG acquisition device 200 Analyze the corresponding frequency of the SSVEP obtained in the)
  • the control unit 420 moves the body part of the object according to the control signal generated by the control signal generator 410 of the control device 400 using the analyzed frequency
  • the user activates the mirror nerve cells by using the movement of a specific body part of the object and at the same time through the game that proceeds in response to the user.
  • the user can be rehabilitation training in an active posture.
  • the display device 100 of the game-based rehabilitation system 10 that applies a brain-computer interface (BCI) directly to a game image is a content related to a game. It may display the guide content including the content, such as how to participate, and may include a voice output device 110 that can output the content corresponding to the guide content, and other various content as a voice.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a user performing rehabilitation training in a game-type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention.
  • the display device 100 of the game-type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image is processed.
  • the guide content for the display may be further included.
  • the guide content may be composed of content corresponding to a predetermined movement mode, which will be described below with reference to FIG. 15.
  • the body part of the object In order for the body part of the object to operate the movement suggested by the guide content, when the user looks at the specific body part of the object, the body part of the object moves in a predetermined movement mode corresponding to the guide content. For example, as shown in FIG. 12, the display device 100 displays the guide content 'If you want to swing the knife, look at the blinking left arm', the user needs to move the necessary movement to swing the knife. You will know what it is, and the user will watch the left arm of the blinking object to move the left arm of the object.
  • the predetermined movement corresponding to the guide content may be 'movement of the left arm and the movement of the sword.
  • the guide content corresponding to the predetermined movement mode is not limited to the guide content presented above.
  • the game-type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image has been described by applying to a fencing operation, but is not limited thereto.
  • it may be described by applying each part of the face to a moving motion. That is, a face image is provided as an object in the game image, and when the user watches the blinking eye in the face image, a game image of a form in which a winking operation by moving the eyes is performed may be provided.
  • the display device 100 of the game type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image is a voice output device for outputting voice content corresponding to guide content. 110 may be included.
  • the display device 100 may include a speaker as the voice output device 110 capable of outputting voice content, or may include a device capable of connecting a headset.
  • the voice output device 110 is not limited to the device that can connect the speaker, the headset presented above, According to another exemplary embodiment, the voice output device 110 may be configured separately from the display device 100.
  • the voice content may be composed of not only the voice content corresponding to the guide content, but also various contents required for game progress.
  • It may include an electrode.
  • one or more electrodes may be configured as a device surrounding the user's head, or by coupling the electrodes to the hat, the hat itself may be the EEG acquisition device 200.
  • the electrode can also be used by applying an electrolyte gel, since the electrolyte gel plays a role in delivering the EEG detected from the scalp to the electrode well.
  • FIG. 13 illustrates a game image in which a body part of an object to be watched by a user moves in a game type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention.
  • 14 is a block diagram of a game type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention.
  • the brain wave acquiring apparatus 200 may be used in the game-type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image.
  • the obtained EEG may be connected to an EEG analyzing apparatus 300 including an EEG detecting unit 310 and an EEG analyzing unit 320.
  • the EEG analysis device 300 is connected to the control device 400 including the control signal generation unit 410 and the control unit 420, and controls the brain waves analyzed by the EEG analysis device 300 as a control device ( 400, the control device 400 may control the display device 100 displaying the movement of an object by using the control signal generated by the control signal generator 410.
  • the EEG analyzing apparatus 300 of the game type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image is a user.
  • BCI brain-computer interface
  • the EEG analyzing apparatus 300 of the game type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image is a user.
  • BCI brain-computer interface
  • the brain wave detection unit 310 of the game-based rehabilitation system 10 to which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image is provided to a specific body part of an object that the user selectively observes.
  • the SSVEP may be detected.
  • an EEG having the same frequency as that of the body part is physically in the visual cortex of the user's occipital lobe.
  • the EEG detection unit 310 is able to detect the SSVEP having the same frequency as the specific frequency of the blinking body part in the EEG of the user.
  • the brain wave analysis unit 320 of the game-type rehabilitation system 10 to which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image is detected by the user by the brain wave detection unit 310.
  • the frequency of the SSVEP with the particular frequency selected can be analyzed.
  • the frequency of the SSVEP is analyzed to determine whether the SSVEP having the same frequency as the frequency of the body part of the blinking object displayed on the display device 100 is detected in the EEG of the user.
  • the control device 400 When the SSVEP having the corresponding frequency is detected in the EEG of the user, the control device 400 generates a control signal for moving the corresponding body part of the object in a preset manner.
  • the game image in which a body part moves in a predetermined manner is helpful for rehabilitation of a user.
  • the movement of the body part may be a component that moves a part of the body, including a hand, a foot, a head, an arm, a leg, and the like, in addition to a bend motion, a twisting motion, and a forward rolling motion. And the like.
  • This operation is for activating the user's mirror nerve cell by moving the corresponding body part of the object by watching the blinking body part of the object displayed on the display device 100.
  • the movement of the image moving in a preset manner is not limited to the above-described movement.
  • FIG. 6 it can be seen that the leg portion of the object moves in a preset manner, and the user can watch the flickering of the leg portion of the object so that the leg of the object moves.
  • a specific frequency at which one or more body parts of the object blinks is independent of the body parts. It may be the same frequency or different frequencies for each body part.
  • the hardware of the present invention is constructed as compared to the case where the body parts have different frequencies. There is an advantage in that it is convenient. On the other hand, it is preferable that each body part blinks at a different frequency.
  • the body part that the user watches is determined by judging only the SSVEP of a specific frequency detected by the user's brain waves. This is because it can be easily determined to which part.
  • the body parts such as the arms and legs of the object may all blink at 30 Hz
  • the arm of the object may blink at different frequencies for each body part as 35 Hz and the legs are 40 Hz
  • A may be related to the right arm of the object.
  • the motion is 30Hz and the B motion related to the right arm of the object is 35Hz.
  • Even the same body part may blink at different frequencies depending on the motion or situation involved. In the case of the same body part, there may be a case where the first scene displayed on the display device 100 and the second scene have different frequencies.
  • the specific frequency at which the body part blinks may use a frequency range of 7 Hz to 20 Hz.
  • the frequency range of 7 Hz to 20 Hz the user may recognize that the user blinks. Since fatigue is easily felt, the user may reduce eye fatigue by using a frequency of 30 Hz or more, which is not recognized by the user.
  • the control device 400 of the game type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image includes a control signal generator 410 and a controller 420.
  • the control signal generator 410 and the controller 420 will be described in detail below with reference to FIG. 15.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a part of a game image in a game type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention.
  • the control device 400 of the game type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image is an EEG analyzer 320.
  • the controller 420 may be configured to control the display device 100 displaying the movement of an object by using the same. That is, the control device 400 transmits the control signal generated by the control signal generator 410 to the controller 420 so that the control unit 420 receiving the control signal displays the movement of the object. ) To control.
  • a signal corresponding to an SSVEP having the same frequency generated by a user watching a body part of an object blinking at a specific frequency, and a control signal for controlling a game image is an object previously designated by a user. It may include the movement mode of.
  • the movement mode is content related to the movement of an object necessary for the user to play a game image and may include a configuration in which a specific body part of the object moves. That is, the movement mode refers to a control signal for moving the corresponding body part observed by the user in a preset manner when the user watches the blinking body part of the object.
  • the movement of the object required to move to the next stage of the game image on the game screen is walking on the right road
  • the guide content presented on the game screen 'to move the right arm to go to the right road Raise and lower ', so the user must raise and lower the right arm of the object.
  • the user's brain wave detects and analyzes an SSVEP of 40 Hz, which is the same frequency as the right arm of the object, and controls the signal generator 410. ) Generates a control signal.
  • the predetermined movement mode may be a movement in which the right arm of the object moves up and down, a movement in which the object walks on the right road, and the like.
  • the control signal corresponding to the SSVEP having a specific frequency is not limited to the control signal presented above.
  • the control unit 420 of the game-type rehabilitation system 10 to which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image is generated by the control signal generator 410 as described above. According to the control signal, the display device 100 displaying the movement of the object may be controlled to control the progress of the game.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a user performing rehabilitation training in a game-based rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to another embodiment of the present invention.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 16 at least one object displayed on the display device 100 of the game-based rehabilitation system 10 to which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention may be used.
  • more than one user may play a game together and perform rehabilitation training.
  • the display device 100 of the game-type rehabilitation system 10 in which the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image is selected from among a TV, a computer, a laptop, a smart TV, and a tablet PC. There may be at least one.
  • the display device 100 is not limited to the above devices.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating a control method of a game-type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention.
  • a control method of a game-based rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention may be described in detail.
  • the brain wave acquiring apparatus 200 acquires the brain waves of the user corresponding to the game image displayed in step S100' (S200 '), and the brain wave analyzing apparatus 300 in step S200'.
  • Analyzing the acquired brain waves of the user (S300 ′), and controlling the game image displayed on the display device 100 according to a result corresponding to the brain waves analyzed in step S300 ′ ( S400 ') may be included. That is, in step S100 ', the game image is displayed such that one or more body parts of the object displayed on the game image blink at a specific frequency, and in step S400', when the user watches the body part, steps S200 'and S300' are displayed. According to the result corresponding to the brain waves acquired and analyzed through the control, the body parts are controlled to move in a predetermined manner, and the activation of the mirror nerve cells of the user according to the movement of the body parts of the object to be selectively monitored by the user Can help with rehabilitation training.
  • step S300 ′ the EEG detection unit 310 detects the SSVEP from the EEG signal of the user corresponding to the specific body part of the object that the user selectively monitors, and EEG analysis unit 320
  • the method may further include analyzing a frequency of the SSVEP having a specific frequency selected by the user, detected by the EEG detector 310.
  • the control signal generating unit 410 generates a control signal for moving the body part of the object corresponding to the SSVEP having a specific frequency in a preset manner, and the control unit 420 generates the control signal.
  • the method may further include controlling 100 to display the movement of the object by using the control signal generated by the unit 410.
  • the control method of the game system rehabilitation system and rehabilitation system applying the brain-computer interface (BCI) directly to the game image the conventional SSVEP system using the flashing light
  • the body part of the blinking object can be displayed at the specific frequency of SSVEP, and the user's attention can be activated through the game image in which the body part of the object moves. It is possible to increase the concentration of watching the image, and at the same time, it is possible to enable active rehabilitation training of the user.
  • the body part of the object displays an image flickering at a specific frequency and the user looks at the specific body part of the object, the corresponding body part moves in a preset manner, and how the game proceeds with the movement of the object.
  • SSVEP which is introduced as a BCI technique, and a game image including moving images, can be used as a rehabilitation system that can simultaneously utilize the activation of mirror nerve cells, which can further enhance the effectiveness of rehabilitation training.

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Abstract

According to a game type rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) and a control method therefor, which are presented in the present invention, and in a manner different from that of the usage of flickering light by a conventional system using SSVEP, mirror neurons are activated by using a moving image capable of activating mirror neurons by means of a signal image including a particular frequency of SSVEP, or through a game image in which a flickering body part of an object is displayed by a particular frequency of SSVEP and the body part of the object observed by a user moves, thereby enabling image observation concentration to increase by arousing a user's interest and, simultaneously, enabling the user to actively rehabilitate.

Description

뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템 및 그 제어방법Game-type rehabilitation system using brain-computer interface (BCI) and its control method
본 발명은 재활 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 움직임을 포함하는 신호영상을 사용자가 주시함으로써, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 이용하여 재활 훈련을 하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a rehabilitation system and a method of controlling the same, and more particularly, by recognizing a signal image including a movement by a user, rehabilitation training using activation of a mirror nerve cell of a user, the brain- A game rehabilitation system using a computer interface (BCI) and a control method thereof.
또한, 본 발명은 재활 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 신체부위의 움직임에 따른, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 이용하여 재활 훈련을 하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a rehabilitation system and a control method thereof, and more particularly, to perform rehabilitation training using activation of a mirror nerve cell of a user according to movement of a body part of an object to be selectively monitored by a user. The present invention relates to a game-based rehabilitation system and a control method thereof, wherein a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image.
일반적으로 운동 능력의 결손을 가지는 뇌질환 환자는, 마비된 근육을 자신의 의지로는 조절할 수 없는 경우가 대부분이며, 이러한 환자의 재활을 돕는 방법으로 물리치료, 약물치료, 수술 등이 있다. 특히, 물리치료를 이용한 재활 훈련에 있어서, 환자의 의지에 의해 능동적으로 치료를 하는 경우가 재활 훈련의 효과가 높은 것으로 보고되었으나, 근육 마비로 인해 동작에 제한이 있는 환자들에게, 이러한 재활 훈련은 물리치료사에 의하여 수동적으로 이루어질 수밖에 없는 문제점이 있다.In general, a brain disease patient having a deficiency of exercise ability is not able to control the paralyzed muscles with his or her will in many cases, and physical therapy, drug treatment, surgery, etc. as a method of helping the rehabilitation of the patient. In particular, in rehabilitation training using physical therapy, active treatment by the patient's will has been reported to have a high effect of rehabilitation training, but in patients who have limited movement due to muscle paralysis, such rehabilitation training There is a problem that can only be made manually by the physical therapist.
한편, 재활 훈련의 효과를 높이기 위하여, 환자의 거울신경세포의 자극을 이용하는 치료방법이 있다. 이는 물리치료사에 의한 수동적인 치료가 아닌, 환자가 특정한 대상을 주시하는 행동을 통하여 이루어지는 능동적인 재활 훈련이라는 점에서 의미가 있다. 거울신경세포는, 자신이 직접 경험한 것이 아니라 타인의 행동을 보기만 해도, 관찰자가 실제로 행동하는 것과 같이, 관찰자의 신체에서 동일한 반응을 일으키게 하는 세포를 의미한다. 이를 응용한 재활 훈련으로서, 환자의 거울신경세포를 활성화시키기 위하여, 특정 대상의 움직임이 포함된 비디오를 보여주는 방법이 있으며, 이러한 방법은, 뇌손상으로 인하여 자신의 의지로는 동작을 할 수 없는 환자에게, 타인의 행동을 보는 것만으로도 환자 자신이 스스로 행동하는 것처럼 환자의 신체 시스템에 영향을 미치게 된다.On the other hand, in order to increase the effect of rehabilitation training, there is a treatment method using the stimulation of the mirror nerve cells of the patient. This is meaningful because it is an active rehabilitation training that is performed by the patient's attention to a particular object, not by manual therapy by a physiotherapist. A mirror nerve cell is a cell that causes the same reaction in the observer's body as if the observer actually acted, not just experiencing it directly, but by seeing another person's behavior. As a rehabilitation training using this method, there is a method of showing a video including the movement of a specific subject in order to activate the patient's mirror nerve cells, this method, a patient who can not operate by his will due to brain injury For example, just watching someone else's actions affects the patient's physical system as if the patient himself was acting on his own.
또한, 최근에는 환자의 뇌파를 이용한 재활과 관련된 연구가 진행되고 있으며, 특히 BCI(Brain-Computer Interface)는 뇌파를 컴퓨터에 전달하는 장치를 의미하는 것으로서, 이러한 BCI 기술을 이용하여, 사람과 컴퓨터의 소통을 이용한 재활 시스템 분야의 개발이 활발해지고 있다.In recent years, researches related to rehabilitation using brain waves of patients have been conducted. In particular, the BCI (Brain-Computer Interface) refers to a device for transmitting EEG to a computer. Development of rehabilitation system using communication is getting active.
BCI 기법으로 소개되고 있는 SSVEP(Steady-State Visually Evoked Potentials)는, ‘정상상태시각유발전위’라고 하며, 이는 사용자가 깜빡이는 빛을 주시할 때 사용자의 뇌파에서 발생되는 것으로, 주시하는 빛의 깜빡임과 같은 주파수를 갖는 뇌파를 가리킨다. 즉, SSVEP를 이용한 BCI 기술은, 사용자가 특정 주파수로 깜빡거리는 빛을 보면, 사용자의 뇌 뒤쪽에서 SSVEP가 발생하게 되며, 사용자의 머리에 설치된 뇌파 측정 장치를 통하여 측정된 SSVEP가, 컴퓨터에 입력됨으로써, 뇌파를 컴퓨터에 전달할 수 있게 되는 것이다.SSVEP (Steady-State Visually Evoked Potentials), which is introduced as a BCI technique, is called the steady state visual oil potential level, which is generated by the user's brain waves when the user watches the blinking light. Points to EEG with the same frequency. That is, in the BCI technology using SSVEP, when the user sees the light flickering at a specific frequency, SSVEP is generated at the back of the user's brain, and the SSVEP measured by the EEG measuring device installed in the user's head is input to the computer. In other words, brain waves can be transmitted to a computer.
