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가상현실과 바이오피드백을 이용한 정신치료

시스템 및 집중력 증진 시스템 기술개발 및

사업화 결과보고서

창업기업명 주 싸이코택: ( )

대 표 김 인 영 이 장 한: ,

한국산업기술평가원

- 2 -

결 과 보 고 서

년도 신기술창업보육 사업에 의하여 완료된 가상현실과 바이오피드백2001 (TBI) “

을 이용한 정신치료 시스템 및 집중력 증진 시스템 의 결과보고서를 별첨과 같”

이 제출합니다.

첨부 결과보고서 부 끝: 10 .

2002. 7 . 3

창업기업명 주 싸이코텍: ( )

대 표 김 인 영 이 장 한: ,

한 국 산 업 기 술 평 가 원 장 귀하

- 3 -

제 출 문

한국산업기술평가원장 귀하

본 보고서를 가상현실과 바이오피드백을 이용한 정신치료 시스템 및 집중력 증진“

시스템 의 결과보고서로 제출합니다” .

2002. 7. 3

기술개발책임자 김인영 이장한: ,

참여 기술인력 조백환:

〃 전명주:

〃 김영기:

〃 조항준:

〃 정창모:

〃 강미영:

〃 남경림:

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요 약 서

항 목 현 황

일 반 현 황

설립일 자본금 천만원O ( ) : 2001. 7. 26 (5 )총 종업원수 경영 사무 연구O : / 2, 6사업장현황 서울 성동 행당 한양대학교 제 의학관O : 1 307,

308, 309

개 발 현 황

집중력 증진 가상현실 콘텐츠 개발완료O집중력 증진 인지훈련 콘텐츠 개발완료O바이오피드백 모듈 개발 완료O사용자 친화적 생체신호 측정기 개발완료O집중력 증진 기반 게임 개발중O PC집중력 증진 기반 게임 개발중O PDA

양산체제등설비구축현황

의 경우 대전에 위치한 주 락싸와 서울 구로동의O H/W ( )주 바이오넷에서 위탁생산체제를 구축하였고 의 경우 서울( ) , S/W성수동 주 챔프월드에서 대량생산체제를 구축하였다( ) .

사업화 현황

매출실적O올해 상반기까지는 개발이 당초 예정보다 지연되는 이유로H/W이렇다할 매출실적이 없는 상황이며 하반기에 매출실적이,기대된다.홍보O의학전문 포탈사이트 업체인 주 과의 로 이미( )Imnet21 MOU사이트 홍보에 돌입하였으며 여러 전시회에 참가하여 폭발적인,반응을 얻어내고 있어 향후 매출이 낙관적이다.

대외기관 인증특허 외부자금/활용현황

특허O본 과제를 진행하면서 다음과 같은 특허를 신규로 출원중이다.특허명 바이오피드백과 게임을 이용한 용 집중력 증진: PDA프로그램

벤처캐피탈 투자 현황O현재 한림창투와 벤처캐피탈 투자유치를 위해 협의중

기 타 사 항

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목 차

기술개발 및 사업화 목적과 중요성I.

집중력 증진 시스템 개발의 중요성1.

국내외 관련 기술의 문제점 및 전망2

기술개발 내용II.

제품의 개요1.

개발제품명1.1

제품개요1.2

제품 콘텐츠1.3

제품구동의 원리1.4

바이오피드백 모듈1.5

뇌파분석 프로그램1.6

기능 및 특징1.7

제품의 사양1.8

설계내용2.

전체 소프트웨어2.1 Flow

사용자 친화적 뇌파측정기2.2

제조공정도3.

뇌파측정기 제조 공정3.1

제조 공정3.2 S/W

양산 원가계산과 기존제품과의 가격비교4.

양산원가 계산4.1

기존제품과의 가격비교4.2

성능평가 및 선진국 제품과의 성능 비교5.

임상평가5.1

선진국 제품과의 성능비교5.2

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양산개발시 애로상황 및 해결과정6.

바이오피드백에 관한 기술자료의 부족6.1

뇌파측정장비의 개발 및 품질 문제6.2

양산사업화 추진 내용III.

추진경과1.

매출 실적과 향후 년간 계획2. 3

매출실적2.1

향후 예상 매출액2.2

사업화 추진과정상 애로사항 및 해결과정3.

임상실험3.1

시장상황 파악3.2

기대효과IV.

관련산업에의 파급효과1.

수입대체 효과2.

첨부자료V.

당사관련 기사1.

홍보관련 카달로그 사본 전시회 등2. ( )

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기술개발 및 사업화 목적과 중요성I .

집중력 증진 시스템 개발의 중요성1.

주의집중력은 모든 학습과 정보처리에 기초가 되는 기본적인 인지능력으로서 이러

한 능력이 부족하거나 나아가 장애를 가지게 되면 집중하는 것 듣는 것 그리고 기, ,

억하는 것에 어려움이 따른다 즉 집중력상에 문제를 지닌 사람들은 주의가 산만하.

고 부주의하고 충동적이며 지나치게 활동적이며 정서가 불안정하고 낮은 자존감, , , ,

을 형성하게 되는데 이런 문제가 심각해지면 학습하는 것 일을 지속하는 것 시작, , ,

한 일을 끝마치는 것 또는 친구를 사귀고 유지하는 것에 문제를 드러내고 사회적으

로 부적응을 유발하게 된다.

