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1 Brain Fitness 제품개발동향및 산업공학의역할 연영희 1, 권준엽 1, 최영근 2, 정하영 3, 이원섭 2, 유희천 2, 나덕렬 4 1 포항공과대학교기술경영대학원 2 포항공과대학교산업경영공학과 3 휴머노피아 4 삼성서울병원신경과 1

2 Agenda 서론 연구배경 연구목적 제품개발동향분석 특허분석 제품 Benchmarking 산업공학의역할 토의 2

3 고령화및치매환자증가 65 세이상인구비율 : 2013 년 12.2% 2030 년 24.3% ( 통계청, 2013) 치매유병률 : 9.4% (57 만명 ) ( 보건복지부, 2013) 치매의사회적비용 : 2012 년연간 10 조 3 천억원 인구비율 (%) 한국고령비율 ( 통계청 2013) 15 ~ 64세 0 ~ 14 세 65 세이상 세이상치매유병률및치매환자수추이 유병률 (%) 치매환자수 ( 만명 )

4 치매예방 예방가능한치매종류 치매발생요인측면 : 후천성알츠하이머성치매 (40%), 혈관성치매 (17%) 치매증상측면 : 경도치매 (60%) 치매증상조기발견 훈련을통해진행속도완화, 진행차단, 증상회복 치매예방방법 건강한식습관, 운동, 인지, 사회적활동 Brain plasticity ( 뇌의가소성 ) 기반으로두뇌활성화가능 건강한식습관, 운동, 사회적활동, 인지활동 두뇌활성화, 신경망증가, 대뇌피질두께증가 진행속도완화, 치매진행차단, 증상회복 4

5 Brain Plasticity Brain plasticity: 손상된뇌신경세포는재활되지않지만, 뇌신경세포들간새로운 network 를구성을통해기능적연결관계는변화가능 Brain fitness 뇌세포의수상돌기가시증가 뇌신경망의증가 대뇌피질의두께증가 뇌효율과회복탄성력증진 뇌활성화를통해뇌신경망증가 & 대뇌피질두께증가 5

6 두뇌건강증진방안 사회적 (social), 신체적 (physical), 감성적 (emotional), 지능적 (cognitive) 활동을기반으로한 brain fitness 를통해두뇌건강향상 (Acevedo and Loewenstein, 2007; Lee et al., 2010; Williams and Kemper, 2010; 나덕렬, 2012) 진땀나게운동하라 인정사정없이담배를끊는다 사회활동과긍정적인사고를많이하라 대뇌활동을적극적으로하라 천박하게술마시지말라 명을연장하는식사를해야한다. Social 함께함, 그룹워크를통한사교적활동 Physical 운동, 신체적활동 Emotional 감성자극, 음악치료, 미술치료적활동 Cognitive 시각적, 청각적, 촉각적활동 6 Nutritional

7 연구목적 Brain Fitness 제품개발동향및산업공학의역할고찰 Brain fitness 제품개발동향분석 관련특허분석을통한기술동향파악 제품 benchmarking 을통한제품개발동향분석및개발방향파악 다학제적융복합연구기반 brain fitness 제품개발에있어서의 산업공학의역할모색 7

8 Brain Fitness 관련특허선별절차 WIPS ON 을이용한특허조사및선별 S1. 검색 keyword 및검색식파악 검색 keyword 두뇌훈련 : brain fitness, cognitive training, brain train 시스템 : system, device, method S2. 국가별특허검색 검색결과 : 약 300 건 S3. 관련성낮은특허 screening 연구진 3 명의검토를통해관련성낮은특허 screening Screening 결과 : 약 100 건 S4. 주요특허선별 Brain fitness 제품개발시참고될수있는주요특허선별 최종선별결과 : 54 건 ( 국내 23 건, 미국 : 18 건, 유럽 13 건 ) S5. 특허 review 및분석 특허개념, 청구항, 관련기술파악 8