도 1은 기존의 SSVEP를 이용한 시스템의 일예를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 화면에서 특정 주파수로 깜빡이는 빛을 이용하여, 사용자의 뇌파에서 SSVEP를 검출하고, 검출된 뇌파를 컴퓨터에 전달하게 된다. 이 경우 깜빡이는 빛은 하나 이상일 수 있고, 각각 특정 주파수가 상이하여, 사용자의 뇌파에서 검출된 SSVEP의 주파수의 분석을 통하여, 사용자가 주시하는 빛이 무엇인지 알 수 있다. 각각의 깜빡이는 빛에는 미리 정하여진 신호가 있으며, 사용자가 주시하는 빛의 신호에 대응되는 장치를 원격으로 제어할 수 있는 시스템이다. 이러한 깜빡이는 빛을 이용하는 시스템은, 단지 깜빡이는 빛을 이용하는 것이므로, 사용자가 이에 흥미를 갖기 어렵고, 집중도가 떨어지는 문제점이 있다. 이와 같은 SSVEP를 이용한 시스템과 관련된 선행기술로는, 공개특허 제10-2014-0075049호(발명의 명칭: 집중력 평가 방법 및 이를 적용하는 장치), 등록특허 제10-1431203호(발명의 명칭: 뇌파를 이용한 의도 인식용 두뇌 기계 인터페이스 장치 및 방법) 등이 있다.1 is a diagram illustrating an example of a system using a conventional SSVEP. As shown in FIG. 1, SSVEP is detected from an EEG of a user by using light blinking at a specific frequency on a screen, and the detected EEG is transmitted to a computer. In this case, there may be one or more blinking lights, and each specific frequency is different, and through the analysis of the frequency of the SSVEP detected by the brainwave of the user, it is possible to know what light the user is looking at. Each blinking light has a predetermined signal, and the system can remotely control the device corresponding to the light signal that the user watches. Since the system using the blinking light is only using the blinking light, it is difficult for the user to be interested in it, and there is a problem of low concentration. As prior arts related to such a system using SSVEP, Korean Patent Application Publication No. 10-2014-0075049 (name of the invention: a method for evaluating concentration and a device applying the same), and Patent No. 10-1431203 (name of the invention: EEG) Brain machine interface device and method for intention recognition).
상기한 바와 같이, 종래의 SSVEP를 이용한 시스템은, 사용자가 흥미를 갖지 않게 되어, 집중도가 낮을 수밖에 없으므로, 사용자의 집중력을 높일 수 있는 해결책이 필요하며, 이에 더하여, 사용자의 능동적인 재활 훈련을 통하여 재활 훈련의 효과를 높일 수 있는, 거울신경세포의 활성화 방법의 개발의 필요성이 높아지고 있다.As described above, the system using the conventional SSVEP is not interested in the user, the concentration must be low, there is a need for a solution that can increase the concentration of the user, in addition, through active rehabilitation training of the user The necessity of developing the method of activating a mirror nerve cell which can raise the effect of rehabilitation training is increasing.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 기존의 SSVEP를 이용한 시스템은 깜빡이는 빛을 이용하였던 것과는 달리, SSVEP의 특정 주파수를 포함하는 신호영상으로 거울신경세포를 활성화시킬 수 있는 움직이는 영상을 이용하거나, SSVEP의 특정 주파수로 깜빡이는 객체의 신체부위를 표시하고, 사용자가 주시하는 객체의 신체부위가 움직이게 되는 게임영상을 통하여, 거울신경세포를 활성화시킴으로써, 사용자의 흥미를 유도하여 영상을 주시하는 집중력을 높일 수 있으며, 이와 동시에, 사용자의 능동적인 재활 훈련이 가능하도록 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the conventionally proposed methods, unlike the conventional system using the SSVEP using a flashing light, the mirror nerve cell as a signal image containing a specific frequency of SSVEP By using a moving image that can activate or by displaying the body part of the object blinking at a specific frequency of SSVEP, and by activating the mirror nerve cell through the game image that the body part of the object to be watched by the user, Increasing the concentration of attention to the image by inducing interest, and at the same time, to provide a rehabilitation system of the game method using a brain-computer interface (BCI) and the control method thereof to enable active rehabilitation training of the user For that purpose.
또한, 본 발명은, 신호영상의 주변에 신호영상에 따른 사용자의 뇌파를 이용하여 진행되는 게임영상을 표시하는 방식을 이용하거나, 객체의 신체부위가 특정 주파수로 깜빡이는 영상을 표시하고 사용자가 객체의 특정 신체부위를 주시하는 경우, 미리 설정된 방식으로 해당 신체부위가 움직이며, 객체의 움직임으로 게임이 진행되는 방식을 이용함으로써, 사용자가 게임을 즐길 수 있게 하여, 사용자의 적극적인 참여를 유도하도록 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템 및 재활 시스템의 제어방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention, by using a method of displaying the game image proceeds by using the user's brain waves in accordance with the signal image in the vicinity of the signal image, or displays the image of the body part of the object flickering at a specific frequency and the user When looking at a specific body part of, the body part moves in a preset manner, and by using a method in which the game is progressed by the movement of an object, the user can enjoy the game, thereby inducing the active participation of the user. Another object is to provide a game-type rehabilitation system and a control method of the rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI).
뿐만 아니라, 본 발명은, BCI 기법으로 소개되고 있는 SSVEP와, 움직이는 영상을 포함하는 신호영상으로 거울신경세포의 활성화를 동시에 활용할 수 있는 재활 시스템으로서, 재활 훈련의 효과를 더욱 높일 수 있도록 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템 및 재활 시스템의 제어방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention is a rehabilitation system that can simultaneously utilize the activation of the mirror nerve cells in the SSVEP introduced by the BCI technique and a signal image including a moving image, to further enhance the effect of rehabilitation training, brain Another object is to provide a game-type rehabilitation system and a control method of the rehabilitation system using a computer interface (BCI).
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템은,Game-type rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI), according to a feature of the present invention for achieving the above object,
재활 시스템으로서,As a rehabilitation system,
게임영상과, 상기 게임영상의 주변으로 배치되어 사용자가 주시할 수 있는 신호영상을 표시하는 표시 장치;A display device configured to display a game image and a signal image disposed around the game image and which the user can observe;
상기 표시 장치에 표시되는 신호영상에 대응되는 사용자의 뇌파를 획득하는 뇌파 획득 장치;An EEG obtaining device for acquiring an EEG of a user corresponding to the signal image displayed on the display device;
상기 뇌파 획득 장치에서 획득된 사용자의 뇌파를 분석하는 뇌파 분석 장치; 및An EEG analyzer for analyzing EEG of the user acquired by the EEG acquisition apparatus; And
상기 뇌파 분석 장치에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라 상기 표시 장치의 게임영상을 제어하는 제어 장치를 포함하며,And a control device for controlling a game image of the display device according to a result corresponding to the brain wave analyzed by the brain wave analysis device.
상기 신호영상으로 표시되는 거울신경세포 활성화를 위한 움직임에 따른, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 이용하여 재활 훈련을 하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.According to the movement for activating the mirror nerve cells displayed in the signal image, the rehabilitation training using the activation of the mirror nerve cells of the user is characterized by its configuration.
바람직하게는, 상기 표시 장치는,Preferably, the display device,
사용자의 거울신경세포의 활성화를 위한 신호영상을 표시하는 신호영상 표시부; 및A signal image display unit displaying a signal image for activating a mirror nerve cell of a user; And
상기 제어 장치에 따라 제어되는 게임영상을 표시하는 게임영상 표시부를 포함할 수 있다.It may include a game image display unit for displaying a game image controlled by the control device.
더욱 바람직하게는, 상기 신호영상 표시부는,More preferably, the signal image display unit,
상기 표시 장치에 하나 이상의 표시 영역으로 구성될 수 있다.The display device may include one or more display areas.
더욱더 바람직하게는, 상기 신호영상 표시부는,Even more preferably, the signal image display unit,
상기 하나 이상의 표시 영역에 표시되는 각각의 신호영상마다 다른 주파수로 깜빡이도록 표시할 수 있다.Each signal image displayed on the at least one display area may be displayed to blink at a different frequency.
더욱더 바람직하게는, 상기 신호영상 표시부는,Even more preferably, the signal image display unit,
상기 하나 이상의 표시 영역에 표시되는 각각의 신호영상마다 거울신경세포 활성화를 위한 다른 움직임을 표시할 수 있다.For each signal image displayed on the at least one display area, different movements for activating the mirror nerve cell may be displayed.
바람직하게는, 상기 뇌파 분석 장치는,Preferably, the EEG analysis device,
사용자가 신호영상 중 하나의 신호영상을 주시할 때의 뇌파를 검출하는 뇌파검출부; 및An EEG detecting unit for detecting EEG when the user looks at one of the signal images; And
상기 뇌파검출부에서 검출된 뇌파의 주파수를 분석하는 뇌파분석부를 포함할 수 있다.It may include an EEG analyzer for analyzing the frequency of the EEG detected by the EEG detector.
더욱 바람직하게는, 상기 뇌파검출부는,More preferably, the EEG detection unit,
사용자가 주시하는 상기 하나의 신호영상에 대응되는 사용자의 뇌파 신호에서, SSVEP를 검출할 수 있다.SSVEP may be detected from the EEG signal of the user corresponding to the one signal image that the user watches.
더욱더 바람직하게는, 상기 뇌파분석부는,Even more preferably, the EEG analysis unit,
상기 뇌파검출부에서 검출된 SSVEP의 주파수를 분석할 수 있다.The frequency of the SSVEP detected by the EEG detector may be analyzed.
더욱더 바람직하게는, 상기 제어 장치는,Even more preferably, the control device,
상기 뇌파분석부가 분석한 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 신호영상에 해당하는 게임영상 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부; 및A control signal generator configured to generate a game image control signal corresponding to a signal image corresponding to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer; And
상기 제어신호 생성부에서 생성된 게임영상 제어신호를 이용하여 상기 게임영상을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.And a controller for controlling the game image by using the game image control signal generated by the control signal generator.
바람직하게는, 상기 표시 장치는,Preferably, the display device,
TV, 컴퓨터, 노트북, 스마트 TV, 및 태블릿 PC 중 적어도 하나일 수 있다.It may be at least one of a TV, a computer, a laptop, a smart TV, and a tablet PC.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법은,In addition, a control method of a game-type rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) according to another feature of the present invention for achieving the above object,
재활 시스템의 제어방법으로서,As a control method of the rehabilitation system,
(1) 표시 장치가, 게임영상 및 상기 게임영상의 주변으로 배치되어 사용자가 주시할 수 있는 신호영상을 표시하는 단계;(1) displaying, by the display device, a game image and a signal image disposed around the game image and which the user can observe;
(2) 뇌파 획득 장치가, 상기 단계 (1)에서 표시되는 신호영상에 대응되는 사용자의 뇌파를 획득하는 단계;(2) acquiring an EEG of the user corresponding to the signal image displayed in step (1) by the EEG obtaining apparatus;
(3) 뇌파 분석 장치가, 상기 단계 (2)에서 획득된 사용자의 뇌파를 분석하는 단계; 및(3) the EEG analyzing apparatus, analyzing the EEG of the user obtained in the step (2); And
(4) 제어 장치가, 상기 단계 (3)에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라 상기 표시 장치의 게임영상을 제어하는 단계를 포함하며,(4) controlling, by the control device, to control the game image of the display device according to the result corresponding to the brain wave analyzed in the step (3);
상기 신호영상으로 표시되는 거울신경세포 활성화를 위한 움직임에 따른, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 이용하여 재활 훈련을 하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.According to the movement for activating the mirror nerve cells displayed in the signal image, the rehabilitation training using the activation of the mirror nerve cells of the user is characterized by its configuration.
바람직하게는, 상기 표시 장치는,Preferably, the display device,
사용자의 거울신경세포의 활성화를 위한 신호영상을 표시하는 신호영상 표시부; 및A signal image display unit displaying a signal image for activating a mirror nerve cell of a user; And
상기 제어 장치에 따라 제어되는 게임영상을 표시하는 게임영상 표시부를 포함할 수 있다.It may include a game image display unit for displaying a game image controlled by the control device.
더욱 바람직하게는, 상기 신호영상 표시부는,More preferably, the signal image display unit,
상기 표시 장치에 하나 이상의 표시 영역으로 구성될 수 있다.The display device may include one or more display areas.
더욱더 바람직하게는, 상기 신호영상 표시부는,Even more preferably, the signal image display unit,
상기 하나 이상의 표시 영역에 표시되는 각각의 신호영상마다 다른 주파수로 깜빡이도록 표시할 수 있다.Each signal image displayed on the at least one display area may be displayed to blink at a different frequency.
더욱더 바람직하게는, 상기 신호영상 표시부는,Even more preferably, the signal image display unit,
상기 하나 이상의 표시 영역에 표시되는 각각의 신호영상마다 거울신경세포 활성화를 위한 다른 움직임을 표시할 수 있다.For each signal image displayed on the at least one display area, different movements for activating the mirror nerve cell may be displayed.
바람직하게는, 상기 뇌파 분석 장치는,Preferably, the EEG analysis device,
사용자가 신호영상 중 하나의 신호영상을 주시할 때의 뇌파를 검출하는 뇌파검출부; 및An EEG detecting unit for detecting EEG when the user looks at one of the signal images; And
상기 뇌파검출부에서 검출된 뇌파의 주파수를 분석하는 뇌파분석부를 포함할 수 있다.It may include an EEG analyzer for analyzing the frequency of the EEG detected by the EEG detector.
더욱 바람직하게는, 상기 뇌파검출부는,More preferably, the EEG detection unit,
사용자가 주시하는 상기 하나의 신호영상에 대응되는 사용자의 뇌파 신호에서, SSVEP를 검출할 수 있다.SSVEP may be detected from the EEG signal of the user corresponding to the one signal image that the user watches.
더욱더 바람직하게는, 상기 뇌파분석부는,Even more preferably, the EEG analysis unit,
상기 뇌파검출부에서 검출된 SSVEP의 주파수를 분석할 수 있다.The frequency of the SSVEP detected by the EEG detector may be analyzed.
더 더욱더 바람직하게는, 상기 제어 장치는,Even more preferably, the control device,
상기 뇌파분석부가 분석한 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 신호영상에 해당하는 게임영상 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부; 및A control signal generator configured to generate a game image control signal corresponding to a signal image corresponding to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer; And
상기 제어신호 생성부에서 생성된 게임영상 제어신호를 이용하여 상기 게임영상을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.And a controller for controlling the game image by using the game image control signal generated by the control signal generator.
바람직하게는, 상기 표시 장치는,Preferably, the display device,
TV, 컴퓨터, 노트북, 스마트 TV, 및 태블릿 PC 중 적어도 하나일 수 있다.It may be at least one of a TV, a computer, a laptop, a smart TV, and a tablet PC.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템은,According to a feature of the present invention for achieving the above object, a game-type rehabilitation system applying a brain-computer interface (BCI) directly to the game image,
재활 시스템으로서,As a rehabilitation system,
게임영상을 표시하는 표시 장치;A display device for displaying a game image;
상기 표시 장치에 표시되는 게임영상에 대응되는 사용자의 뇌파를 획득하는 뇌파 획득 장치;An EEG acquisition device for acquiring an EEG of a user corresponding to a game image displayed on the display device;
상기 뇌파 획득 장치에서 획득된 사용자의 뇌파를 분석하는 뇌파 분석 장치; 및An EEG analyzer for analyzing EEG of the user acquired by the EEG acquisition apparatus; And
상기 뇌파 분석 장치에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 상기 표시 장치에서 표시되는 게임영상을 제어하는 제어 장치를 포함하되,And a control device for controlling a game image displayed on the display device according to a result corresponding to the brain wave analyzed by the brain wave analysis device.