이처럼 주의집중력의 문제는 단순히 학업성취의 문제만을 유발하는 것이 아니라 개

인으로 하여금 부정적인 자아상을 형성하게 만들며 또한 사회적 관계형성 및 대인

관계에 영향을 미치게 된다 따라서 소아정신의학분야에서는 이러한 주의력결핍 과. ,

다행동 충동성을 주요특징으로 하는 장애를 주의력결핍 과잉행동장애 라 하, (ADHD)

여 전문적인 약물치료나 행동치료 등의 기법을 사용하여 조기에 전문적인 관심과

치료를 받을 것을 강조하고 있는데 최근 결과 이상복 에 의하면 이와 같은, ( , 1996)

장애로 진단되는 아동은 대략 학령기 아동의 약 정도로 초등학교 저학년 학급당8%

평균 명에 해당한다고 한다 미국의 주의력 결핍장애 학회의 발표에 따르면 미3-4 .

국의 경우 약 명에 이르고 있다고 보고되고 있다 여기에 질병으로는 분8,000,000 .

류되지 않지만 집중력이 부족하여 사회생활에 문제가 있는 사람까지 포함된다면 그

수는 기하급수적으로 증가한다.

주의집중력상에 문제를 지니게 되면 일차적으로 주의지속력의 저하 부주의 산만, ,

성 과잉행동 충동성과 같은 특성을 드러내게 되는데 이러한 인지 행동적 결핍들, , ,

은 아동의 교육환경 및 사회환경과 상호작용하여 이차적인 문제를 야기한다 즉 이.

차적으로 학업부진 또래관계의 악화 낮은 자존감 품행 장애 학교생활에서의 적, , , ,

응곤란 부모 및 교사와의 관계악화 등 행동적 정서적 학업적 사회적 문제가 동, , , ,

반되며 반사회적 행동 약물남용의 위험성이 증가한다고 한다 특히 주의력상에 문, , .

제를 지닌 아동은 충동을 조절하는데 어려움이 있고 불규칙적이기 때문에 타인과

게임을 하거나 공동과제를 수행하는 집단상황에서 충동성을 억제하는데 실패하고

결과에 대한 고려없이 행동함으로서 또래나 그 밖의 주변인들에게 불쾌감을 주게

되고 부정적인 인상을 형성하게 된다 즉 주의력에 문제를 지닌 아동은 사회적 상.

황에서 중요한 타인 특히 어머니 교사 또래들과의 상호작용에서 매우 부적절하고, , ,

공격적이며 문제를 많이 일으키는 것으로 나타났고 특히 남아의 경우 이러한 특징

들이 더욱 뚜렷하게 드러난다고 하였다.

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최근 컴퓨터 성능의 놀라운 발전으로 인해 의학 재활 교육 등에 있어서 많은 어, , ,

플리케이션을 가능하게 하였다 특히 가상현실 기술은 의학에 있어서 새로운 전환. ,

점을 마련할 수 있게 되었는데 가상현실치료는 그 좋은 예라고 할 수 있다 고소공, .

포증 대인공포증 폐쇄공포증 등의 정신장애에 주로 적용 되는 가상현실치료는 노, ,

출치료를 그 배경으로 삼고 있다 노출치료는 주로 환자로 하여금 공포증을 유발하.

는 장면을 상상하도록 하거나 직접 그런 자극을 주도록 하여 치료하지만 임상의의, ,

지시에 의해 환자가 상상하는데 한계가 있으며 실제상황에 노출될 때에는 위험한,

경우가 있고 또한 치료절차의 까다로움과 비용이 많이 든다는 단점이 있다 기존의, .

노출치료에 비해 가상현실치료에서는 환자가 공포증을 유발하는 자극에 쉽게 돌입

할 수 있고 위험성이 덜하며 절차의 번거로움이나 비용면에 있어서도 장점을 가지, ,

고 있다.

최근 는 주의력 결핍 및 과잉행동 장애Rizzo (Attention Dificit Hyperactivity

를 가진 아동을 대상으로 주의력을 측정하고 훈련을 시킬수 있는Disorder, ADHD)

가상환경 교실을 제안하였다 이는 가상환경이 주의력에 대한 평가뿐만 아니라 인.

지훈련에 있어서도 적용가능하고 실제상황에서도 바람직한 효과를 이끌어 낼수 있,

다는 결과를 보여주고 있다 아동들을 치료하기 위한 일반적인 치료방법으로. ADHD

약물치료가 널리 이용되고 있으나 모든 아동들에게 그 치료효과가 일반적이지 않,

고 사회활동이나 학업수행에 있어서 문제점을 나타내는 등의 부작용이 일어날 수,

있으며 약물치료후 효과의 지속성에 의문이 제기 되고 있는 상태이다 이러한 약물, .

치료의 단점을 보완하는 치료방법인 행동수정기법에 있어서 많은 연구가 진행되어

그 효과에 대한 타당성을 입증 하였고 약물치료와 병행될 때에 그 효과가 배가된,

다는 결과가 도출되었다 그러나 행동수정기법 역시 복잡한 절차를 따르고 있으며. ,

많은 시간과 비용이 드는 단점이 있다.

또한 한국 일본 등의 동양에서는 부모들의 학구열이 매우 높다 최근에는 중 고, , . ㆍ

등학교뿐만 아니라 초등학생 심지어 유치원생에게까지 고액과외를 시키는 등 부모

들의 자식에 대한 애정은 남다르다 할 수 있다 이러한 학구열에 편승해 년대 중. 90

후반에 유행했던 기능적 뇌파 유도를 이용한 집중력 향상 제품이 국내에서만 매ㆍ

년 이상의 시장확대를 이루어 년에는 억원 이상의 국내 시장을 보유100% 97 400

하고 있었다 최근에는 단순한 기능적 뇌파 유도 외에도 여러 가지 방법을 이용한.