9 관련특허예 : 인지기능향상용훈련및진료통합시스템 경도인지장애환자의인지기능을향상시키기위한훈련관리장치 사용자의단말로훈련 contents 제시 훈련결과를중앙 system 에전송하여분석 환자가의료기관에방문하지않고도인지훈련관리및환자상태진단 치료비용및시간절약 9 출원일 등록일 출원인 서울대학교병원

10 관련특허예 : 운동용자전거를이용한두뇌훈련시스템 평소에쉽게가지못하는지역의영상을자전거운동을통해가상 tour 가상 tour 중제공되는 quiz 를통해사용자의인지활동을유도 사회적, 신체적, 감성적, 인지적 (SPEC) 훈련효과를기대 조작 interface 가부착된 handle 10 출원일 등록일 출원인 포항공과대학교산학협력단

11 특허분석결과 : SPEC & Sensor 유형 기존특허는주로시각적정보 (96%) 를활용한인지적훈련 (80%) 에집중 SPEC 을융합적으로고려하는두뇌훈련 contents 개발필요 시각뿐아니라청각및촉각, 사용자의동작 ( 예 : motion, gesture, eye movement) 이나생체신호 ( 예 : ECG, EEG 등 ) data 를이용한 multimodal sensing 기술적용요구됨 SPEC 측면별특허 Social (2%) Physical (12%) Sensing 기술유형 Sound Emotional (6%) 96% Visual 27% 14% 29% Multimodal Cognitive (80%) 11 Tactile ( 중복포함 )

12 특허분석결과 : 제품 Platform & Interaction 방법 기존기술은주로 PC platform(84%) 상에서사용자에게일방적으로 contents 를제공 (90%) 하고있음 Smart device platform ( 예 : smart phone, tablet, smart TV) 을기반으로하며, mobile device 또는전용 wireless controller 등을활용하는제품개발이기대됨 사회적및감성적측면에서기기또는타인과 interaction 이가능한 contents 및 interface 개발이요구됨 제품 platform Wireless controller (4%) Mobile device (6%) 셋톱박스 (6%) PC 기반 (84%) One-way control (90%) Interaction Interactive control (10%) 12

13 특허분석결과 : Data 분석및관리기능 기존기술은 brain fitness 결과를관리하지않거나 (28%) 기기자체에서만관리 (64%) 하고있음 사용자의 brain fitness 결과를분석하고, network 를통해전문의에게분석결과를전송하는기능이요구됨 전문기관을통해사용자의 lifestyle 을관리하고두뇌건강이상징후를조기진단하는 service 개발이요구됨 정보전송및원격관리 (8%) Data 분석및관리기능 없음 (28%) 기기에정보기록및분석가능 (30%) 기기에만정보기록 (34%) 13

14 기존 Brain Fitness 제품 Benchmarking Web search 를통해기존제품 14 건파악 대부분의제품이 cognitive 훈련에집중 SPEC 을융합하는제품개발필요 Clinical SPEC 국가 Product name process S P E C 미국 Brain HQ O 미국 Lumosity O 미국 Dakim Brain Fitness O O 독일 RehaCom O Training & 미국 Brain Fitness Gym O O Prevention 한국 CoCoTa O 한국 E-CoRe O O 한국 CoTras-M O 한국 CoTras-C O 한국 CoTras O Early 한국 CoCoMo O screening 한국 CoSAS O Diagnosis 한국 Co-Kiosk O Treatment 한국 CoTras-G O O 14 합계

15 BrainHQ 제품명 BrainHQ 출시기관 Posit Science 제품형태 Web-based system 출시국가미국 Homepage 출시연도 August 2012 개발목적 : Cognitive performance 향상두뇌훈련게임종류 : attention, brain speed, memory, people skills, intelligence, navigation 관련약 20개게임제공특징 사용자의 performance에따라난이도가조절됨 BrainHQ를이용하여 60개이상문헌출간됨 Mobile version (ipad) 제공사용료 : $14/month, $96/year 15