상기 제어 장치는,The control device,
상기 게임영상에 표시되는 객체의 하나 이상의 신체부위가 특정 주파수로 깜빡이도록 제어할 수 있고, 사용자가 해당 신체부위를 주시할 경우, 상기 뇌파 획득 장치 및 뇌파 분석 장치를 통해 획득하고 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 해당 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이도록 제어할 수 있으며,One or more body parts of the object displayed on the game image may be controlled to blink at a specific frequency, and when the user observes the corresponding body parts, the brain waves obtained by the brain wave acquisition device and the brain wave analysis device correspond to the analyzed brain waves. Depending on the result, the body part can be controlled to move in a preset manner.
사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 신체부위의 움직임에 따른, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 이용하여 재활 훈련을 하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.The configuration features the rehabilitation training using the activation of the user's mirror nerve cells according to the movement of the body part of the object that the user selectively watches.
바람직하게는, 상기 표시 장치는,Preferably, the display device,
상기 게임영상의 진행을 위한 안내콘텐츠를 더 포함하여 표시할 수 있다.It may further include a guide content for the progress of the game image.
더욱 바람직하게는, 상기 표시 장치는,More preferably, the display device,
상기 안내콘텐츠에 해당되는 음성콘텐츠를 출력하는 음성출력 장치를 포함할 수 있다.It may include a voice output device for outputting the voice content corresponding to the guide content.
바람직하게는,Preferably,
객체의 하나 이상의 신체부위가 깜빡이는 특정 주파수는, 신체부위와 관계없이 동일한 주파수이거나, 신체부위마다 서로 다른 주파수일 수 있다.The specific frequency at which one or more body parts of the object blinks may be the same frequency regardless of the body parts, or may be different frequencies for each body part.
바람직하게는,Preferably,
신체부위가 미리 설정된 방식으로 움직이는 게임영상은, 사용자의 재활에 도움이 되는 움직임을 포함할 수 있다.The game image in which the body part moves in a preset manner may include a movement to help the user's rehabilitation.
바람직하게는, 상기 뇌파 분석 장치는,Preferably, the EEG analysis device,
사용자가 선별적으로 객체의 특정 신체부위를 주시할 때의 뇌파를 검출하는 뇌파검출부; 및An EEG detecting unit for detecting EEG when the user selectively looks at a specific body part of the object; And
상기 뇌파검출부에서 검출된 뇌파의 주파수를 분석하는 뇌파분석부를 포함할 수 있다.It may include an EEG analyzer for analyzing the frequency of the EEG detected by the EEG detector.
더욱 바람직하게는, 상기 뇌파검출부는,More preferably, the EEG detection unit,
사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 특정 신체부위에 대응되는 사용자의 뇌파 신호에서, SSVEP를 검출할 수 있다.SSVEP may be detected from the EEG signal of the user corresponding to a specific body part of the object that the user selectively watches.
더더욱 바람직하게는, 상기 뇌파분석부는,Even more preferably, the EEG analysis unit,
상기 뇌파검출부에서 검출된 SSVEP의 주파수를 분석할 수 있다.The frequency of the SSVEP detected by the EEG detector may be analyzed.
더더욱 바람직하게는, 상기 제어 장치는,Even more preferably, the control device,
상기 뇌파분석부가 분석한 특정 주파수를 갖는 SSVEP(Steady-State Visually Evoked Potentials)에 대응되는 객체의 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이게 하는 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부; 및A control signal generator configured to generate a control signal for moving a body part of an object corresponding to a Steady-State Visually Evoked Potentials (SSVEP) having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer in a preset manner; And
상기 제어신호 생성부에서 생성된 제어신호를 이용하여 상기 객체의 움직임을 표시하는 표시 장치를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.The controller may include a controller configured to control a display device displaying the movement of the object by using the control signal generated by the control signal generator.
바람직하게는, 상기 표시 장치는,Preferably, the display device,
TV, 컴퓨터, 노트북, 스마트 TV, 및 태블릿 PC 중 적어도 하나일 수 있다.It may be at least one of a TV, a computer, a laptop, a smart TV, and a tablet PC.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법은,In addition, a control method of a game-type rehabilitation system applying a brain-computer interface (BCI) directly to the game image according to another feature of the present invention for achieving the above object,
재활 시스템의 제어방법으로서,As a control method of the rehabilitation system,
(1) 표시 장치가, 게임영상을 표시하는 단계;(1) displaying, by the display device, a game image;
(2) 뇌파 획득 장치가, 상기 단계 (1)에서 표시되는 게임영상에 대응되는 사용자의 뇌파를 획득하는 단계;(2) acquiring an EEG of the user corresponding to the game image displayed in the step (1) by the EEG obtaining apparatus;
(3) 뇌파 분석 장치가, 상기 단계 (2)에서 획득된 사용자의 뇌파를 분석하는 단계; 및(3) the EEG analyzing apparatus, analyzing the EEG of the user obtained in the step (2); And
(4) 제어 장치가, 상기 단계 (3)에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 상기 표시 장치에서 표시되는 게임영상을 제어하는 단계를 포함하되,(4) controlling, by the control device, to control the game image displayed on the display device according to the result corresponding to the brain wave analyzed in the step (3),
상기 단계 (1)에서는,In step (1),
상기 게임영상에 표시되는 객체의 하나 이상의 신체부위가 특정 주파수로 깜빡이도록 상기 게임영상을 표시하고,Displaying the game image such that one or more body parts of an object displayed on the game image blink at a specific frequency,
상기 단계 (4)에서는,In step (4),
사용자가 해당 신체부위를 주시할 경우, 상기 단계 (2) 및 단계 (3)을 통해 획득하고 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 해당 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이도록 제어하며,When the user observes the corresponding body part, the body part is controlled to move in a preset manner according to the result corresponding to the brain wave acquired through the steps (2) and (3).
사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 신체부위의 움직임에 따른, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 이용하여 재활 훈련을 하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.The configuration features the rehabilitation training using the activation of the user's mirror nerve cells according to the movement of the body part of the object that the user selectively watches.
바람직하게는, 상기 표시 장치는,Preferably, the display device,
상기 게임영상의 진행을 위한 안내콘텐츠를 더 포함하여 표시할 수 있다.It may further include a guide content for the progress of the game image.
더욱 바람직하게는, 상기 표시 장치는,More preferably, the display device,
상기 안내콘텐츠에 해당되는 음성콘텐츠를 출력하는 음성출력 장치를 포함할 수 있다.It may include a voice output device for outputting the voice content corresponding to the guide content.
바람직하게는,Preferably,
객체의 하나 이상의 신체부위가 갖는 특정 주파수는, 신체부위와 관계없이 동일한 주파수이거나, 신체부위마다 서로 다른 주파수일 수 있다.The specific frequency of one or more body parts of the object may be the same frequency regardless of the body parts, or may be different frequencies for each body part.
바람직하게는,Preferably,
신체부위가 미리 설정된 방식으로 움직이는 게임영상은, 사용자의 재활에 도움이 되는 움직임을 포함할 수 있다.The game image in which the body part moves in a preset manner may include a movement to help the user's rehabilitation.
바람직하게는, 상기 뇌파 분석 장치는,Preferably, the EEG analysis device,
사용자가 선별적으로 객체의 특정 신체부위를 주시할 때의 뇌파를 검출하는 뇌파검출부; 및An EEG detecting unit for detecting EEG when the user selectively looks at a specific body part of the object; And
상기 뇌파검출부에서 검출된 뇌파의 주파수를 분석하는 뇌파분석부를 포함할 수 있다.It may include an EEG analyzer for analyzing the frequency of the EEG detected by the EEG detector.
더욱 바람직하게는, 상기 뇌파검출부는,More preferably, the EEG detection unit,
사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 특정 신체부위에 대응되는 사용자의 뇌파 신호에서, SSVEP를 검출할 수 있다.SSVEP may be detected from the EEG signal of the user corresponding to a specific body part of the object that the user selectively watches.
더욱더 바람직하게는, 상기 뇌파분석부는,Even more preferably, the EEG analysis unit,
상기 뇌파검출부에서 검출된 SSVEP의 주파수를 분석할 수 있다.The frequency of the SSVEP detected by the EEG detector may be analyzed.
더욱더 바람직하게는, 상기 제어 장치는,Even more preferably, the control device,
상기 뇌파분석부가 분석한 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 객체의 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이게 하는 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부; 및A control signal generator configured to generate a control signal for moving a body part of an object corresponding to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer in a preset manner; And
상기 제어신호 생성부에서 생성된 제어신호를 이용하여 상기 객체의 움직임을 표시하는 표시 장치를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.The controller may include a controller configured to control a display device displaying the movement of the object by using the control signal generated by the control signal generator.
바람직하게는, 상기 표시 장치는,Preferably, the display device,
TV, 컴퓨터, 노트북, 스마트 TV, 및 태블릿 PC 중 적어도 하나일 수 있다.It may be at least one of a TV, a computer, a laptop, a smart TV, and a tablet PC.
본 발명에서 제안하고 있는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템 및 그 제어방법에 따르면, 기존의 SSVEP를 이용한 시스템은 깜빡이는 빛을 이용하였던 것과는 달리, SSVEP의 특정 주파수를 포함하는 신호영상으로 거울신경세포를 활성화시킬 수 있는 움직이는 영상을 이용하거나, SSVEP의 특정 주파수로 깜빡이는 객체의 신체부위를 표시하고, 사용자가 주시하는 객체의 신체부위가 움직이게 되는 게임영상을 통하여, 거울신경세포를 활성화시킴으로써, 사용자의 흥미를 유도하여 영상을 주시하는 집중력을 높일 수 있으며, 이와 동시에, 사용자의 능동적인 재활 훈련이 가능하도록 할 수 있다.According to the game-based rehabilitation system and control method using the brain-computer interface (BCI) proposed in the present invention, the conventional system using the SSVEP includes a specific frequency of the SSVEP, unlike using a flashing light Using a moving image that can activate mirror nerve cells as a signal image, or displaying the body part of an object blinking at a specific frequency of SSVEP, and through the game image where the body part of the object that the user watches is moved, the mirror nerve By activating the cells, it is possible to increase the concentration of attention to the image by inducing the interest of the user, and at the same time, it is possible to enable active rehabilitation training of the user.
또한, 본 발명에 따르면, 신호영상의 주변에 신호영상에 따른 사용자의 뇌파를 이용하여 진행되는 게임영상을 표시하는 방식을 이용하거나, 객체의 신체부위가 특정 주파수로 깜빡이는 영상을 표시하고 사용자가 객체의 특정 신체부위를 주시하는 경우, 미리 설정된 방식으로 해당 신체부위가 움직이며, 객체의 움직임으로 게임이 진행되는 방식을 이용함으로써, 사용자가 게임을 즐길 수 있게 하여, 사용자의 적극적인 참여를 유도할 수 있다.In addition, according to the present invention, by using a method of displaying the game image proceeds by using the user's brain waves according to the signal image in the vicinity of the signal image, or displays the image of the body part of the object flickering at a specific frequency When the user observes a specific body part of the object, the body part moves in a preset manner and the game is progressed by the movement of the object, so that the user can enjoy the game and induce active participation of the user. Can be.
뿐만 아니라, 본 발명에 따르면, BCI 기법으로 소개되고 있는 SSVEP와, 움직이는 영상을 포함하는 신호영상으로 거울신경세포의 활성화를 동시에 활용할 수 있는 재활 시스템으로서, 재활 훈련의 효과를 더욱 높일 수 있다.In addition, according to the present invention, SSVEP which is introduced by the BCI technique and a signal image including a moving image as a rehabilitation system that can utilize the activation of the mirror nerve cells at the same time, it is possible to further enhance the effect of rehabilitation training.
도 1은 기존의 SSVEP를 이용한 시스템의 일예를 도시하는 도면.1 is a diagram illustrating an example of a system using a conventional SSVEP.
도 2는 기존의 SSVEP를 이용한 시스템을 통하여 출력된 뇌파의 주파수 분석결과를 도시하는 도면.2 is a diagram illustrating a frequency analysis result of brain waves output through a system using a conventional SSVEP.
도 3은 타인의 동작을 관찰하는 관찰자의 뇌의 일정 영역이 활성화된 것을 나타내는 사진.Figure 3 is a photograph showing that a certain area of the brain of the observer observing the movement of others is activated.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템에 있어서, 사용자가 재활 훈련을 하는 모습을 도시한 도면.4 is a view showing a user performing rehabilitation training in a game-type rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템의 뇌파 획득 장치를 도시한 도면.5 is a diagram illustrating an EEG acquisition apparatus of a game-based rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템의 표시 장치를 도시한 도면.6 is a diagram illustrating a display device of a game-based rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) according to another embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템의 블럭도를 도시한 도면.7 is a block diagram of a game-based rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) in accordance with one embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템의 전체적인 구성도를 도시한 도면.8 is a diagram showing the overall configuration of a game-based rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템의 전체적인 구성도를 도시한 도면.9 is a diagram showing the overall configuration of a game-based rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) according to another embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템에 있어서, 재활 시스템의 제어방법의 흐름도를 도시한 도면.10 is a flowchart illustrating a control method of a rehabilitation system in a game-based rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 구성을 나타내는 도면.11 is a view showing the configuration of a game-based rehabilitation system 10 applying a brain-computer interface (BCI) directly to the game image according to an embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템에 있어서, 사용자가 재활 훈련을 하는 모습을 도시한 도면.12 is a diagram illustrating a user performing rehabilitation training in a game-type rehabilitation system in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템에 있어서, 사용자가 주시하는 객체의 신체부위가 움직이는 게임영상을 도시한 도면.FIG. 13 is a diagram illustrating a game image in which a body part of an object to be watched by a user moves in a game-type rehabilitation system in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템의 블럭도를 도시한 도면.14 is a block diagram of a game type rehabilitation system in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템에 있어서, 게임영상의 일부를 도시한 도면.FIG. 15 illustrates a part of a game image in a game type rehabilitation system in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention.
도 16은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템에 있어서, 사용자가 재활 훈련을 하는 모습을 도시한 도면.16 is a view showing a user performing rehabilitation training in a game-type rehabilitation system in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to another embodiment of the present invention.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템에 있어서, 그 제어방법의 흐름도를 도시한 도면.FIG. 17 is a flowchart illustrating a control method in a game-type rehabilitation system in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention.
<부호의 설명><Description of the code>
10: 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템10: game-based rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention
100: 표시 장치100: display device
110: 신호영상 표시부110: signal image display unit
120: 게임영상 표시부120: game video display unit
200: 뇌파 획득 장치200: EEG acquisition device
300: 뇌파 분석 장치300: EEG analysis device
310: 뇌파검출부310: brain wave detection unit
320: 뇌파분석부320: brain wave analysis unit
400: 제어 장치400: control unit
410: 제어신호 생성부410: control signal generation unit
420: 제어부420: control unit
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. However, in describing the preferred embodiment of the present invention in detail, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part is 'connected' to another part, it is not only 'directly connected' but also 'indirectly connected' with another element in between. Include. In addition, "including" a certain component means that it may further include other components, except to exclude other components unless specifically stated otherwise.
도 1은 기존의 SSVEP를 이용한 시스템의 일예를 도시하는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 화면에서 특정 주파수로 깜빡이는 빛을 이용하여, 사용자의 뇌파에서 SSVEP를 검출하고, 검출된 뇌파를 컴퓨터에 전달하게 된다. 이 경우 깜빡이는 빛은 하나 이상일 수 있고, 각각 특정 주파수가 상이하여, 사용자의 뇌파에서 검출된 SSVEP의 주파수의 분석을 통하여, 사용자가 주시하는 빛이 무엇인지 알 수 있다. 각각의 깜빡이는 빛에는 미리 정하여진 신호가 있으며, 사용자가 주시하는 빛의 신호에 대응되는 장치를 원격으로 제어할 수 있는 시스템이다.1 is a diagram illustrating an example of a system using a conventional SSVEP. As shown in FIG. 1, SSVEP is detected from an EEG of a user by using light blinking at a specific frequency on a screen, and the detected EEG is transmitted to a computer. In this case, there may be one or more blinking lights, and each specific frequency is different, and through the analysis of the frequency of the SSVEP detected by the brainwave of the user, it is possible to know what light the user is looking at. Each blinking light has a predetermined signal, and the system can remotely control the device corresponding to the light signal that the user watches.