집중력 향상 제품이 출시되고 있다.

따라서 가상현실과 바이오피드백을 이용한 집중력 증진 시스템의 개발은 이러한,

사회적 경제적 요구에 부합한다 할 수 있다, .

- 9 -

국내외 관련 기술의 문제점 및 전망2.

미주지역에서 판매되고 있는 주의력 결핍 및 과잉행동 장애(Attention Deficit

아동의 치료를 위한 집중력 향상 시스템인Hyperactivity Disorder)

와 등은 약물치료가 가질 수 있는 한계점인 여BioGraph&ProComp Captain’s Log

러 가지 부작용 등을 줄일수 있는 인지 행동치료로서의 가치가 보고되고 있으나,ㆍ

단순한 애니메이션을 이용함으로써 사용자로 하여금 지루하게 하고 싫증까지 유발

할 수 있어서 집중력 향상에 문제점을 드러내고 있으며 복잡한 인터페이스도 사용,

에 어려움을 주고 있다 뿐만 아니라 사의 등과 같은 제품도. , East3 Attention Trainer

바이오피드백을 이용한 집중력 증진 및 치료 시스템이나 마찬가지로 단순한 애니,

메이션을 이용한 사용자 피드백으로 지루함을 유발할 수 있으며 가격이 고가여서,

일반인들이 구매하기에 무리가 있다 국내의 경우에 간단한 시각적 제시나 뇌파 유.

도에 의한 두뇌 개발 시스템이 개발되기도 하였지만 실시간으로 사용자의 상태를,

확인할 수 있는 바이오피드백 등의 장치가 없고 치료 효과 또한 신뢰성측면에서,

많은 문제점을 보이고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서는 사용자에게 좀더 몰입할 수 있고 집중을 유도,

할 수 있는 가상현실이나 게임의 특성을 적절히 활용해야 하고 장비의 소형화, 3D ,

및 대량생산등으로 원가를 절감하여 저가로 개발하면 의료용 뿐만 아니라 충분히

가정용으로 사용이 가능하며 장비를 통해서 사용자의 집중력에 대한 임상적 평가를

가정에서 확인 할 수 있다.

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기술개발 내용II.

제품의 개요1.

개발제품명 가칭1.1 : A-Up ( )

제품개요1.2

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당사가 개발중인 집중력 증진 시스템은 두부장착형 디스플레이 장치(Head

흑은 셔터 글라스 등을 이용한 가상현실 과Mounted Disply, HMD) (Virtual Reality)

뇌파 를 이용한 바이오피드백 장치 및 네트웍 기술을 종합하여(EEG) (Biofeedback) ,

심리학적 근거에 의한 다양한 콘텐츠를 기반으로 사용자의 집중력을 증진시키는 시

스템이다.

제품 콘텐츠1.3

첨단 공학 기술 심리학 및 의학을 기반으로 한 집중력 증진 시스템은 크게 인지훈,

련 과제와 바이오피드백 과제로 구성되어 있다 인지훈련 과제는 심리학적으로 세.

분화된 각각의 주의집중력 를 증진시킬 수 있는 과제로서 고차적인 인지category ,

기능에서 복잡한 신경과학으로의 방식이라고 할 수 있다 바이오피드백Top-Down .

과제는 뇌파정보의 실시간 측정 및 분석을 통한 사용자 스스로의 집중력 증진 훈련

을 말하며 신경과학적 개념에서 상위의 인지기능으로의 방식이라고 할, Bottom-Up

수 있다.

인지훈련과제1.3.1

집중력 증진 시스템에서 심리학적 측면에서 집중력을 몇 가지 카테고리로 분류하o,

각각의 카테고리에 해당하는 집중력을 기를 수 있는 콘텐츠들이 모듈화 되어 ldT

다 그 중 인지 훈련과제는 시각비교과제 시각지속과제 사고 전환과제로 구성되어. , ,

있다.

시각비교과제>〈

시각지속과제>〈

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사고전환과제〈 〉

바이오피드백과제1.3.2

당사의 집중력 증진 시스템에서는 뇌파 를 측정 분석하여 사용자로 하여금(EEG) , ,

자신의 집중정도를 실시간으로 파악하게 하여 사용자 스스로 노력하여 보다 더 집,

중할 수 있도록 유도한다.

공룡알 부화〈 〉

케이블카 타기〈 〉

- 13 -

집중력 사격하기〈 〉

개발중1.3.3 Pice Land ( )

란 사방이 얼음으로 둘러싸인 가상의 나라에서 사용자가Pice(Peace + Ice) Land

팽권 북극곰 등의 캐릭터들이 되어 여러 가지 환경에서 경합을 하며 주의집중력, , ,

을 기를 수 있는 새로운 콘텐츠이다.

는 현채 엔진을 이용하여 그래픽으로 구현중이며 네트Pice Land Lithtech Full 3D ,

웍 기능을 강화하여 여러 사람이 동시에 게임을 하면서 서로의 주의집중력을 겨룰, ,

수 있도록 구성중이다.

기존에 구축되어진 콘텐츠와 같이 에서도 인지훈련과 바이오피드백 훈련Pice Land

을 동시에 수행하여 주의집중력을 다각적으로 증진할 수 있는 콘텐츠라 할 수 있

다.