16 BrainHQ 두뇌훈련게임예 훈련목적 : 시각처리속도향상, 작업기억력향상 Cognitive 훈련 contents 만제공 16

17 EPOC/EEG 제품명 EPOC/EEG 출시기관 Emotiv 제품형태 Hardware + Software 출시국가미국 Homepage 출시연도 2008 적용대상 : 일반인개발목적 : Brain activity 측정및시각화주요기능 Expressive suites: 사용자의표정해석 Affective suites: 실시간 emotional-state 모니터 Cognitive suites: 사용자의식속의생각과의도해석특징 Neuroheadset을통해두뇌활동정보획득후시각화 신경정신치료, 게임등에활용 $299 ( 일반용 ), $750 ( 교육 / 기업용 ) 17

18 EPOC/EEG 기반게임예 Brain fitness 에대한임상효과측면에서 지속적인연구필요 18

19 산업공학의역할 : 다학제융복합 Brain fitness 와같은 u-health system 개발을위해다학제적융복합연구필요 산업공학 의료, 시장정책등제반시스템이해 문헌, 특허, 기술조사및융복합 시스템적조직관리및통합적운영 의사소통및유기적협력관리 이해관계자요구대응 최적자원활용 통계기반의과학적인 big data 분석 R&D roadmap 제시 사용자중심설계및평가 뇌과학, 인지과학, 신경정신의학 기계공학, 컴퓨터공학, 전기전자공학 기술경영, 의료정책 산업디자인, UX 디자인 두뇌활동특성분석 진단및진료 임상실험및 test-bed 시스템설계및구현 Data 측정, 분석, 전송 고객요구및시장분석 의료및보건정책분석 Business model 개발및상품화 기기및 GUI 디자인 사용 scenario 개발 19

20 산업공학의 역할: Big Data 수집 및 분석 융복합 기술 적용을 통해 획득한 life-style big data의 과학적 분석 Health data Life-style data Aging data SPEC data SEPC contents 사용자 중심 interface Interactive multi-modal sensing 기술 20 Big data processing algorithm 사용자 맞춤형 건강 관리 model

21 산업공학의역할 : 맞춤형최적 Service 제공 융복합자원의효율적관리를통한맞춤형 service 제공 생애전주기적 big data 다학제적연구개발인적자원 전략적 business model 개인의료정보활용에대한정책및법규 Management & Coordination 사용자맞춤형최적 Service 제공 질병조기진단 (early screening) 및적시치료 고령자들의삶의질과의료서비스의효율성향상 국가적의료비용절감, 국제적의료산업경쟁력제고 21

22 토의 특허분석과제품 benchmarking 을통한 brain fitness 제품의개발동향및개발방향파악 경쟁력있는 brain fitness 제품개발을위한고려사항 융복합적 SPEC contents 개발 사용자중심의 interactive multi-modal interface 구현 Life-style big data의과학적이고통계적인분석및관리 Early screening 및 clinical treatment 등의맞춤형 service 개발 제품보급화를위한의료 system, 국내외시장, 관련정책분석및전략개발 다학제적융복합 healthcare system 개발연구의 coordinator 로서의산업공학의역할고찰 22

23 Q & A 23

성능 감성 감성요구곡선 평균사용자가만족하는수준 성능요구곡선 성능보다감성가치에대한니즈가증대 시간 - 1 -

성능 감성 감성요구곡선 평균사용자가만족하는수준 성능요구곡선 성능보다감성가치에대한니즈가증대 시간 - 1 - - 1 - 성능 감성 감성요구곡선 평균사용자가만족하는수준 성능요구곡선 성능보다감성가치에대한니즈가증대 시간 - 1 - - 2 - - 3 - - 4 - - 5 - - 6 - - 7 - - 8 - - 9 - - 10 - - 11 - - 12 - 감각및자극 (Sensory & Information Stimuli) 개인 (a person) 감성 (Sensibility)

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