도 2는 기존의 SSVEP를 이용한 시스템을 통하여 출력된 뇌파의 주파수 분석결과를 도시하는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 깜빡이는 빛을 주시하는 사용자의 뇌파에서는, 사용자가 주시한 깜빡이는 빛이 갖는 주파수와 동일한 주파수의 SSVEP가 검출될 수 있으며, 각각 해당 주파수에서 피크가 표시된 것을 확인할 수 있다.FIG. 2 is a diagram illustrating a frequency analysis result of brain waves output through a conventional system using SSVEP. As shown in FIG. 2, in the brainwaves of a user gazing at one or more blinking lights, SSVEP of the same frequency as that of the blinking light gazed by the user may be detected, and peaks are displayed at respective frequencies. You can check it.
도 3은 타인의 동작을 관찰하는 관찰자의 뇌의 일정 영역이 활성화된 것을 나타내는 사진이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 연구결과에서는, 관찰자가 이행적 동작과 흉내 내기 동작을 관찰할 때는, 같은 동작을 정적인 그림으로 관찰할 때와는 달리 뇌의 특정 영역에서 각기 다른 활성을 보였으며, 이는 관찰한 동작에 참여하는 효과기에 달려있다고 발표되었다. 이로부터, 동작 관찰을 통해 관찰자의 뇌의 일정 영역이 활성화되는 것을 확인할 수 있고, 활성화된 거울신경세포는 관찰된 동작을 관찰자가 실제로 실행하는데 관여하는 운동회로를 강화시킴으로써, 관찰자의 실질적인 운동이 없이도 재활 훈련을 할 수 있다는 것을 알 수 있다.3 is a photograph showing that a certain region of the brain of an observer observing the motion of another person is activated. As shown in FIG. 3, the results of the study showed that when the observer observed the transitional movement and the mimicking movement, the observer showed different activities in specific regions of the brain, unlike when observing the same movement in a static picture. It is reported that this depends on the effector participating in the observed behavior. From this, motion observation can confirm that a certain region of the observer's brain is activated, and activated mirror neurons enhance the exercise circuits involved in the observer's actual execution of the observed movement, without the observer's actual movement. You can see that you can do rehabilitation training.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 사용자가 재활 훈련을 하는 모습을 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)은, 재활 시스템으로서, 게임영상과 게임영상의 주변으로 배치되어 사용자가 주시할 수 있는 신호영상을 표시하는 표시 장치(100), 표시 장치(100)에 표시되는 신호영상에 대응되는 사용자의 뇌파를 획득하는 뇌파 획득 장치(200), 뇌파 획득 장치(200)에서 획득된 사용자의 뇌파를 분석하는 뇌파 분석 장치(300), 및 뇌파 분석 장치(300)에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라 표시 장치(100)의 게임영상을 제어하는 제어 장치(400)를 포함하며, 신호영상으로 표시되는 거울신경세포 활성화를 위한 움직임에 따른, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 이용하여 재활 훈련을 하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.FIG. 4 is a diagram illustrating a user performing rehabilitation training in a game-based rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, a game-based rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is a rehabilitation system, which is arranged around a game image and a game image and is user. Acquired by the display device 100 for displaying a signal image that can be observed by the user, the brain wave acquisition device 200, and the brain wave acquisition device 200 for acquiring an EEG of a user corresponding to the signal image displayed on the display device 100. EEG analysis device 300 for analyzing the brain waves of the user, and the control device 400 for controlling the game image of the display device 100 according to the result corresponding to the brain waves analyzed by the EEG analysis device 300 In addition, according to the movement for the activation of the mirror nerve cells displayed in the signal image, the rehabilitation training using the activation of the mirror nerve cells of the user is characterized by its configuration.
본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)은, 사용자가 신호영상 표시부(110)를 주시하면, 사용자의 머리에 부착된 뇌파 획득 장치(200)를 이용하여 신호영상 표시부(110)의 신호영상의 주파수와 동일한 주파수를 갖는 SSVEP를 획득한다. 실시예에 따라서는, 뇌파 분석 장치(300)는 뇌파 획득 장치(200)에서 획득된 SSVEP의 해당 주파수를 분석하고, 이렇게 분석된 주파수를 이용하여 제어 장치(400)의 제어신호 생성부(410)에서 생성된 제어신호에 따라 제어부(420)가 표시 장치(100)의 게임영상 표시부(120)를 제어함으로써, 사용자는 신호영상을 주시하여 거울신경세포를 활성화시키는 것과 동시에 게임 진행을 통하여 적극적 참여를 통한 재활 훈련을 할 수 있게 된다.In the game-based rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention, when the user looks at the signal image display unit 110, an EEG acquisition apparatus 200 attached to the user's head ) To obtain an SSVEP having the same frequency as that of the signal image of the signal image display unit 110. According to an embodiment, the EEG analyzing apparatus 300 analyzes a corresponding frequency of the SSVEP obtained by the EEG obtaining apparatus 200, and uses the thus analyzed frequency to control the signal generator 410 of the control apparatus 400. By controlling the game image display unit 120 of the display device 100 according to the control signal generated by the user, the user observes the signal image to activate the mirror nerve cells and at the same time active participation through the game progress Through rehabilitation training through.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 뇌파 획득 장치(200)를 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 뇌파 획득 장치(200)는, 뇌파를 측정하는 하나 이상의 전극을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서는, 하나 이상의 전극을 사용자의 머리를 감싸는 형태의 장치로 구성할 수 있으며, 또는 모자에 전극을 결합시킴으로써, 모자 자체가 뇌파 획득 장치(200)가 될 수도 있다. 뿐만 아니라, 전극에는 전해질 젤을 발라서 사용할 수도 있는데, 이는 전해질 젤이 두피로부터 검출되는 뇌파를 전극에 잘 전달할 수 있도록 해주는 역할을 하기 때문이다.FIG. 5 is a diagram illustrating an EEG acquisition apparatus 200 of a game type rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the EEG acquisition apparatus 200 of the game-based rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention may include one or more electrodes for measuring EEG. It may include. According to an embodiment, one or more electrodes may be configured as a device surrounding the user's head, or by coupling the electrodes to the hat, the hat itself may be the EEG acquisition device 200. In addition, the electrode can also be used by applying an electrolyte gel, since the electrolyte gel plays a role in delivering the EEG detected from the scalp to the electrode well.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 표시 장치(100)를 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 표시 장치(100)는, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 위한 신호영상을 표시하는 신호영상 표시부(110), 및 제어 장치(400)에 따라 제어되는 게임영상을 표시하는 게임영상 표시부(120)를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 표시장치(100)는, 움직임을 포함하는 특정 주파수를 갖는 신호영상을 표시하는 신호영상 표시부(110)와, 사용자의 의도에 따른 선별된 신호영상을 이용하여 진행되는 게임을 표시하는 게임영상 표시부(120)로 구성될 수 있다.FIG. 6 is a diagram illustrating a display device 100 of a game-based rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the display device 100 of the game-based rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is for activating a mirror nerve cell of a user. It may include a signal image display unit 110 for displaying a signal image, and a game image display unit 120 for displaying a game image controlled by the control device 400. That is, the display device 100 of the game system rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention, the signal image for displaying a signal image having a specific frequency including the movement The display unit 110 and the game image display unit 120 displaying a game in progress using the selected signal image according to the user's intention.
본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 신호영상 표시부(110)는, 표시 장치(100)에 하나 이상의 표시 영역으로 구성될 수 있다. 실시예에 따라서는, 신호영상 표시부(110)는, 표시 장치(100)의 정면에 배치될 수 있으며, 사용자의 선별적인 주시가 용이하도록, 표시장치(100)의 동일한 면에 집중하여 배치되는 것이 일반적이며, 4개, 8개, 10개로 구성될 수 있다. 물론, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 신호영상 표시부(110)의 표시 영역의 개수가 상기와 같은 개수로만 한정되는 것은 아니다.The signal image display unit 110 of the game-type rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention may be configured with one or more display areas on the display device 100. According to an exemplary embodiment, the signal image display unit 110 may be disposed in front of the display device 100, and the signal image display unit 110 may be disposed on the same surface of the display device 100 so as to facilitate selective viewing of the user. It is common and can consist of four, eight or ten. Of course, in the game-type rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention, the number of display regions of the signal image display unit 110 is limited to the above number only. no.
본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 신호영상 표시부(110)는, 하나 이상의 표시 영역에 표시되는 각각의 신호영상마다 다른 주파수로 깜빡이도록 표시할 수 있다. 실시예에 따라서는, 신호영상의 주파수는 7Hz~20Hz의 주파수 영역을 이용할 수 있으나, 일반적으로 7Hz~20Hz의 주파수 영역의 경우에는 사용자가 깜빡임을 인식할 수 있기 때문에, 사용자가 눈의 피로감을 쉽게 느끼게 되므로, 사용자가 깜빡임을 인식할 수 없는 30Hz 이상의 주파수를 사용하여 사용자의 눈의 피로감을 줄일 수도 있다.The signal image display unit 110 of the game-type rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention blinks at different frequencies for each signal image displayed on one or more display areas. Can be displayed. According to an exemplary embodiment, the frequency of the signal image may use a frequency range of 7 Hz to 20 Hz. However, in the case of the frequency range of 7 Hz to 20 Hz, the user may recognize flickering, and thus the user may easily feel eye fatigue. Because the user feels, the user may reduce eye fatigue by using a frequency of 30 Hz or more, which is not recognized by the user.
본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 신호영상 표시부(110)는, 하나 이상의 표시 영역에 표시되는 각각의 신호영상마다 거울신경세포 활성화를 위한 다른 움직임을 표시할 수 있다. 실시예에 따라서는, 신호영상의 움직임은 손, 발, 머리, 팔, 다리 등을 포함하여 신체의 일부로 표시될 수 있으며, 이는 사용자가 신호영상 표시부(110)에 표시되는 신체의 움직임을 주시함으로써, 거울신경세포를 활성화시키기 위함이다. 즉, 도 6에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 신호영상은 움직이는 동작과정을 포함함으로써, 사용자의 흥미를 유발하여 집중력을 높일 수 있고, 더불어 동작을 관찰함으로써, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 통한 재활의 효과도 얻을 수 있다.Signal image display unit 110 of the game-type rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention, the activation of the mirror nerve cells for each signal image displayed on one or more display areas It can display different movements for. According to an embodiment, the movement of the signal image may be displayed as a part of the body including a hand, a foot, a head, an arm, a leg, and the like, which is observed by the user by watching the movement of the body displayed on the signal image display unit 110. To activate the mirror nerve cells. That is, as can be seen in Figure 6, the signal image of the present invention includes a moving operation process, can increase the concentration by inducing the interest of the user, and by observing the movement, rehabilitation through activation of the user's mirror nerve cells The effect can also be obtained.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 블럭도를 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 뇌파 획득 장치(200)에서 획득된 뇌파는, 뇌파검출부(310)와 뇌파분석부(320)를 포함하는 뇌파 분석 장치(300)와 연결될 수 있다. 또한, 뇌파 분석 장치(300)는, 제어신호 생성부(410)와 제어부(420)를 포함하여 구성되는 제어 장치(400)와 연결되어, 뇌파 분석 장치(300)에서 분석한 뇌파를 제어 장치(400)로 전달할 수 있으며, 제어 장치(400)는 게임영상 제어신호를 이용하여 표시 장치(100)의 게임영상 표시부(120)의 게임을 제어할 수 있다.7 is a block diagram of a game-based rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, in the game-based rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention, the EEG obtained by the EEG acquisition apparatus 200 is an EEG detection unit. It may be connected to the EEG analysis device 300 including the 310 and the EEG analysis unit 320. In addition, the EEG analysis device 300 is connected to the control device 400 including the control signal generation unit 410 and the control unit 420, and controls the brain waves analyzed by the EEG analysis device 300 as a control device ( 400, the control device 400 may control a game of the game image display unit 120 of the display device 100 using the game image control signal.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 전체적인 구성도를 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 사용자는 표시장치(100)의 하나 이상의 신호영상 표시부(110)를 선별적으로 주시할 수 있으며, 신호영상을 주시함으로써 발생되는 뇌파는 뇌파 분석 장치(300)로 전송될 수 있다. 실시예에 따라서는, 뇌파 분석 장치(300)는 사용자가 신호영상 중 하나의 신호영상을 주시할 때의 뇌파를 검출하는 뇌파검출부(310), 및 뇌파검출부(310)에서 검출된 뇌파의 주파수를 분석하는 뇌파분석부(320)를 포함할 수 있으며, 뇌파검출부(310)는, 사용자가 주시하는 하나의 신호영상에 대응되는 사용자의 뇌파 신호에서, SSVEP를 검출할 수 있다. 사용자가 특정 주파수를 갖는 신호영상을 주시하면, 신호영상의 주파수와 동일한 주파수를 갖는 뇌파가 사용자의 후두엽의 시각 피질에서 물리적으로 유도되고, 신호영상으로 유도되는 자극과 동일한 주파수를 갖는 진동 뇌파를 SSVEP라고 한다. 이러한 원리를 이용하여, 다양한 주파수를 갖는 신호영상을 선택적으로 바라보는 사용자의 의도에 따라서, 선별적으로 SSVEP의 주파수를, 특정한 주파수로 바꿀 수 있게 된다. 즉, 15Hz를 갖는 신호영상을 주시하면, 뇌파는 15Hz로 유도되며, 20Hz를 주시하면 뇌파는 20Hz로 유도되는 것이며, 이러한 원리를 이용하여 사용자의 의도에 따라서 선별적인 영상신호를 봄으로써, 사용자의 뇌파 신호에서 검출되는 SSVEP의 주파수를 조절할 수 있으며, 최종적으로 뇌파검출부(310)를 통하여 사용자에 의하여 선별된 특정 주파수의 뇌파를 검출할 수 있게 되는 것이다.8 is a diagram illustrating the overall configuration of a game-based rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, in a game-based rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention, a user may use one or more signal image display units of the display device 100 ( 110 may be selectively monitored, and the brain wave generated by watching the signal image may be transmitted to the brain wave analyzing apparatus 300. According to the embodiment, the EEG analysis device 300 is based on the EEG detection unit 310 for detecting EEG when the user looks at one signal image of the signal image, and the frequency of the EEG detected by the EEG detection unit 310 The EEG analyzer 320 may be analyzed. The EEG detector 310 may detect the SSVEP from the EEG signal of the user corresponding to one signal image that the user observes. When the user gazes at a signal image having a specific frequency, the brain wave having the same frequency as that of the signal image is physically induced in the visual cortex of the user's occipital lobe, and the oscillating brain wave having the same frequency as the stimulus induced by the signal image is SSVEP. It is called. Using this principle, it is possible to selectively change the frequency of the SSVEP to a specific frequency according to the user's intention to selectively look at the signal image having various frequencies. That is, when looking at the signal image having 15Hz, the brain wave is induced to 15Hz, when looking at 20Hz brain wave is induced to 20Hz, by using this principle to see the selective video signal according to the user's intention, The frequency of the SSVEP detected in the EEG signal may be adjusted, and finally, the EEG of the specific frequency selected by the user may be detected by the EEG detector 310.
본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 뇌파분석부(320)는, 뇌파검출부(310)에서 검출된, 사용자에 의하여 선별된 특정 주파수를 갖는 SSVEP의 주파수를 분석할 수 있다.The brain wave analysis unit 320 of the game-based rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention, detected by the brain wave detection unit 310, a specific frequency selected by the user It can analyze the frequency of SSVEP having a.