캐릭터 펭귄 아기북극곰 일본식 애니메이션 디자인: , ( )

기저선을 측정후 게임하기전에 캐릭터 선택

기본적으로 컴퓨터와 하는 것뿐만 아니라 멀티가 되게 한다 인 경쟁, (2 )

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단 계 내 용기 타

Psycholgical(attention) Factor

단계1유리상자 탈출 막: (대기)

누가 먼저 적의 캐릭터를빨리 물속으로 빠뜨리게하나

집중력 화롯불 부채질 속도:sustained attentionselective attentionTask Training, Shapingcompetition

단계2썰매 타기 막대: (기)

경주장 형식 디자인직접 몸으로 타기팽귄 배부분으로 타기:·북극곰 엉덩이로 타기:달릴 때는 인치시점으로1

집중력 썰매속도:sustained attentionselective attentionTask Training, Shapingcompetition

단계3팽이 줄: ( )

캐릭터가 장난감직접 캐릭터가 팽이형태로변하거나 팽이속에 캐릭터가들어가서 같이 돌아가는느낌

집중력 팽이속도 되살리기: ,sustained attentionselective attentionTask Training, Shapingcompetition

단계4빙벽 타기 줄: ( )

빙벽 올라가기 경주

집중력 등반속도:sustained attentionselective attentionTask Training, Shapingcompetition

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- 16 -

단계 유리상자 탈출 예시1 ( )

기저선 측정 이글루에 들어가기 전에 이글루의 문양을 보면서 기저선 측정:•

기저선 측정후 가지 캐릭터중에서 자신이 원하는 캐릭터 선택후 이글루를 들어2•

가게 됨

연습게임 없는 것이 좋을 듯 얼음위에 유리상자에 갇힌 캐릭터를 구출하기 위( ) :•

해서는 불이 있는 것을 부채질을 빨리 해서 구출하게 함

자신이 선택한 캐릭터에 한쪽 유리상자에 갇혀 있음 간단히 집중력을 빨리 해서.•

자신을 캐릭터를 빨리 구출하는 경쟁 게임 상대방 컴퓨터나 다른 사람 보다 늦게, ( )

구하게 되면 캐릭터가 접점 힘이 쇠약해져 활동이 멈추게 됨 유리상자속의 캐릭터.

는 갖가지 표정을 짓거나 춤을 추고 있음 유리상자를 탈출하게 되었을 경우 유리.

상자속의 캐릭터가 기뻐하거나 사랑스러운 표정을 짓게 됨

시소게임 자신의 캐릭터와 상대방의 캐릭터와 반대편에 서 있음 집중을 하면: .•

할수록 저울추의 무게가 단계별로 올라가서 시소가 자신의 방향으로 기울어 짐 과.

일과 같은 아이템이 하나씩 먹게되는 것이 좋을 방향 과일을 일정수 개정도 다, (10 )

먹게 되면 그 게임을 이기게 된다 여기서 집중력 요소는 집중을 할수록 저울추가.

기울어 지게됨으로써 과일을 먹게됨 체중이 올라감 캐릭터의 배 부위가 조금씩 부( ,

풀어 올라가는 느낌으로 디자인)

빙판 줄다리기 게임 한 줄의 양면에 두 캐릭터가 묶여 있다 주의력이 높을수록: .•

자신의 방향으로 줄이 당겨져와 생선을 한 마리씩 먹게된다 생선을 개 모두 먹. 10

게되면 게임이 종료된다.

슈퍼몽키가 공이 도구라면 여기서는 막대기 나 줄 모양이 도구로서 역(rod) (rope)※

할

- 17 -

제품구동의 원리1.4

바이오피드백이란 바이올로지 피드백 의 합성어로써 생체의(Biology) + (feedback)

신경생리상태 등을 어떤 형태의 자극정보로 바꾸어서 그 생체에 다시 전달하는 조

작을 말한다 일반적으로 바이오피드백은 뇌파 근전도 심전도 등 생체신호 혹은. , ,

생체정보를 실시간으로 측정 분석하여 사용자에게 피드백 함으로써 의, , (feedback) ,

도적으로 신체상의 기능을 원하는 방향으로 전환하도록 하는 것이다 이러한 바이.

오피드백 기법은 고혈압 긴장성 두통 편두통 부정맥 간질 전식 불안 신경증, , , , , , ,

불면증 뿐만 아니라 년대 이후로 집중력이 부족한 사람들을 치료하는 기법으, 1970

로 널리 사용되어 왔으며 그 효과에 대한 보고도 꾸준히 이루어지고 있다, .

바이오피드백의 다이어그램>〈

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바이오피드백 모듈1.5

뇌파 센서로부터 뇌파신호를 로 받아들임- RS-232C

뇌파 전처리 과정-

필터링 대역i) Band-Pass Filtering : - 3~45 Hz

ii) Notch Filtering : 60 Hz, 120 Hz, 180 Hz

주파수 영역 분석-

i) Theta : 4-8 Hz

ii) Alpha : 8-12 Hz

iii) SMR : 12-15 Hz

iv) Beta : 15-18 Hz

피드백 방법-

i) Beta Threshold = Base line Mean + Standard Deviation * Gain

파의 가 보다 높으면 피드백 함: Beta Amplitude Beta Threshold .

즉 파는 억제시키고 파는 강화함: , Theta , Beta

즉 파는 억제시키고 파는 강화함: , Theta , SMR

위 가지 방법을 혼합하여 사용하여 종합적으로 집중력이 향상되었다고 판단되iv) 3

었을 때 사용자에게 피드백 함, .

가상현실 및 게임과의 연동-

등의 인터넷 프로토콜로 실시간으로 가상현실과 바이오피드백 모듈i) TCP/IP, UDP ,

을 연동하도록 함.

- 19 -

- 20 -

뇌파분석 프로그램1.6

매 회기마다 사용자가 어느정도의 집중력이 향상되고 있는지를 판단하도록 하는-

프로그램을 개발하였다.

다채널 뿐만 아니라 교육센터용 집중력 증진 시스템을 위하여- EEG , , ECG, GSR,

등 여러 가지 생체 신호도 분석 판단할 수 있도록 구성하였다SKT, EOG , .

문턱치 방법 일정한 를 적용하여 사용자의 집중도를 함i) : Threshold Scoring .

- Parameter Value apply threshold (High, Medium, Low)

- Scoring (0~100) : Define Level (A, B, C, D, E, N)

트렌드 방법 일정 기간동안의 생체신호를 종합적으로 분석하여 사용자의 집중ii) : ,

도의 를 분석함Trend .

각 회기동안 획득한 생체신호 전반에서 를 분석함- Trend .

파라미터를 정규화하여 분석함- .

집중력 분석 장면〈 〉

- 21 -

기능 및 특징1.7

주요기능1.8.1

다양한 집중력 증진 콘텐츠 제공-

심리학적 근거에 의한 인지훈련 및 바이오피드백 훈련으로 다각적인 집중력 증진을

꾀할 수 있도록 한다.

뇌파 데이터 저장 및 전송-

당사의 집중력 증진 시스템은 측정한 뇌파 데이터를 시리얼 포트 혹은(EEG) USB

포트로 에 전송 및 저장할 수 있고 데이터 값을 화면에 그래프로 표시할 수 있PC

다 뿐만 아니라 에 저장된 데이터를 등의 네트웍을 통하여 중앙 센터. , PC TCP/IP

로 전송하여 실제 임상의나 전문가에 평가 및 조언을 받을 수 있도록 한다.

집중력 향상 정도 평가-

사용자가 집중력 증진 시스템을 이용할 때마다 사용자의 수행기록이 에 저장되PC

며 각 과제 수행시 반응의 오류를 각 과제 수행시 반응시간 뇌파 상에서의 집중, , ,

정도를 종합적으로 분석하여 사용자의 집중력 향상 정도를 평가할 수 있도록 한다.

훈련스케줄 편집 기능-

사용자가 상에서 달력을 이용하여 매일 매일의 훈련스케줄을 편집할 수 있도록PC ,

도와주며 컴퓨터가 스스로 사용자의 상태에 따라서 스케줄링을 할 수 있도록 하는,

모듈을 제공한다.

웹을 통한 다양한 서비스 제공-

다양한 정보 및 서비스를 내용으로 하는 홈페이지를 제작하여 적극 활용 하며 다,

음과 같은 서비스를 제공한다 자사제품 홍보 집중력 증진 시스템 멤버쉽 서비스. , ,

플래시를 이용한 집중력 증진 서비스 부모용 교육정보 서비스 인터넷을 통한 각종, ,

아동 청소년 검사 데모 프로그램 제공, .

특징1.8.2

사용자 친화적인 뇌파측정장치-

기존의 뇌파 혹정 장치는 전극과 두피 사이에 젤을 바르는 등 사용자로 하여금 불

편함을 유발했다 그러나 당사의 집중력 증진 시스템에서는 젤을 바르지 않고 간편.

하게 뇌파를 측정하는 헬멧형 뇌파측정장치를 사용한다.

- 22 -

제품의 차별화-

집중력 증진 시스템을 필요로 하는 수요는 다양한 부류로 구분되어 있기 때문에 부

득이 하게 사양이 다른 제품으로 차별화 하여 시장을 공략한다.

즉 수험생 청소년 초등학생 등이 가정에서 쉽게 사용할 수 있는 일반 사용자용과, , ,

중 대형 아동 및 청소년 교육센터 병원 정신과 정신 치료센터 심리치료 센터 등, , , ,

에서 사용할 수 있는 센터용 그리고 수십 수백명의 회원을 보유한 교육센터가 한, ,

번에 여러명의 사용자를 관리할 수 있도록 하는 멀티형 센터용으로 크게 가지로3

구분한다.

게임성과 훈련성-

그래픽을 이용한 가상현실과 게임으로 사용자로 하여금 지루함을 유발하지Full 3D

않고 지속적으로 몰입하여 집중력을 증진 시킬 수 있으며 실제 사용자로 예상되는,

수험생 청소년 초등학생들에게는 게임성에 있어서 만족을 느끼게 하며 실제 구매, , ,

자로 예상되는 학부모들에게는 집중력 훈련이라는 면에서 만족을 느끼게 한다.

- 23 -

제품의 사양1.8

- 24 -

- 25 -

설계내용2.

본 과제는 소프트웨어가 주를 이루는 과제이며 하드웨어는 외주제작업체와 협력하,

여 개발하였다 따라서 전체 소프트웨어 와 하드웨어 도면을 삽입한다. flow .

전체 소프트웨어2.1 Flow

- 26 -

파일을 실행함1. Run : *.exe

2. Screen 1

소프트웨어의 특성상 특정 개인을 위한 것 이므로 이 단계에서A. Name Entry : ,

사용자가 자신의 네임을 고르는 화면으로 들어가는 것이 좋다.