본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 제어 장치(400)는, 뇌파분석부(320)가 분석한 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 신호영상에 해당하는 게임영상 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부(410), 및 제어신호 생성부(410)에서 생성된 게임영상 제어신호를 이용하여 게임영상을 제어하는 제어부(420)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라서는, 사용자에 의하여 선별된 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 신호로서, 게임영상을 제어할 수 있는 제어신호는 사용자에 의하여 미리 지정된 복수의 조작 모드를 포함할 수 있다. 복수의 조작 모드란, 사용자가 게임영상을 진행하기 위하여 조작하는 콘텐츠로서, 게임 객체의 이동, 보유기술 등을 포함한 것이며, 신호영상과 조작 모드는 일대일로 대응되는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 게임영상의 상측에 배치된 신호영상을 주시하는 경우, 게임영상에서의 객체는 앞으로 전진하는 제어신호를 받고, 게임영상의 우측에 배치된 신호영상을 주시하는 경우, 게임영상에서의 객체는 우측으로 움직이는 제어신호를 받게 되거나, 사용자가 우측의 상측에 배치된 신호영상을 주시하는 경우 게임영상의 객체는 점프를 할 수도 있다. 물론, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 제어신호는 상기에 제시된 제어신호로만 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 제어부(420)는, 상기와 같이 제어신호 생성부(410)에서 생성된 제어신호에 따라 게임영상이 진행되도록 제어할 수 있다.The control device 400 of the game-based rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention corresponds to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the brain wave analyzer 320. A control signal generator 410 for generating a game image control signal corresponding to the signal image, and a controller 420 for controlling the game image using the game image control signal generated by the control signal generator 410. Can be. According to an embodiment, as a signal corresponding to the SSVEP having a specific frequency selected by the user, the control signal for controlling the game image may include a plurality of operation modes predetermined by the user. The plurality of operation modes are contents that the user manipulates to advance the game image, and include movement of the game object, holding technology, and the like, and the signal image and the operation mode correspond to one-to-one. For example, when gazing at the signal image disposed on the upper side of the game image, the object in the game image receives a forward control signal, when watching the signal image disposed on the right side of the game image, The object may receive a control signal moving to the right or the object of the game image may jump when the user watches the signal image disposed on the upper right side. Of course, in the game-based rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI), the control signal corresponding to the SSVEP having a specific frequency is not limited to only the control signal presented above. In addition, the control unit 420 of the game-based rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention, the control signal generated by the control signal generation unit 410 as described above Accordingly, the game image may be controlled to proceed.
도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 전체적인 구성도를 도시한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 표시장치(100)에 있어서 신호영상 표시부(110)는 10개의 표시 영역으로 구성될 수도 있으며, 사용자는 표시장치(100)의 10개의 신호영상 표시부(110)(혹은 신호영상 표시부(110)의 10개의 표시 영역) 중 하나 이상의 신호영상 표시부(110)를 선별적으로 주시할 수 있고, 해당 신호영상을 주시함으로써 발생되는 뇌파는 뇌파 획득 장치(200)를 통하여 획득된다. 이 경우, 제어신호 생성부(410)에서 생성되는 제어신호는, 10개의 신호영상 각각에 대응되는 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 신호이며, 이는 게임이 진행될 때 필요한 필수적인 조작 모드만이 아니라, 게임영상의 진행에서 활용할 수 있는 추가적인 제어신호를 더 포함할 수도 있고, 사용자의 선별적인 주시로 이루어지는 다양한 조작 모드를 통하여 게임영상 표시부(120)의 게임이 진행된다.9 is a diagram illustrating the overall configuration of a game-based rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, in the display device 100 of the present invention, the signal image display unit 110 may include 10 display regions, and the user may select 10 signal image display units 110 of the display apparatus 100. (Or at least ten signal regions of the signal image display unit 110) may selectively monitor the one or more signal image display units 110, and the brain waves generated by watching the signal image may cause the EEG acquisition apparatus 200 to Obtained through. In this case, the control signal generated by the control signal generator 410 is a signal corresponding to the SSVEP having a specific frequency corresponding to each of the 10 signal images, which is not only an essential operation mode required when the game is played, but a game. An additional control signal that may be utilized in the progress of the image may be further included, and the game of the game image display unit 120 is progressed through various operation modes consisting of selective attention of the user.
본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 표시 장치(100)는, TV, 컴퓨터, 노트북, 스마트 TV, 및 태블릿 PC 중 적어도 하나일 수 있다. 물론, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 표시 장치(100)는 상기와 같은 기기로만 한정되는 것은 아니다.The display device 100 of the game-based rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention may be at least one of a TV, a computer, a laptop, a smart TV, and a tablet PC. have. sure, In the game-based rehabilitation system 10 using the brain-computer interface (BCI), the display device 100 is not limited to the above devices.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 재활 시스템의 제어방법의 흐름도를 도시한 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 제어방법은, 표시 장치(100)가 게임영상 및 게임영상의 주변으로 배치되어 사용자가 주시할 수 있는 신호영상을 표시하는 단계(S100), 뇌파 획득 장치(200)가 단계 S100에서 표시되는 신호영상에 대응되는 사용자의 뇌파를 획득하는 단계(S200), 뇌파 분석 장치(300)가 단계 S200에서 획득된 사용자의 뇌파를 분석하는 단계(S300), 및 제어 장치(400)가 단계 S300에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라 표시 장치(100)의 게임영상을 제어하는 단계(S400)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템(10)은, 이러한 단계들을 포함하여 제어됨으로써, 신호영상으로 표시되는 거울신경세포 활성화를 위한 움직임에 따른, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 이용하여 사용자의 재활 훈련을 도울 수 있다.FIG. 10 is a flowchart illustrating a control method of a rehabilitation system in a game-based rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, in the control method of a game-based rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention, the display device 100 may include a game image and a game image. Displaying a signal image that can be placed around the user to observe (S100), the brain wave acquisition device 200 to obtain the user's brain waves corresponding to the signal image displayed in step S100 (S200), EEG analysis The device 300 analyzes the brain waves of the user acquired in step S200 (S300), and the control device 400 controls the game image of the display device 100 according to the result corresponding to the brain waves analyzed in step S300. It may include the step (S400). Game-type rehabilitation system 10 using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention, by controlling the steps including these steps, according to the movement for the activation of the mirror nerve cells displayed in the signal image, Activation of the user's mirror nerve cells can be used to assist the user in rehabilitation training.
실시예에 따라서는, 단계 S300은, 뇌파검출부(310)가 사용자가 주시하는 하나의 신호영상에 대응되는 사용자의 뇌파 신호에서 SSVEP를 검출하는 단계, 및 뇌파분석부(320)가 뇌파검출부(310)에서 검출된, 사용자에 의하여 선별된 특정 주파수를 갖는 SSVEP의 주파수를 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 단계 S400은, 제어신호 생성부(410)가 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 신호영상에 해당하는 게임영상 제어신호를 생성하는 단계, 및 제어부(420)가 제어신호 생성부(410)에서 생성된 게임영상 제어신호를 이용하여 게임영상을 제어하는 단계를 더 포함할 수도 있다.According to an embodiment, step S300, the brain wave detector 310 detects the SSVEP from the user's brain wave signal corresponding to one signal image that the user gaze, and the brain wave analyzer 320 is the brain wave detector 310 The method may further include analyzing a frequency of the SSVEP having a specific frequency selected by the user, detected in step (a). In operation S400, the control signal generating unit 410 generates a game image control signal corresponding to a signal image corresponding to the SSVEP having a specific frequency, and the control unit 420 controls the control signal generating unit 410. The method may further include controlling the game image by using the generated game image control signal.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템 및 재활 시스템의 제어방법은, 기존의 SSVEP를 이용한 시스템은 깜빡이는 빛을 이용하였던 것과는 달리, SSVEP의 특정 주파수를 포함하는 신호영상으로 거울신경세포를 활성화시킬 수 있는 움직이는 영상을 이용함으로써, 사용자의 흥미를 유도하여 영상을 주시하는 집중력을 높일 수 있으며, 이와 동시에, 사용자의 능동적인 재활 훈련이 가능하도록 할 수 있다. 뿐만 아니라, 신호영상의 주변에 신호영상에 따른 사용자의 뇌파를 이용하여 진행되는 게임영상을 표시하고, 사용자가 게임을 즐길 수 있게 하여, 사용자의 적극적인 참여를 유도할 수 있다. 또한, BCI 기법으로 소개되고 있는 SSVEP와, 움직이는 영상을 포함하는 신호영상으로 거울신경세포의 활성화를 동시에 활용할 수 있는 재활 시스템으로서, 재활 훈련의 효과를 더욱 높일 수 있다.As described above, the game-based rehabilitation system and control method of the rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention, unlike the conventional system using the SSVEP using the blinking light In addition, by using moving images that can activate mirror nerve cells with a signal image containing a specific frequency of SSVEP, it is possible to increase the concentration of attention to the image by inducing the interest of the user, and at the same time, active rehabilitation training of the user. You can make this possible. In addition, by displaying the game image proceeds by using the user's brain waves according to the signal image in the vicinity of the signal image, the user can enjoy the game, thereby inducing the user's active participation. In addition, SSVEP which is introduced as a BCI technique and a signal image including a moving image as a rehabilitation system that can utilize the activation of the mirror nerve cells at the same time, it is possible to further enhance the effectiveness of rehabilitation training.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)은, 재활 시스템으로서, 게임영상을 표시하는 표시 장치(100), 표시 장치(100)에 표시되는 게임영상에 대응되는 사용자의 뇌파를 획득하는 뇌파 획득 장치(200), 뇌파 획득 장치(200)에서 획득된 사용자의 뇌파를 분석하는 뇌파 분석 장치(300), 및 뇌파 분석 장치(300)에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 표시 장치(100)에서 표시되는 게임영상을 제어하는 제어 장치(400)를 포함하여 구성될 수 있다. 특히, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 제어 장치(400)는, 게임영상에 표시되는 객체의 하나 이상의 신체부위가 특정 주파수로 깜빡이도록 제어할 수 있고, 사용자가 해당 신체부위를 주시할 경우, 뇌파 획득 장치(200) 및 뇌파 분석 장치(300)를 통해 획득하고 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 해당 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이도록 제어할 수 있으며, 그 결과 사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 신체부위의 움직임에 따른, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 이용하여 재활 훈련을 하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a game-based rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, a game-based rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image is a rehabilitation system that displays a game image. 100, an EEG acquisition apparatus 200 for acquiring the EEG of the user corresponding to the game image displayed on the display device 100, an EEG analysis apparatus 300 for analyzing the EEG of the user acquired by the EEG acquisition apparatus 200 ) And a control device 400 for controlling a game image displayed on the display device 100 according to a result corresponding to the brain waves analyzed by the EEG analysis device 300. In particular, the control device 400 of the game-type rehabilitation system 10 to which the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to the game image, one or more body parts of the object displayed on the game image May be controlled to blink at a specific frequency, and when the user observes the corresponding body part, according to the result corresponding to the brain wave acquired and analyzed by the brain wave acquisition device 200 and the brain wave analysis device 300, the body The part can be controlled to move in a preset manner, and as a result, the rehabilitation training using the activation of the user's mirror nerve cells according to the movement of the body part of the object that the user selectively watches It is done.
본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에서는, 사용자가 포함하는 게임영상을 표시하는 표시 장치(100)를 주시하면, 사용자의 머리에 부착된 뇌파 획득 장치(200)를 이용하여 게임영상에 표시되는, 객체의 신체부위의 깜빡이는 주파수와 동일한 주파수를 갖는 SSVEP를 획득하며, 뇌파 분석 장치(300)는 뇌파 획득 장치(200)에서 획득된 SSVEP의 해당 주파수를 분석하고, 이렇게 분석된 주파수를 이용하여 제어 장치(400)의 제어신호 생성부(410)에서 생성된 제어신호에 따라 제어부(420)가 객체의 신체부위의 움직임을 표시하는 표시 장치(100)를 제어함으로써, 객체의 특정 신체부위의 움직임을 이용하여 사용자의 거울신경세포를 활성화시키는 것과 동시에 사용자의 반응으로 진행되는 게임을 통하여, 사용자는 적극적인 자세로 재활 훈련을 할 수 있게 된다.In the game-type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is applied directly to a game image according to an embodiment of the present invention, when the user observes the display device 100 displaying a game image included in the user, Using the brain wave acquisition device 200 attached to the head of the SSVEP having the same frequency as the blinking frequency of the body part of the object, which is displayed on the game image, the brain wave analysis device 300 is EEG acquisition device 200 Analyze the corresponding frequency of the SSVEP obtained in the), and the control unit 420 moves the body part of the object according to the control signal generated by the control signal generator 410 of the control device 400 using the analyzed frequency By controlling the display device 100 to display the device, the user activates the mirror nerve cells by using the movement of a specific body part of the object and at the same time through the game that proceeds in response to the user. Thus, the user can be rehabilitation training in an active posture.
실시예에 따라서는, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 표시 장치(100)는, 게임과 관련된 콘텐츠로서, 사용자가 참여하는 방법 등의 내용을 포함하는 안내콘텐츠를 표시할 수 있으며, 안내콘텐츠에 해당되는 콘텐츠, 및 그 외의 다양한 콘텐츠에 대하여 음성으로 출력할 수 있는 음성출력 장치(110)를 포함할 수도 있다. 이하 도 12에서는 안내콘텐츠와 음성출력 장치(110)에 대하여 설명하도록 한다.According to an embodiment, the display device 100 of the game-based rehabilitation system 10 that applies a brain-computer interface (BCI) directly to a game image according to an embodiment of the present invention is a content related to a game. It may display the guide content including the content, such as how to participate, and may include a voice output device 110 that can output the content corresponding to the guide content, and other various content as a voice. Hereinafter, the guide content and the audio output device 110 will be described.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 사용자가 재활 훈련을 하는 모습을 도시한 도면이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 표시 장치(100)는, 게임영상의 진행을 위한 안내콘텐츠를 더 포함하여 표시할 수 있다. 안내콘텐츠는 이하 도 15에서 설명되는, 미리 지정된 움직임 모드와 대응되는 콘텐츠로 구성될 수 있다. 객체의 신체부위가 안내콘텐츠가 제시하는 움직임을 동작하게 하기 위하여, 사용자가 객체의 특정 신체부위를 주시하게 되면, 안내콘텐츠와 대응되는 미리 지정된 움직임 모드로, 객체의 신체부위가 움직이게 된다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이 ‘칼을 휘두르고 싶으시면, 깜빡거리는 왼팔을 주시하시오.’라는 안내콘텐츠를 표시 장치(100)에 표시함으로써, 사용자는 칼을 휘두르기 위하여, 필요한 움직임의 동작이 무엇인지를 알 수 있게 되며, 사용자는 객체의 왼팔을 움직이게 하기 위하여, 깜빡이고 있는 객체의 왼팔을 주시하게 될 것이다. 이 경우, 안내콘텐츠와 대응되는 미리 지정된 움직임은 ‘왼팔의 움직임, 및 칼을 휘두르는 움직임’이 될 수 있다. 물론, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 미리 지정된 움직임 모드와 대응되는 안내콘텐츠는 상기에 제시된 안내콘텐츠로만 한정되는 것은 아니다. 도 12에서는 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)을 펜싱 동작에 적용하여 설명하였으나, 이것으로 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 얼굴의 각 부위를 움직이는 동작에 적용하여 설명할 수도 있다. 즉, 게임영상 안에서 객체로서 얼굴 영상이 제공되고, 사용자가 얼굴 영상 내의 깜빡거리는 눈을 주시하면, 눈을 움직여 윙크하는 동작이 실시되는 형태의 게임영상이 제공될 수도 있다.12 is a diagram illustrating a user performing rehabilitation training in a game-type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, the display device 100 of the game-type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image is processed. The guide content for the display may be further included. The guide content may be composed of content corresponding to a predetermined movement mode, which will be described below with reference to FIG. 15. In order for the body part of the object to operate the movement suggested by the guide content, when the user looks at the specific body part of the object, the body part of the object moves in a predetermined movement mode corresponding to the guide content. For example, as shown in FIG. 12, the display device 100 displays the guide content 'If you want to swing the knife, look at the blinking left arm', the user needs to move the necessary movement to swing the knife. You will know what it is, and the user will watch the left arm of the blinking object to move the left arm of the object. In this case, the predetermined movement corresponding to the guide content may be 'movement of the left arm and the movement of the sword.' Of course, in the game type rehabilitation system 10 in which the brain-computer interface (BCI) is directly applied to the game image, the guide content corresponding to the predetermined movement mode is not limited to the guide content presented above. In FIG. 12, the game-type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image has been described by applying to a fencing operation, but is not limited thereto. For example, it may be described by applying each part of the face to a moving motion. That is, a face image is provided as an object in the game image, and when the user watches the blinking eye in the face image, a game image of a form in which a winking operation by moving the eyes is performed may be provided.