소프트웨어의 옵션 항목을 설정하기 위한 것B. Option :

종료C. Exit :

3. Screen2

이 스크린은 를 통해서 들어오게 된다 의 는 하A. Name Entry .( 2-A Name Entry

나의 버튼에 해당한다고 보면 된다. )

새로운 유저를 등록한다B. New : .

리스트로부터 유저를 선택하고 로드한다 당연히 이전까지의 학습 결과C. Load : .

데이터 역시 로드 되어야 한다.

4. Screen3

를 수행한 후에 나타난다A. Screen2 .

여기에서 유저는 자신이 새롭게 만들거나 선택한 으로 학습을 하거나 이B. Name ,

전까지의 학습 결과를 볼 수 있도록 한다.

싱글 플레이를 한다C. Single : .

멀티 플레이를 한다 보다 자세한 논의가 필요D. Multi play : .

지금까지의 학습 결과를 일목요연하게 표시해주도록 한다E. View : .

이전 단계인 로 돌아간다F. Back : Screen2 .

5. Single

은 유저가 자신이 원하는 스테이지를 플레이 할 수 있도록 하거나 순차A. Single ,

적으로 플레이 할 수 있도록 하게 할지를 확정 지어야 한다 여기에서는 스테이지.

를 선택하는 과정으로 나타내고 있다.

자신이 플레이 할 스테이지를 선택한다B. Select : .

로딩 화면이다 가급적이면 유저들에게 안정감을 줄 수 있거i. Game Loading : . ,

나 어떠한 집중을 유도하는 측면에서 디자인하는 것이 좋다, .

기저선 측정 자신이 선택한 스테이지에서 최초로 하는 일은 바로 기저선을 측ii. :

정하는 일이다.

진행 게임 학습 을 진행한다 스테이지 마다 제한시간 등이 모두 다르iii. Game : ( ) . , ,

게 실정이 되어 있다.

종료 게임 학습 을 완료한다 역시 로딩 스크린이며 이 화면 역시 유저iv. Game : ( ) .

에게 안정감을 줄 수 있고 긴장을 완화시키거나 하는 학습의 연장선에 놓일 수 있,

도록 하는 것이 좋다.

- 27 -

결과 화면 자신의 학습 수행 결과를 보여준다 결과의 항목은 게임 자체를 진v. : .

행한 결과와 자신의 집중도의 변화 정도를 그래프나 수치로 표시한 결과 등 다양,

하게 표시할 수 있으므로 이 역시 확정되어야 한다, .

C. B ~ 까지의 단계를 반복한다G .

이전 화면으로 돌아간다D. Back : .

사용자 친화적 뇌파측정기2.2.

외부모형

기존의 뇌파 측정 시스템은 센서에 젤을 바르고 사용하여 일반인들이 바이오피- ,

드백을 목적으로 사용하기에 불편한 점이 많았다 따리서 젤을 바르지 않고도 사람.

의 전두엽에 고정되도록 하는 헬멧형 센서와 를 개발하였다EEG Amp .

뇌파 측정기의 외부 모형〈 〉

- 28 -

수신부 모형

수신부는 뇌파 측정부와 모듈로 무선 통신을 하도록 되어 있다 뿐만 아니라- RF . ,

유선통신도 가능하게 확장성이 있다.

뇌파 측정기의 수신부의 모형〈 〉

- 29 -

뇌파측정부의 사양

뇌파측정부의 Spec.>〈

- 30 -

뇌파측정부 이득의 주파수 응답곡선

이득의 주파수 응답곡선〈 〉

가로측은 단위의 주파수 축이고 세로축은 단위의 규격화된 전압이들 축이다- Hz , dB .

대역은 대략 에서 정도이다- 3dB 0.7Hz 50Hz .

에서 전형적으로 의 감쇠를 보인다- 60Hz 40dB .

이하로 유지- Electrode impedance : 10K ohms

- 31 -

회로도

보드커넥션 회로도< >

디지털 제어 증폭부 회로도〈 〉

- 32 -

제조 공정도3.

뇌파측정기 제조 공정3.1

자재소요량 계획에 따른 외주부품 자재 구매 발주1) /

납입시 수입검사실시2) (IQC)

부분품3) assembly

공정검사 실시4) (LQC)

완제품 최종검사실시5) (FQC)

충격시험 낙하시험실시6) Burning, ,

표본검사법에 따른 출고 검사 실시7)

완제품 납품8)

제조 공정3.2. S/W

부는 간단히 를 외주 제작하는 방식이므로 특별히 제조 공정이랄 것이 없S/W CD

다.

- 33 -

양산 원가계산과 기존제품과의 가격비고4.

양산원가 계산 만개 월 기준4.1 ( / )

- 34 -

기존제품과의 가격 비교4.2

본 집중력 증진 시스템과 완전히 유사한 제품은 존재하지 않으나 집중력 증진 흑,

은 학습력 증진 도구들 중 가장 일반에게 많이 알려진 제품들을 중심으로 다음과,

같이 비교하였다 가격비교의 기준이된 자사 제품은 바이오피드백 모듈과 컴퓨터.

응용 씨디로 구성된 개인사용자용 제품 만원 을 기준으로 하였음(38 ) .

제품명 제품개요 가격 비고

엠씨스퀘어빛과 소리를

이용한 학습시스템만원45 http://www.mcsquare.co.kr

Q-jump1바이오피드백두뇌개발시스템

만원40 http://www.qjump.com

BRQ빛과 소리를

이용한 두뇌호흡시스템

만원35 http://brq.co.kr

어텐션 닥터주의집중력을향상시키는소프트웨어

만 천원9 6 http://www.mindbig.com

하데스의 진자논리 논술교육을,위한 영재교육용

타이틀CD만원15 http://www.orandif.com

- 35 -

성능평가 및 선진국 제품과의 성능 비교5.

임상평가5.1

본 제품은 하드웨어가 주요제품이 아니며 콘텐츠가 사용자의 집중력을 얼마나 향상

시키느냐 하는 것이 목표이다 따라서 기 개발된 제품의 임상평가로 성능평가를 대. ,

신한다.

- 36 -

선진국 제품과의 성능비교5.2

항목회사

바이오피드백의타당성

다각적 증진콘텐츠

콘텐츠의 그래픽수준

뇌파측정장비의 간편성

사E 고 저 저 중

사U 고 저 저 중

당사 고 고 고 고

양산개발시 애로상황 및 해결과정6.

바이오피드백에 관한 기술자료의 부족6.1

바이오피드백에 대한 연구는 국내외적으로 오랫동안 연구되어 왔으나 현존하는 문,

헌들은 주로 바이오피드백에 대한 임상적 근거 및 효과에 대한 것들이 주를 이루었

으며 기술적인 면에 대한 문헌은 거의 없었기 때문에 시행착오를 많이 격을 수 밖,

에 없었다 이를 극복하기 위하여 당사에서는 수많은 임상실험을 거쳐서 바이오피.

드백에 대한 자체 기술을 개발하였으며 타당성을 확신하였다, .

뇌파측정장비의 개발 및 품질 문제6.2

현존하는 뇌파측정장비의 대부분은 전극과 두피 사이에 젤을 발라 전도도를 높이고

뇌파의 정확성을 높이도록 하고 있다 그러나 일반 사용자들이 간편하게 사용하기.

위해서는 젤을 바르는 등의 불편함을 해소하고자 간편한 뇌파측정장비의 개발이 필

요하였다 그러나 이에 대한 기술은 많은 보고가 이루어지고 있지 않았으며 해외에. ,

관련 상품들이 한 두 개 정도가 보고되었을 뿐이다 이를 극복하기 위하여 여러 가.

지 생체 신호 관련 제품 생산업체와 같이 협력하여 센서를 개발하였다.

- 37 -

양산사업화 추진내용III.

추진경과1.

-. 00. 10 기술개발 연구관련 최초 회의

-. 00. 11 기술개발 진입

-. 01. 2 집중력 증진 제품 개발 완성Prototype

-. 01. 4 집중력 증진 제품 임상실험Prototype

-. 01. 5 발기인 모임

-. 01. 7 법인설립 및 사업자 등록

-. 01. 7 산업자원부 신기술 창업보육사업 선정

-. 01. 10 주 카마디지털엔터테인먼트와 기술개발과 관련 체결( ) MOU

-. 01. 11 평촌 키즈클럽과 교육사업부문과 관련 체결MOU

-. 01. 12 주 카마디지털엔터테인먼트와 합작하여 집중력 관련 프로그램 제작( )

-. 02. 2 주 과 제품홍보 및 판매에 대한 체결( IMNET 21 MOU

-. 02. 2 락싸 와 뇌파측정장비 제품 개발에 관련 합의Inc.

-. 02. 4 락싸 와 뇌파측정장비 시제품 개발 완료Inc.

-. 02. 6 제품 대량생산 공정 정비 완료

- 38 -

매출 실적과 향후 년간 계획2. 3

매출실적2.1

현재 시제품을 완성한 상태이며 대량생산 직전이어서 집중력 증진 시스템에 대한,

매출은 미미한 실정이다 하드웨어 외주제작 업체의 제작상 지연으로 인하여 당초.

예상보다 일정이 미루어 졌다 그러나 이미 대전 국립중앙과학관에서 실시한 가상. ,

현실 특별전 월드컵 기간에 이루어진 다이나믹 코리아 프린지 페스티발 등의 전시,

회에 참가하여 일반인 뿐만 아니라 전문가들에게서도 큰 호응을 얻어 향후 매출에,

대한 예상이 매우 긍정적이다.

향후 예상 매출액2.2.

현재 생산수량을 증설하기 위하여 투자를 유치 중에 있으며 생산수량이 증설되는

시점부터는 내수는 물론 수출까지 진행할 수 있다 품질 및 가격 경쟁력이 우수하.

여 전시회 등의 반응이 좋은 편임을 감안하여 충분히 달성 가능한 매출액으로 산정

하였다.

- 39 -

사업화 추진과정상 애로사항 및 해결과정3.

임상실험3.1

당사의 제품은 의료장비는 아니나 일반인들에게 제품의 효과를 설득하기 위해서는

많은 임상실험이 필요하다 초기에는 아동유치원 등에서 장비의 성능을 테스트하였.

다 그러나 아직까지 일반인들의 집중력에 대한 개념이 명확하지가 않고. , Prototype

제품이 제대로 동작을 하지 않는 등의 안정성에 문제가 있어서 임상실험에 응하기

를 꺼려하였다 따라서 이러한 문제점들을 즉각 개선하였고 후에는 여러번의 대형. ,

전시회 특히 가상현실특별전에서는 전국의 초 중 고 학생들의 수학여행기간에 전시, , ,

하여서 열광적인 반응을 느낄수 있었으며 수많은 임상실험을 성공적으로 수행할,

수 있었다.