본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 표시 장치(100)는, 안내콘텐츠에 해당되는 음성콘텐츠를 출력하는 음성출력 장치(110)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라서는, 표시 장치(100)는 음성 콘텐츠를 출력할 수 있는 음성출력 장치(110)로서 스피커를 포함할 수 있으며, 헤드셋을 연결할 수 있는 장치를 포함할 수도 있다. 물론, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 음성출력 장치(110)는 상기에 제시된 스피커, 헤드셋을 연결할 수 있는 장치로만 한정되는 것은 아니며, 다른 실시예에 따라서는, 음성출력 장치(110)는 표시 장치(100)와 별개로 구성되어질 수도 있다. 또한, 음성콘텐츠는 안내콘텐츠에 해당되는 음성콘텐츠 뿐만 아니라, 게임진행에서 필요한 다양한 콘텐츠로 구성될 수 있다.The display device 100 of the game type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention is a voice output device for outputting voice content corresponding to guide content. 110 may be included. According to an exemplary embodiment, the display device 100 may include a speaker as the voice output device 110 capable of outputting voice content, or may include a device capable of connecting a headset. Of course, in the game-type rehabilitation system 10 applying the brain-computer interface (BCI) directly to the game image, the voice output device 110 is not limited to the device that can connect the speaker, the headset presented above, According to another exemplary embodiment, the voice output device 110 may be configured separately from the display device 100. In addition, the voice content may be composed of not only the voice content corresponding to the guide content, but also various contents required for game progress.
본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 뇌파 획득 장치(200)는, 도 12에서 확인할 수 있듯이 뇌파를 측정하는 하나 이상의 전극을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서는, 하나 이상의 전극을 사용자의 머리를 감싸는 형태의 장치로 구성할 수 있으며, 또는 모자에 전극을 결합시킴으로써, 모자 자체가 뇌파 획득 장치(200)가 될 수도 있다. 뿐만 아니라, 전극에는 전해질 젤을 발라서 사용할 수도 있는데, 이는 전해질 젤이 두피로부터 검출되는 뇌파를 전극에 잘 전달할 수 있도록 해주는 역할을 하기 때문이다.The brain wave acquiring device 200 of the game-based rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image, as shown in FIG. It may include an electrode. According to an embodiment, one or more electrodes may be configured as a device surrounding the user's head, or by coupling the electrodes to the hat, the hat itself may be the EEG acquisition device 200. In addition, the electrode can also be used by applying an electrolyte gel, since the electrolyte gel plays a role in delivering the EEG detected from the scalp to the electrode well.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 사용자가 주시하는 객체의 신체부위가 움직이는 게임영상을 도시한 도면이며, 도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 블럭도를 도시한 도면이다. 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 뇌파 획득 장치(200)에서 획득된 뇌파는, 뇌파검출부(310)와 뇌파분석부(320)를 포함하는 뇌파 분석 장치(300)와 연결될 수 있다. 또한, 뇌파 분석 장치(300)는, 제어신호 생성부(410)와 제어부(420)를 포함하여 구성되는 제어 장치(400)와 연결되어, 뇌파 분석 장치(300)에서 분석한 뇌파를 제어 장치(400)로 전달할 수 있으며, 제어 장치(400)는 제어신호 생성부(410)에서 생성된 제어신호를 이용하여 객체의 움직임을 표시하는 표시 장치(100)를 제어할 수 있다.FIG. 13 illustrates a game image in which a body part of an object to be watched by a user moves in a game type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention. 14 is a block diagram of a game type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 13 and 14, in the game-type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image, the brain wave acquiring apparatus 200 may be used. The obtained EEG may be connected to an EEG analyzing apparatus 300 including an EEG detecting unit 310 and an EEG analyzing unit 320. In addition, the EEG analysis device 300 is connected to the control device 400 including the control signal generation unit 410 and the control unit 420, and controls the brain waves analyzed by the EEG analysis device 300 as a control device ( 400, the control device 400 may control the display device 100 displaying the movement of an object by using the control signal generated by the control signal generator 410.
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 뇌파 분석 장치(300)는, 사용자가 선별적으로 객체의 특정 신체부위를 주시할 때의 뇌파를 검출하는 뇌파검출부(310), 및 뇌파검출부(310)에서 검출된 뇌파의 주파수를 분석하는 뇌파분석부(320)를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 13 and 14, the EEG analyzing apparatus 300 of the game type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image is a user. May selectively include an EEG detector 310 for detecting EEG when the user observes a specific body part of the object, and an EEG analyzer 320 for analyzing the frequency of the EEG detected by the EEG detector 310. .
본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 뇌파검출부(310)는, 사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 특정 신체부위에 대응되는 사용자의 뇌파 신호에서, SSVEP를 검출할 수 있다. 사용자가 표시 장치(100)의 게임영상에 표시되는 객체에 대하여 특정 주파수로 깜빡이고 있는 신체부위를 주시할 경우, 해당 신체부위의 주파수와 동일한 주파수를 갖는 뇌파가 사용자의 후두엽의 시각 피질에서 물리적으로 유도되는데, 뇌파검출부(310)에서는 깜빡이는 신체부위의 특정주파수와 동일한 주파수를 갖는 SSVEP를 사용자의 뇌파에서 검출할 수 있게 되는 것이다.The brain wave detection unit 310 of the game-based rehabilitation system 10 to which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image is provided to a specific body part of an object that the user selectively observes. In the EEG signal of the corresponding user, the SSVEP may be detected. When the user observes a body part blinking at a specific frequency with respect to an object displayed on the game image of the display device 100, an EEG having the same frequency as that of the body part is physically in the visual cortex of the user's occipital lobe. Induced, the EEG detection unit 310 is able to detect the SSVEP having the same frequency as the specific frequency of the blinking body part in the EEG of the user.
본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 뇌파분석부(320)는, 뇌파검출부(310)에서 검출된, 사용자에 의하여 선별된 특정 주파수를 갖는 SSVEP의 주파수를 분석할 수 있다. SSVEP의 주파수를 분석하는 것은, 표시 장치(100)에서 표시되는 깜빡이는 객체의 신체부위의 주파수와 동일한 주파수를 갖는 SSVEP가 사용자의 뇌파에서 검출되었는지 여부를 확인하기 위함이다. 해당 주파수를 갖는 SSVEP가 사용자의 뇌파에서 검출되면, 제어 장치(400)에서는 객체의 해당 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이게 하는 제어신호를 생성하게 된다.The brain wave analysis unit 320 of the game-type rehabilitation system 10 to which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image is detected by the user by the brain wave detection unit 310. The frequency of the SSVEP with the particular frequency selected can be analyzed. The frequency of the SSVEP is analyzed to determine whether the SSVEP having the same frequency as the frequency of the body part of the blinking object displayed on the display device 100 is detected in the EEG of the user. When the SSVEP having the corresponding frequency is detected in the EEG of the user, the control device 400 generates a control signal for moving the corresponding body part of the object in a preset manner.
본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 신체부위가 미리 설정된 방식으로 움직이는 게임영상은, 사용자의 재활에 도움이 되는 움직임을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서는, 신체부위의 움직임은 손, 발, 머리, 팔, 다리 등을 포함하여 신체의 일부를 움직이는 구성일 수 있으며, 그 외에도 허리를 굽히는 동작, 다리를 꼬는 동작, 앞구르기를 하는 동작 등을 포함할 수도 있다. 이러한 동작은, 사용자가 표시 장치(100)에 표시되는 객체의 깜빡이는 신체부위를 주시함으로써, 객체의 해당 신체부위가 움직이도록 하여, 사용자의 거울신경세포를 활성화시키기 위함이다. 물론, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 미리 설정된 방식으로 움직이는 영상의 움직임은 상기에 제시된 움직임으로만 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 6에서는, 객체의 다리부위가 미리 설정된 방식으로 움직이는 것을 확인할 수 있으며, 사용자는 객체의 다리부위의 깜빡거림을 주시하여, 객체의 다리가 움직이도록 할 수 있고, 이러한 객체의 다리부위의 움직임을 주시하는 것을 통하여 거울신경세포의 활성화를 통한 다리부위의 재활의 효과를 얻을 수가 있다.In the game-type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is applied directly to a game image according to an embodiment of the present invention, the game image in which a body part moves in a predetermined manner is helpful for rehabilitation of a user. May include movement. According to an embodiment, the movement of the body part may be a component that moves a part of the body, including a hand, a foot, a head, an arm, a leg, and the like, in addition to a bend motion, a twisting motion, and a forward rolling motion. And the like. This operation is for activating the user's mirror nerve cell by moving the corresponding body part of the object by watching the blinking body part of the object displayed on the display device 100. Of course, in the game-type rehabilitation system 10 in which the brain-computer interface (BCI) is directly applied to the game image, the movement of the image moving in a preset manner is not limited to the above-described movement. For example, in FIG. 6, it can be seen that the leg portion of the object moves in a preset manner, and the user can watch the flickering of the leg portion of the object so that the leg of the object moves. By observing the movement of the site can be obtained the effect of rehabilitation of the leg through the activation of the mirror nerve cells.
본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 객체의 하나 이상의 신체부위가 깜빡이는 특정 주파수는, 신체부위와 관계없이 동일한 주파수이거나, 신체부위마다 서로 다른 주파수일 수 있다. 객체에서 움직임이 가능한 신체부위로서, 예를 들어 손, 발, 목, 팔, 다리, 허리 등이 깜빡거리는 주파수가 동일한 경우는, 신체부위마다 서로 다른 주파수인 경우에 비하여 본 발명의 하드웨어를 구성함에 있어서, 편리하다는 장점이 있다. 한편, 바람직한 것은 각각의 신체부위마다 다른 주파수로 깜빡이는 것인데, 이는 각각의 상이한 신체부위마다 상이한 주파수가 설정되어 있으므로, 사용자의 뇌파에서 검출되는 특정 주파수의 SSVEP만 판단하면 사용자가 주시하는 신체부위가 어느 부위에 해당하는지를 용이하게 판단할 수 있기 때문이다. 실시예에 따라서는, 객체의 팔, 다리 등 신체부위가 모두 30Hz로 깜빡일 수 있으며, 객체의 팔은 35Hz, 다리는 40Hz로 신체부위 별로 다른 주파수로 깜빡일 수도 있고, 객체의 오른팔과 관련된 A 동작은 30Hz, 객체의 오른팔과 관련된 B동작은 35Hz로, 같은 신체부위라 하더라도 관련된 동작이나 상황에 따라 각각 다른 주파수로 깜빡일 수도 있을 것이다. 또한, 동일한 신체부위인 경우에도, 표시 장치(100)에 표시되는 첫 번째 장면과, 두 번째 장면에서 각각 다른 주파수를 갖는 경우도 있을 수 있다.In a game-based rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention, a specific frequency at which one or more body parts of the object blinks is independent of the body parts. It may be the same frequency or different frequencies for each body part. In the case of a body part capable of moving in an object, for example, when the frequency of flickering of the hands, feet, neck, arms, legs, waist, etc. is the same, the hardware of the present invention is constructed as compared to the case where the body parts have different frequencies. There is an advantage in that it is convenient. On the other hand, it is preferable that each body part blinks at a different frequency. Since different frequencies are set for each different body part, the body part that the user watches is determined by judging only the SSVEP of a specific frequency detected by the user's brain waves. This is because it can be easily determined to which part. According to an embodiment, the body parts such as the arms and legs of the object may all blink at 30 Hz, the arm of the object may blink at different frequencies for each body part as 35 Hz and the legs are 40 Hz, or A may be related to the right arm of the object. The motion is 30Hz and the B motion related to the right arm of the object is 35Hz. Even the same body part may blink at different frequencies depending on the motion or situation involved. In the case of the same body part, there may be a case where the first scene displayed on the display device 100 and the second scene have different frequencies.
실시예에 따라서는, 신체부위가 깜빡이는 특정 주파수는 7Hz~20Hz의 주파수 영역을 이용할 수 있으나, 일반적으로 7Hz~20Hz의 주파수 영역의 경우에는 사용자가 깜빡임을 인식할 수 있기 때문에, 사용자가 눈의 피로감을 쉽게 느끼게 되므로, 사용자가 깜빡임을 인식할 수 없는 30Hz 이상의 주파수를 사용하여 사용자의 눈의 피로감을 줄일 수도 있다.According to an exemplary embodiment, the specific frequency at which the body part blinks may use a frequency range of 7 Hz to 20 Hz. However, in the case of the frequency range of 7 Hz to 20 Hz, the user may recognize that the user blinks. Since fatigue is easily felt, the user may reduce eye fatigue by using a frequency of 30 Hz or more, which is not recognized by the user.
본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 제어장치(400)는, 제어신호 생성부(410), 및 제어부(420)로 구성될 수 있는데, 제어신호 생성부(410) 및 제어부(420)에 대해서는, 이하에서 도 15를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.The control device 400 of the game type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image includes a control signal generator 410 and a controller 420. The control signal generator 410 and the controller 420 will be described in detail below with reference to FIG. 15.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 게임영상의 일부를 도시한 도면이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 제어 장치(400)는, 뇌파분석부(320)가 분석한 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 객체의 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이게 하는 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부(410), 및 제어신호 생성부(410)에서 생성된 제어신호를 이용하여 객체의 움직임을 표시하는 표시 장치(100)를 제어하는 제어부(420)를 포함할 수 있다. 즉, 제어 장치(400)는 제어신호 생성부(410)에서 생성된 제어신호를 제어부(420)로 전송하도록 하여, 제어 신호를 전송받은 제어부(420)가 객체의 움직임을 표시하는 표시 장치(100)를 제어할 수 있게 한다.FIG. 15 is a diagram illustrating a part of a game image in a game type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 15, the control device 400 of the game type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image is an EEG analyzer 320. The control signal generator 410 for generating a control signal for moving the body part of the object corresponding to the SSVEP having a specific frequency analyzed in a predetermined manner, and the control signal generated by the control signal generator 410. The controller 420 may be configured to control the display device 100 displaying the movement of an object by using the same. That is, the control device 400 transmits the control signal generated by the control signal generator 410 to the controller 420 so that the control unit 420 receiving the control signal displays the movement of the object. ) To control.
실시예에 따라서는, 사용자가 특정 주파수로 깜빡이는 객체의 신체부위를 주시하여 발생된, 동일한 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 신호로서, 게임영상을 제어할 수 있는 제어신호는 사용자에 의하여 미리 지정된 객체의 움직임 모드를 포함할 수 있다. 움직임 모드란, 사용자가 게임영상을 진행하기 위하여 필요한 객체의 움직임과 관련된 콘텐츠로서, 객체의 특정 신체부위가 움직이는 구성을 포함할 수 있다. 즉, 움직임 모드란, 사용자가 객체의 깜빡이는 신체부위를 주시하는 경우, 사용자가 주시한 해당 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이게 하는 제어신호를 의미한다.According to an exemplary embodiment, a signal corresponding to an SSVEP having the same frequency generated by a user watching a body part of an object blinking at a specific frequency, and a control signal for controlling a game image is an object previously designated by a user. It may include the movement mode of. The movement mode is content related to the movement of an object necessary for the user to play a game image and may include a configuration in which a specific body part of the object moves. That is, the movement mode refers to a control signal for moving the corresponding body part observed by the user in a preset manner when the user watches the blinking body part of the object.
예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이, 해당 게임화면에서 게임영상의 다음 단계로 이동하기 위하여 필요한 객체의 움직임은 오른쪽 길로 걸어가는 것이며, 게임화면에서 제시된 안내콘텐츠는,‘오른쪽 길로 가려면 오른팔을 올렸다가 내리시오’이므로, 사용자는 객체의 오른팔을 올렸다가 내려야 한다. 게임의 진행을 위하여, 사용자가 게임화면에서 40Hz로 깜빡이고 있는 객체의 오른팔을 주시하게 되면, 사용자의 뇌파에서는 객체의 오른팔과 동일한 주파수인 40Hz의 SSVEP가 검출, 분석되고, 제어신호 생성부(410)에서는 제어신호를 생성하게 된다. 이 경우, 미리 지정된 움직임 모드는, 객체의 오른팔이 올렸다가 내리는 움직임, 및 객체가 오른쪽 길로 걸어가는 움직임 등이 될 수 있다. 물론, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 제어신호는 상기에 제시된 제어신호로만 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 제어부(420)는, 상기와 같이 제어신호 생성부(410)에서 생성된 제어신호에 따라 객체의 움직임을 표시하는 표시 장치(100)를 제어하여 게임이 진행되도록 제어할 수 있다.For example, as shown in Figure 15, the movement of the object required to move to the next stage of the game image on the game screen is walking on the right road, the guide content presented on the game screen, 'to move the right arm to go to the right road Raise and lower ', so the user must raise and lower the right arm of the object. In order to proceed with the game, when the user looks at the right arm of the object flashing at 40 Hz on the game screen, the user's brain wave detects and analyzes an SSVEP of 40 Hz, which is the same frequency as the right arm of the object, and controls the signal generator 410. ) Generates a control signal. In this case, the predetermined movement mode may be a movement in which the right arm of the object moves up and down, a movement in which the object walks on the right road, and the like. Of course, in the game-type rehabilitation system 10 in which the brain-computer interface (BCI) is directly applied to the game image, the control signal corresponding to the SSVEP having a specific frequency is not limited to the control signal presented above. In addition, the control unit 420 of the game-type rehabilitation system 10 to which a brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image is generated by the control signal generator 410 as described above. According to the control signal, the display device 100 displaying the movement of the object may be controlled to control the progress of the game.
도 16은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 사용자가 재활 훈련을 하는 모습을 도시한 도면이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 표시 장치(100)에 표시되는 객체는 하나 이상일 수 있으며, 한명 이상의 사용자가 함께 게임을 진행하며 재활 훈련을 할 수도 있다.FIG. 16 is a diagram illustrating a user performing rehabilitation training in a game-based rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 16, at least one object displayed on the display device 100 of the game-based rehabilitation system 10 to which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention may be used. In addition, more than one user may play a game together and perform rehabilitation training.
본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 표시 장치(100)는, TV, 컴퓨터, 노트북, 스마트 TV, 및 태블릿 PC 중 적어도 하나일 수 있다. 물론, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 표시 장치(100)는 상기와 같은 기기로만 한정되는 것은 아니다.The display device 100 of the game-type rehabilitation system 10 in which the brain-computer interface (BCI) according to an embodiment of the present invention is directly applied to a game image is selected from among a TV, a computer, a laptop, a smart TV, and a tablet PC. There may be at least one. Of course, in the game type rehabilitation system 10 in which the brain-computer interface (BCI) is directly applied to the game image, the display device 100 is not limited to the above devices.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 그 제어방법의 흐름도를 도시한 도면이다. 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 제어방법은, 표시 장치(100)가 게임영상을 표시하는 단계(S100'), 뇌파 획득 장치(200)가 단계 S100'에서 표시되는 게임영상에 대응되는 사용자의 뇌파를 획득하는 단계(S200'), 뇌파 분석 장치(300)가 단계 S200'에서 획득된 사용자의 뇌파를 분석하는 단계(S300'), 및 제어 장치(400)가 단계 S300'에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 표시 장치(100)에서 표시되는 게임영상을 제어하는 단계(S400')를 포함할 수 있다. 즉, 단계 S100'에서는 게임영상에 표시되는 객체의 하나 이상의 신체부위가 특정 주파수로 깜빡이도록 게임영상을 표시하고, 단계 S400'에서는 사용자가 해당 신체부위를 주시할 경우, 단계 S200' 및 단계 S300'을 통해 획득하고 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 해당 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이도록 제어하며, 사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 신체부위의 움직임에 따른, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 이용하여 재활 훈련을 하는 것을 도울 수 있다.FIG. 17 is a flowchart illustrating a control method of a game-type rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 17, a control method of a game-based rehabilitation system 10 in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image according to an embodiment of the present invention may be described in detail. In step S100 ', the brain wave acquiring apparatus 200 acquires the brain waves of the user corresponding to the game image displayed in step S100' (S200 '), and the brain wave analyzing apparatus 300 in step S200'. Analyzing the acquired brain waves of the user (S300 ′), and controlling the game image displayed on the display device 100 according to a result corresponding to the brain waves analyzed in step S300 ′ ( S400 ') may be included. That is, in step S100 ', the game image is displayed such that one or more body parts of the object displayed on the game image blink at a specific frequency, and in step S400', when the user watches the body part, steps S200 'and S300' are displayed. According to the result corresponding to the brain waves acquired and analyzed through the control, the body parts are controlled to move in a predetermined manner, and the activation of the mirror nerve cells of the user according to the movement of the body parts of the object to be selectively monitored by the user Can help with rehabilitation training.
실시예에 따라서는, 단계 S300'은, 뇌파검출부(310)가 사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 특정 신체부위에 대응되는 사용자의 뇌파 신호에서 SSVEP를 검출하는 단계, 및 뇌파분석부(320)가 뇌파검출부(310)에서 검출된, 사용자에 의하여 선별된 특정 주파수를 갖는 SSVEP의 주파수를 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 단계 S400'은, 제어신호 생성부(410)가 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 객체의 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이게 하는 제어신호를 생성하는 단계, 및 제어부(420)가 제어신호 생성부(410)에서 생성된 제어신호를 이용하여 객체의 움직임을 표시하는 (100)를 제어하는 단계를 더 포함할 수도 있다.According to the embodiment, step S300 ′, the EEG detection unit 310 detects the SSVEP from the EEG signal of the user corresponding to the specific body part of the object that the user selectively monitors, and EEG analysis unit 320 The method may further include analyzing a frequency of the SSVEP having a specific frequency selected by the user, detected by the EEG detector 310. In operation S400 ′, the control signal generating unit 410 generates a control signal for moving the body part of the object corresponding to the SSVEP having a specific frequency in a preset manner, and the control unit 420 generates the control signal. The method may further include controlling 100 to display the movement of the object by using the control signal generated by the unit 410.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템 및 재활 시스템의 제어방법은, 기존의 SSVEP를 이용한 시스템은 깜빡이는 빛을 이용하였던 것과는 달리, SSVEP의 특정 주파수로 깜빡이는 객체의 신체부위를 표시하고, 사용자가 주시하는 객체의 신체부위가 움직이게 되는 게임영상을 통하여, 거울신경세포를 활성화시킬 수 있으며, 사용자의 흥미를 유도하여 영상을 주시하는 집중력을 높일 수 있고, 이와 동시에, 사용자의 능동적인 재활 훈련이 가능하도록 할 수 있다. 뿐만 아니라, 객체의 신체부위가 특정 주파수로 깜빡이는 영상을 표시하고 사용자가 객체의 특정 신체부위를 주시하는 경우, 미리 설정된 방식으로 해당 신체부위가 움직이며, 객체의 움직임으로 게임이 진행되는 방식을 이용함으로써, 사용자가 게임을 즐길 수 있게 하여, 사용자의 적극적인 참여를 유도할 수 있다. 또한, BCI 기법으로 소개되고 있는 SSVEP와, 움직이는 영상을 포함하는 게임영상으로 거울신경세포의 활성화를 동시에 활용할 수 있는 재활 시스템으로서, 재활 훈련의 효과를 더욱 높일 수 있다.As described above, the control method of the game system rehabilitation system and rehabilitation system applying the brain-computer interface (BCI) directly to the game image according to an embodiment of the present invention, the conventional SSVEP system using the flashing light Unlike the one used, the body part of the blinking object can be displayed at the specific frequency of SSVEP, and the user's attention can be activated through the game image in which the body part of the object moves. It is possible to increase the concentration of watching the image, and at the same time, it is possible to enable active rehabilitation training of the user. In addition, when the body part of the object displays an image flickering at a specific frequency and the user looks at the specific body part of the object, the corresponding body part moves in a preset manner, and how the game proceeds with the movement of the object. By using it, a user can enjoy a game and can induce active participation of a user. In addition, SSVEP, which is introduced as a BCI technique, and a game image including moving images, can be used as a rehabilitation system that can simultaneously utilize the activation of mirror nerve cells, which can further enhance the effectiveness of rehabilitation training.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention described above may be variously modified or applied by those skilled in the art, and the scope of the technical idea according to the present invention should be defined by the following claims.

Claims (40)

  1. 재활 시스템으로서,As a rehabilitation system,
    게임영상과, 상기 게임영상의 주변으로 배치되어 사용자가 주시할 수 있는 신호영상을 표시하는 표시 장치;A display device configured to display a game image and a signal image disposed around the game image and which the user can observe;
    상기 표시 장치에 표시되는 신호영상에 대응되는 사용자의 뇌파를 획득하는 뇌파 획득 장치;An EEG obtaining device for acquiring an EEG of a user corresponding to the signal image displayed on the display device;
    상기 뇌파 획득 장치에서 획득된 사용자의 뇌파를 분석하는 뇌파 분석 장치; 및An EEG analyzer for analyzing EEG of the user acquired by the EEG acquisition apparatus; And
    상기 뇌파 분석 장치에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라 상기 표시 장치의 게임영상을 제어하는 제어 장치를 포함하며,And a control device for controlling a game image of the display device according to a result corresponding to the brain wave analyzed by the brain wave analysis device.
    상기 신호영상으로 표시되는 거울신경세포 활성화를 위한 움직임에 따른, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 이용하여 재활 훈련을 하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템.A rehabilitation system of a game-type rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI), characterized in that the rehabilitation training using the activation of the mirror nerve cells of the user according to the movement for the activation of the mirror nerve cells displayed in the signal image.
  2. 제1항에 있어서, 상기 표시 장치는,The display device of claim 1, wherein the display device comprises:
    사용자의 거울신경세포의 활성화를 위한 신호영상을 표시하는 신호영상 표시부; 및A signal image display unit displaying a signal image for activating a mirror nerve cell of a user; And
    상기 제어 장치에 따라 제어되는 게임영상을 표시하는 게임영상 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템.Replay system using a brain-computer interface (BCI), characterized in that it comprises a game image display unit for displaying a game image controlled by the control device.
  3. 제2항에 있어서, 상기 신호영상 표시부는,The display apparatus of claim 2, wherein the signal image display unit comprises:
    상기 표시 장치에 하나 이상의 표시 영역으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템.A game-type rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI), characterized in that the display device is composed of one or more display areas.
  4. 제3항에 있어서, 상기 신호영상 표시부는,The method of claim 3, wherein the signal image display unit,
    상기 하나 이상의 표시 영역에 표시되는 각각의 신호영상마다 다른 주파수로 깜빡이도록 표시하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템.Replaying system using a brain-computer interface (BCI), characterized in that for each signal image displayed on the at least one display area to display at a different frequency flickering.
  5. 제3항에 있어서, 상기 신호영상 표시부는,The method of claim 3, wherein the signal image display unit,
    상기 하나 이상의 표시 영역에 표시되는 각각의 신호영상마다 거울신경세포 활성화를 위한 다른 움직임을 표시하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템.Replay system using a brain-computer interface (BCI), characterized in that for each signal image displayed in the at least one display area to display different movements for the activation of the mirror nerve cells.
  6. 제1항에 있어서, 상기 뇌파 분석 장치는,According to claim 1, The EEG analysis device,
    사용자가 신호영상 중 하나의 신호영상을 주시할 때의 뇌파를 검출하는 뇌파검출부; 및An EEG detecting unit for detecting EEG when the user looks at one of the signal images; And
    상기 뇌파검출부에서 검출된 뇌파의 주파수를 분석하는 뇌파분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템.Rehabilitation system of the game method using a brain-computer interface (BCI), characterized in that it comprises an EEG analysis unit for analyzing the frequency of the EEG detected by the EEG detection unit.
  7. 제6항에 있어서, 상기 뇌파검출부는,The method of claim 6, wherein the EEG detection unit,
    사용자가 주시하는 상기 하나의 신호영상에 대응되는 사용자의 뇌파 신호에서, SSVEP를 검출하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템.Receiving the SSVEP from the brainwave signal of the user corresponding to the one signal image that the user gaze, Game-type rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI).
  8. 제7항에 있어서, 상기 뇌파분석부는,The method of claim 7, wherein the EEG analysis unit,
    상기 뇌파검출부에서 검출된 SSVEP의 주파수를 분석하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템.Game-based rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI), characterized in that for analyzing the frequency of the SSVEP detected by the EEG detector.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어 장치는,The method of claim 8, wherein the control device,
    상기 뇌파분석부가 분석한 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 신호영상에 해당하는 게임영상 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부; 및A control signal generator configured to generate a game image control signal corresponding to a signal image corresponding to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer; And
    상기 제어신호 생성부에서 생성된 게임영상 제어신호를 이용하여 상기 게임영상을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템.And a control unit for controlling the game image by using the game image control signal generated by the control signal generation unit. The game system rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI).
  10. 제1항에 있어서, 상기 표시 장치는,The display device of claim 1, wherein the display device comprises:
    TV, 컴퓨터, 노트북, 스마트 TV, 및 태블릿 PC 중 적어도 하나인 것에 포함되는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템.A game-based rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI), characterized in that it is included in at least one of a TV, a computer, a notebook, a smart TV, and a tablet PC.
  11. 재활 시스템의 제어방법으로서,As a control method of the rehabilitation system,
    (1) 표시 장치가, 게임영상 및 상기 게임영상의 주변으로 배치되어 사용자가 주시할 수 있는 신호영상을 표시하는 단계;(1) displaying, by the display device, a game image and a signal image disposed around the game image and which the user can observe;
    (2) 뇌파 획득 장치가, 상기 단계 (1)에서 표시되는 신호영상에 대응되는 사용자의 뇌파를 획득하는 단계;(2) acquiring an EEG of the user corresponding to the signal image displayed in step (1) by the EEG obtaining apparatus;
    (3) 뇌파 분석 장치가, 상기 단계 (2)에서 획득된 사용자의 뇌파를 분석하는 단계; 및(3) the EEG analyzing apparatus, analyzing the EEG of the user obtained in the step (2); And
    (4) 제어 장치가, 상기 단계 (3)에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라 상기 표시 장치의 게임영상을 제어하는 단계를 포함하며,(4) controlling, by the control device, to control the game image of the display device according to the result corresponding to the brain wave analyzed in the step (3);
    상기 신호영상으로 표시되는 거울신경세포 활성화를 위한 움직임에 따른, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 이용하여 재활 훈련을 하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.The rehabilitation system of the game-type rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI), characterized in that the rehabilitation training using the activation of the mirror nerve cells of the user according to the movement for the activation of the mirror nerve cells represented by the signal image Control method.
  12. 제11항에 있어서, 상기 표시 장치는,The display device of claim 11, wherein the display device comprises:
    사용자의 거울신경세포의 활성화를 위한 신호영상을 표시하는 신호영상 표시부; 및A signal image display unit displaying a signal image for activating a mirror nerve cell of a user; And
    상기 제어 장치에 따라 제어되는 게임영상을 표시하는 게임영상 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.And a game image display unit for displaying a game image controlled according to the control device. The control method of a game type rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI).
  13. 제12항에 있어서, 상기 신호영상 표시부는,The method of claim 12, wherein the signal image display unit,
    상기 표시 장치에 하나 이상의 표시 영역으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.And a display area on the display device, wherein the rehabilitation system of a game system using a brain-computer interface (BCI).
  14. 제13항에 있어서, 상기 신호영상 표시부는,The method of claim 13, wherein the signal image display unit,
    상기 하나 이상의 표시 영역에 표시되는 각각의 신호영상마다 다른 주파수로 깜빡이도록 표시하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.And flashing at a different frequency for each signal image displayed on the at least one display area, the control method of a game-type rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI).
  15. 제13항에 있어서, 상기 신호영상 표시부는,The method of claim 13, wherein the signal image display unit,
    상기 하나 이상의 표시 영역에 표시되는 각각의 신호영상마다 거울신경세포 활성화를 위한 다른 움직임을 표시하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.And displaying different movements for mirror nerve cell activation for each signal image displayed on the at least one display area. 2. The control method of a game rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI).