시장상황 파악3.2

집중력 관련 제품은 사의 제품이 시중에 가장 널리 알려져 있다 그러나 이D . IMF

후 관련 시장의 엄청난 축소가 이루어져 있었으며 이에 대한 상황파악조차 하기,

힘든 상황이었다 또한 사의 제품과 당사의 제품은 개념적으로 상당한 차이점을. D

보이며 당사의 제품과 가장 유사하다고 할 수 있는 사의 제품은 이미 생산중단이, C

되어 있어 새로운 시장을 형성시켜야 할 입장이었다 또한 적정가격에 대한 예상이.

어려웠다 이 부분은 여러 전시회를 거치면서 홍보에 상당한 성과가 있었으며 여러. ,

미디어를 통한 홍보를 통해 대중들에게 인식을 시키는데 효과를 거두었다 또한 설.

문 조사등을 통하여 적정가격을 산출할 수 있었다, .

- 40 -

기대효과IV.

관련산업에의 파급효과1.

가상현실 분야 측면①

사람이 하기 힘들고 위험한 분야로의 적용이 가능 원자력 우주탐험 분야- ( , )

산업현장에서의 을 구현할 수 있는 기반기술 즉 설계와 시제품- Rapid Protyping ,

이 동시에 나오는 이 가능Concurrent Engineering

실시간 그래픽 기술을 이용한 여러 산업에 응용 가능- Entertainment

가상현실과 의학의 접목으로 다양한 응용분야 창출 재활의학 신경외과 의학교- ( , ,

육 등)

생체신호 분야 측면②

다양한 분석 방법을 적용하여 생체신호로부터의 유용한 정보를 객관화하여 도출-

생체신호 기술을 응용한 다양한 컴퓨터 관련 기술의 개발-

생체신호 기술을 이용한 의료장비의 개발-

네트웍 분야 측면③

네트웍을 통한 치료 기술의 개발로 인해 비용과 시간의 절약-

네트웍을 이용한 원격진료 시스템의 개발-

삼차원 네트웍을 통한 원격지에 있는 작업자간의 복잡한 기계 설계 및 제작 가능-

국내 사정에 맞는 시스템의 개발로 인한 수입 대체 효과와 새로운 시장의 창출-

유도

수입대체 효과2.

집중력 관련 제품은 현재 국내의 사 제품이 가장 일반인들에게 친숙하며 브랜드D•

파워가 강하다 그러나 기술개발이 미미하고 혁신적이 상품이 계속해서 출시되고. ,

있지 않으며 해외 상품이 출시되고 있으며 곧 국내 시장을 잠식할 것으로 예상되,

고 있다 따라서 당사의 제품은 해외 제품보다 가격경쟁력 뿐만 아니라 성능에서. ,

도 결코 뒤지지 않음을 보이고 있는 만큼 마케팅이 뒷받침이 된다면 내수뿐만 아

니라 수출에도 커다란 기여를 할 수 있다.

- 41 -

첨부자료V.

당사관련 기사1.

한국경제 신문- / 2001. 1. 9

전자신문- / 2001. 4. 24

전자신문- / 2001. 5. 22

- www.scienceall.tv / 2001. 5. 28

서울경제신문/ / 2001. 5. 30

뉴스광장- KBS / 2001. 6. 2

충청방송- / 2002. 4. 23

홍보관련 카달로그 사본 전시회 등2. ( )

- 42 -

- 43 -

- 44 -

- 45 -

- 46 -

가상현실 특별전[VR] 2002

- 47 -

- 48 -

대전다이나믹코리아 페스티발2002

- 49 -

한국일보 년 월 일 교육 수능 개편안 대입준비 전략2001 12 28 [ ] ‘2005 ‘

- 50 -

- 51 -

- 52 -

부모님을 위한 설문지

- 53 -

프로그램 평가 설문지

- 54 -

제 출 문요 약 서I . 기술개발 및 사업화 목적과 중요성1. 집중력 증진 시스템 개발의 중요성2. 국내외 관련 기술의 문제점 및 전망

II. 기술개발 내용1. 제품의 개요1.1 개발제품명1.2 제품개요1.3 제품 콘텐츠1.4 제품구동의 원리1.5 바이오피드백 모듈1.6 뇌파분석 프로그램1.7 기능 및 특징1.8 제품의 사양

2. 설계내용2.1 전체 소프트웨어 Flow2.2. 사용자 친화적 뇌파측정기

3. 제조 공정도3.1 뇌파측정기 제조 공정3.2. S/W 제조 공정

4. 양산 원가계산과 기존제품과의 가격비고4.1 양산원가 계산(만개/월 기준)4.2 기존제품과의 가격 비교

5. 성능평가 및 선진국 제품과의 성능 비교5.1 임상평가5.2 선진국 제품과의 성능비교

6. 양산개발시 애로상황 및 해결과정6.1 바이오피드백에 관한 기술자료의 부족6.2 뇌파측정장비의 개발 및 품질 문제

III. 양산사업화 추진내용1. 추진경과2. 매출 실적과 향후 3년간 계획2.1 매출실적2.2. 향후 예상 매출액

3. 사업화 추진과정상 애로사항 및 해결과정3.1 임상실험3.2 시장상황 파악

IV. 기대효과1. 관련산업에의 파급효과2. 수입대체 효과

V. 첨부자료1. 당사관련 기사2. 홍보관련 카달로그 사본 (전시회 등)