  16. 제11항에 있어서, 상기 뇌파 분석 장치는,According to claim 11, The EEG analysis device,
    사용자가 신호영상 중 하나의 신호영상을 주시할 때의 뇌파를 검출하는 뇌파검출부; 및An EEG detecting unit for detecting EEG when the user looks at one of the signal images; And
    상기 뇌파검출부에서 검출된 뇌파의 주파수를 분석하는 뇌파분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.And a brain wave analysis unit for analyzing the frequency of the brain waves detected by the brain wave detection unit, the control method of a game-type rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI).
  17. 제16항에 있어서, 상기 뇌파검출부는,The method of claim 16, wherein the EEG detection unit,
    사용자가 주시하는 상기 하나의 신호영상에 대응되는 사용자의 뇌파 신호에서, SSVEP를 검출하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.A method of controlling a game-based rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI), characterized in that SSVEP is detected from a user's brain wave signal corresponding to the one signal image that the user watches.
  18. 제17항에 있어서, 상기 뇌파분석부는,The method of claim 17, wherein the EEG analysis unit,
    상기 뇌파검출부에서 검출된 SSVEP의 주파수를 분석하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.And controlling the frequency of the SSVEP detected by the EEG detector. The control method of a game type rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI).
  19. 제18항에 있어서, 상기 제어 장치는,The method of claim 18, wherein the control device,
    상기 뇌파분석부가 분석한 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 신호영상에 해당하는 게임영상 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부; 및A control signal generator configured to generate a game image control signal corresponding to a signal image corresponding to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer; And
    상기 제어신호 생성부에서 생성된 게임영상 제어신호를 이용하여 상기 게임영상을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.And a control unit for controlling the game image by using the game image control signal generated by the control signal generation unit. The control method of a game rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI).
  20. 제11항에 있어서, 상기 표시 장치는,The display device of claim 11, wherein the display device comprises:
    TV, 컴퓨터, 노트북, 스마트 TV, 및 태블릿 PC 중 적어도 하나인 것에 포함되는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.A control method of a game-type rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI), characterized in that it is included in at least one of a TV, a computer, a laptop, a smart TV, and a tablet PC.
  21. 재활 시스템으로서,As a rehabilitation system,
    게임영상을 표시하는 표시 장치;A display device for displaying a game image;
    상기 표시 장치에 표시되는 게임영상에 대응되는 사용자의 뇌파를 획득하는 뇌파 획득 장치;An EEG acquisition device for acquiring an EEG of a user corresponding to a game image displayed on the display device;
    상기 뇌파 획득 장치에서 획득된 사용자의 뇌파를 분석하는 뇌파 분석 장치; 및An EEG analyzer for analyzing EEG of the user acquired by the EEG acquisition apparatus; And
    상기 뇌파 분석 장치에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 상기 표시 장치에서 표시되는 게임영상을 제어하는 제어 장치를 포함하되,And a control device for controlling a game image displayed on the display device according to a result corresponding to the brain wave analyzed by the brain wave analysis device.
    상기 제어 장치는,The control device,
    상기 게임영상에 표시되는 객체의 하나 이상의 신체부위가 특정 주파수로 깜빡이도록 제어할 수 있고, 사용자가 해당 신체부위를 주시할 경우, 상기 뇌파 획득 장치 및 뇌파 분석 장치를 통해 획득하고 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 해당 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이도록 제어할 수 있으며,One or more body parts of the object displayed on the game image may be controlled to blink at a specific frequency, and when the user observes the corresponding body parts, the brain waves obtained by the brain wave acquisition device and the brain wave analysis device correspond to the analyzed brain waves. Depending on the result, the body part can be controlled to move in a preset manner.
    사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 신체부위의 움직임에 따른, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 이용하여 재활 훈련을 하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템.A game method in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image, characterized in that rehabilitation training is performed using activation of a mirror nerve cell of a user according to movement of a body part of an object that the user selectively watches. Rehabilitation system.
  22. 제21항에 있어서, 상기 표시 장치는,The display device of claim 21, wherein the display device is
    상기 게임영상의 진행을 위한 안내콘텐츠를 더 포함하여 표시하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템.A game-type rehabilitation system applying brain-computer interface (BCI) directly to the game image, characterized in that the display further comprises a guide content for the progress of the game image.
  23. 제22항에 있어서, 상기 표시 장치는,The display device of claim 22, wherein the display device is
    상기 안내콘텐츠에 해당되는 음성콘텐츠를 출력하는 음성출력 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템.And a voice output device for outputting voice content corresponding to the guide content. The game-type rehabilitation system directly applying a brain-computer interface (BCI) to a game image.
  24. 제21항에 있어서,The method of claim 21,
    객체의 하나 이상의 신체부위가 깜빡이는 특정 주파수는, 신체부위와 관계없이 동일한 주파수이거나, 신체부위마다 서로 다른 주파수인 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템.The specific frequency at which one or more body parts of the object blinks is the same frequency regardless of the body parts, or different frequencies for each body part. Rehabilitation system.
  25. 제21항에 있어서,The method of claim 21,
    신체부위가 미리 설정된 방식으로 움직이는 게임영상은, 사용자의 재활에 도움이 되는 움직임을 포함하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템.A game image in which a body part moves in a predetermined manner includes a motion to help the user's rehabilitation. The game-type rehabilitation system applying a brain-computer interface (BCI) directly to the game image.
  26. 제21항에 있어서, 상기 뇌파 분석 장치는,The method of claim 21, wherein the EEG analysis device,
    사용자가 선별적으로 객체의 특정 신체부위를 주시할 때의 뇌파를 검출하는 뇌파검출부; 및An EEG detecting unit for detecting EEG when the user selectively looks at a specific body part of the object; And
    상기 뇌파검출부에서 검출된 뇌파의 주파수를 분석하는 뇌파분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템.And an EEG analyzer for analyzing the frequency of EEG detected by the EEG detector.
  27. 제26항에 있어서, 상기 뇌파검출부는,The method of claim 26, wherein the EEG detection unit,
    사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 특정 신체부위에 대응되는 사용자의 뇌파 신호에서, SSVEP를 검출하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템.A game-type rehabilitation system using a brain-computer interface (BCI) directly applied to a game image, characterized in that SSVEP is detected from a user's brain wave signal corresponding to a specific body part of an object that the user selectively watches.
  28. 제27항에 있어서, 상기 뇌파분석부는,The method of claim 27, wherein the EEG analysis unit,
    상기 뇌파검출부에서 검출된 SSVEP의 주파수를 분석하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템.A game-type rehabilitation system applying brain-computer interface (BCI) directly to a game image, characterized in that the frequency of the SSVEP detected by the EEG detector.
  29. 제28항에 있어서, 상기 제어 장치는,The method of claim 28, wherein the control device,
    상기 뇌파분석부가 분석한 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 객체의 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이게 하는 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부; 및A control signal generator configured to generate a control signal for moving a body part of an object corresponding to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer in a preset manner; And
    상기 제어신호 생성부에서 생성된 제어신호를 이용하여 상기 객체의 움직임을 표시하는 표시 장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템.And a control unit for controlling a display device for displaying the movement of the object by using the control signal generated by the control signal generation unit. Rehabilitation system.
  30. 제21항에 있어서, 상기 표시 장치는,The display device of claim 21, wherein the display device is
    TV, 컴퓨터, 노트북, 스마트 TV, 및 태블릿 PC 중 적어도 하나인 것에 포함되는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템.A game-type rehabilitation system applying brain-computer interface (BCI) directly to a game image, characterized in that it is included in at least one of a TV, a computer, a notebook, a smart TV, and a tablet PC.
  31. 재활 시스템의 제어방법으로서,As a control method of the rehabilitation system,
    (1) 표시 장치가, 게임영상을 표시하는 단계;(1) displaying, by the display device, a game image;
    (2) 뇌파 획득 장치가, 상기 단계 (1)에서 표시되는 게임영상에 대응되는 사용자의 뇌파를 획득하는 단계;(2) acquiring an EEG of the user corresponding to the game image displayed in the step (1) by the EEG obtaining apparatus;
    (3) 뇌파 분석 장치가, 상기 단계 (2)에서 획득된 사용자의 뇌파를 분석하는 단계; 및(3) the EEG analyzing apparatus, analyzing the EEG of the user obtained in the step (2); And
    (4) 제어 장치가, 상기 단계 (3)에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 상기 표시 장치에서 표시되는 게임영상을 제어하는 단계를 포함하되,(4) controlling, by the control device, to control the game image displayed on the display device according to the result corresponding to the brain wave analyzed in the step (3),
    상기 단계 (1)에서는,In step (1),
    상기 게임영상에 표시되는 객체의 하나 이상의 신체부위가 특정 주파수로 깜빡이도록 상기 게임영상을 표시하고,Displaying the game image such that one or more body parts of an object displayed on the game image blink at a specific frequency,
    상기 단계 (4)에서는,In step (4),
    사용자가 해당 신체부위를 주시할 경우, 상기 단계 (2) 및 단계 (3)을 통해 획득하고 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 해당 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이도록 제어하며,When the user observes the corresponding body part, the body part is controlled to move in a preset manner according to the result corresponding to the brain wave acquired through the steps (2) and (3).
    사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 신체부위의 움직임에 따른, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 이용하여 재활 훈련을 하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.A game method in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image, characterized in that rehabilitation training is performed using activation of a mirror nerve cell of a user according to movement of a body part of an object that the user selectively watches. Control method of rehabilitation system.
  32. 제31항에 있어서, 상기 표시 장치는,The display device of claim 31, wherein the display device comprises:
    상기 게임영상의 진행을 위한 안내콘텐츠를 더 포함하여 표시하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.The control method of the game-type rehabilitation system applying a brain-computer interface (BCI) directly to the game image, characterized in that the display further comprises a guide content for the progress of the game image.
  33. 제32항에 있어서, 상기 표시 장치는,33. The display device of claim 32, wherein the display device is
    상기 안내콘텐츠에 해당되는 음성콘텐츠를 출력하는 음성출력 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.And a voice output device for outputting voice content corresponding to the guide content, wherein the brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image.
  34. 제31항에 있어서,The method of claim 31, wherein
    객체의 하나 이상의 신체부위가 갖는 특정 주파수는, 신체부위와 관계없이 동일한 주파수이거나, 신체부위마다 서로 다른 주파수인 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.The specific frequency of one or more body parts of an object is the same frequency irrespective of the body parts, or different frequencies for each body part. Game-type rehabilitation of the brain-computer interface (BCI) directly applied to the game image. Control method of the system.
  35. 제31항에 있어서,The method of claim 31, wherein
    신체부위가 미리 설정된 방식으로 움직이는 게임영상은, 사용자의 재활에 도움이 되는 움직임을 포함하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.The method of controlling a rehabilitation system of a game method in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image, wherein the game image moves in a predetermined manner.
  36. 제31항에 있어서, 상기 뇌파 분석 장치는,The method of claim 31, wherein the EEG analysis device,
    사용자가 선별적으로 객체의 특정 신체부위를 주시할 때의 뇌파를 검출하는 뇌파검출부; 및An EEG detecting unit for detecting EEG when the user selectively looks at a specific body part of the object; And
    상기 뇌파검출부에서 검출된 뇌파의 주파수를 분석하는 뇌파분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.And a brain wave analysis unit for analyzing the frequency of the brain waves detected by the brain wave detection unit. A control method of a rehabilitation system of a game system in which a brain-computer interface (BCI) is directly applied to a game image.
  37. 제36항에 있어서, 상기 뇌파검출부는,The method of claim 36, wherein the EEG detection unit,
    사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 특정 신체부위에 대응되는 사용자의 뇌파 신호에서, SSVEP를 검출하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.Control of a game-type rehabilitation system applying brain-computer interface (BCI) directly to the game image, characterized by detecting the SSVEP from the brain wave signal of the user corresponding to a specific body part of the object that the user selectively monitors Way.
  38. 제37항에 있어서, 상기 뇌파분석부는,The method of claim 37, wherein the EEG analysis unit,
    상기 뇌파검출부에서 검출된 SSVEP의 주파수를 분석하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.And controlling the frequency of the SSVEP detected by the EEG detector, wherein the brain-computer interface (BCI) is applied directly to a game image.
  39. 제38항에 있어서, 상기 제어 장치는,The method of claim 38, wherein the control device,
    상기 뇌파분석부가 분석한 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 객체의 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이게 하는 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부; 및A control signal generator configured to generate a control signal for moving a body part of an object corresponding to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer in a preset manner; And
    상기 제어신호 생성부에서 생성된 제어신호를 이용하여 상기 객체의 움직임을 표시하는 표시 장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.And a control unit for controlling a display device for displaying the movement of the object by using the control signal generated by the control signal generation unit. Control method of rehabilitation system.
  40. 제31항에 있어서, 상기 표시 장치는,The display device of claim 31, wherein the display device comprises:
    TV, 컴퓨터, 노트북, 스마트 TV, 및 태블릿 PC 중 적어도 하나인 것에 포함되는 것을 특징으로 하는, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 게임영상에 직접 적용한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.A control method of a game-type rehabilitation system applying a brain-computer interface (BCI) directly to a game image, characterized in that it is included in at least one of a TV, a computer, a notebook, a smart TV, and a tablet PC.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109582131A (en) * 2018-10-29 2019-04-05 中国航天员科研训练中心 The asynchronous mixing brain-machine interface method of one kind and system
CN110393527A (en) * 2019-08-12 2019-11-01 东南大学 Steady State Visual Evoked Potential method for detecting based on beamforming and CCA
CN110824979A (en) * 2019-10-15 2020-02-21 中国航天员科研训练中心 Unmanned equipment control system and method
CN113419537A (en) * 2021-07-08 2021-09-21 西安理工大学 Brain-computer fusion control method and system for autonomous movement of mobile robot
CN115381465A (en) * 2022-07-28 2022-11-25 山东海天智能工程有限公司 Rehabilitation training system based on BCI/VR and AR technologies

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120042252A (en) * 2010-10-25 2012-05-03 연세대학교 산학협력단 Rehabilitation training system with functional electrical stimulation based on steady-state visually evoked potentials
US20140200432A1 (en) * 2011-05-20 2014-07-17 Nanyang Technological University Systems, apparatuses, devices, and processes for synergistic neuro-physiological rehabilitation and/or functional development
US20140347265A1 (en) * 2013-03-15 2014-11-27 Interaxon Inc. Wearable computing apparatus and method
KR101553854B1 (en) * 2014-10-01 2015-09-17 계명대학교 산학협력단 Game-based excercise rehabilitation system and method using brain wave concentration feedback

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120042252A (en) * 2010-10-25 2012-05-03 연세대학교 산학협력단 Rehabilitation training system with functional electrical stimulation based on steady-state visually evoked potentials
US20140200432A1 (en) * 2011-05-20 2014-07-17 Nanyang Technological University Systems, apparatuses, devices, and processes for synergistic neuro-physiological rehabilitation and/or functional development
US20140347265A1 (en) * 2013-03-15 2014-11-27 Interaxon Inc. Wearable computing apparatus and method
KR101553854B1 (en) * 2014-10-01 2015-09-17 계명대학교 산학협력단 Game-based excercise rehabilitation system and method using brain wave concentration feedback

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KIM, HUI SEOK, THE EFFECT OF MIRROR NEURON SYSTEMS IN CHRONIC STROKE PATIENTS WITH ACTION OBSERVATION USING AUDIOVISUAL, 2015 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109582131A (en) * 2018-10-29 2019-04-05 中国航天员科研训练中心 The asynchronous mixing brain-machine interface method of one kind and system
CN109582131B (en) * 2018-10-29 2021-09-07 中国航天员科研训练中心 Asynchronous hybrid brain-computer interface method
CN110393527A (en) * 2019-08-12 2019-11-01 东南大学 Steady State Visual Evoked Potential method for detecting based on beamforming and CCA
CN110393527B (en) * 2019-08-12 2021-12-28 东南大学 Steady-state visual evoked potential detection method based on beamforming and CCA
CN110824979A (en) * 2019-10-15 2020-02-21 中国航天员科研训练中心 Unmanned equipment control system and method
CN113419537A (en) * 2021-07-08 2021-09-21 西安理工大学 Brain-computer fusion control method and system for autonomous movement of mobile robot
CN115381465A (en) * 2022-07-28 2022-11-25 山东海天智能工程有限公司 Rehabilitation training system based on BCI/VR and AR technologies

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