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전전두엽 기반 인지적 뇌-기계 인터페이스 장치에 있어서,측정 대상의 전전두엽의 뇌파 신호를 측정하는 뇌파 측정기;인지적 뇌-기계 인터페이스 프로그램이 저장된 메모리; 및상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하며,상기 프로세서는 상기 인지적 뇌-기계 인터페이스 프로그램의 실행에 따라, 사전에 구분된 전전두엽 상의 복수의 뇌 지역 중 상기 뇌파 측정기를 통해 측정된 전전두엽의 뇌파 신호에 대응하는 뇌 지역을 인식하고, 상기 인식된 뇌 지역 별 활동성 정도를 검출하고, 상기 뇌 지역 별 활동성 정도에 기초하여 둘 이상의 뇌 지역 간 인과적 연결성을 계산하여 전전두엽 활성화 패턴을 추출하고, 사전에 상기 측정 대상에 대한 복수의 전전두엽 활성화 패턴을 기계학습하여 생성된 분류기에 상기 추출된 전전두엽 활성화 패턴을 입력하여 기설정된 뇌-기계 인터페이스 구동 조건들 중 해당하는 구동 조건을 식별하고, 상기 식별된 결과에 기초하여 기설정된 기계 구동 제어 신호를 생성 및 출력하되,상기 분류기는, 상기 측정 대상의 전전두엽의 뇌파 신호에 기초하여 복수의 의도의 내용 별로 각각 라벨링된 전전두엽 활성화 패턴을 기계학습하여 생성된 것인, 전전두엽 기반 인지적 뇌-기계 인터페이스 장치
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제 1 항에 있어서,상기 프로세서는,상기 측정 대상의 두피 상에서 측정된 EEG(electroencephalogram)를 뇌파 신호 근원 국소화(source localization) 분석하여 전전두엽 피질(prefrontal cortex, PFC) 신호로 변환하고, 상기 변환된 전전두엽 피질 신호에 대한 활동성 정도를 검출하는, 전전두엽 기반 인지적 뇌-기계 인터페이스 장치
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제 2 항에 있어서,상기 프로세서는,상기 EEG를 브로드만 영역의 뇌 신호로 변환하되, 배외측 전전두엽, 복외측 전전두엽, 복내측 전전두엽, 전방 전전두엽 및 안와 전두엽 중 적어도 하나의 브로드만 영역으로 구분하여 뇌 지역을 검출하는 것인, 전전두엽 기반 인지적 뇌-기계 인터페이스 장치
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제 1 항에 있어서,상기 프로세서는,둘 이상의 뇌 지역 별 뇌파 신호를 그랜저 인과관계(Granger causality) 기법을 통해 시간에 따른 방향성 있는 인과 관계를 분석하여 상기 인과적 연결성을 인식하는, 전전두엽 기반 인지적 뇌-기계 인터페이스 장치
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제 4 항에 있어서,상기 측정 대상의 두부 및 상기 측정 대상이 착용하고, 기설정된 뇌 지역 위치 별로 복수의 뇌파 측정용 전극이 배치된 뇌파 측정기를 3차원 스캐닝하여 상기 뇌파 측정용 전극 별 3차원 좌표값을 생성하는 3D 스캐너; 및상기 3D 스캐너를 포함하는 외부 장치들과 데이터를 송수신하는 통신모듈을 더 포함하되,상기 프로세서는 상기 뇌파 측정용 전극 별 3 차원 좌표값에 기초하여 상기 뇌파 측정용 전극 별로 기설정된 기준 위치와의 일치 여부를 확인하여 전극 위치 확인 결과를 출력하는, 전전두엽 기반 인지적 뇌-기계 인터페이스 장치
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제 5 항에 있어서,상기 뇌파 측정기에 상기 메모리, 프로세서 및 통신 모듈이 일체형으로 구비되며,상기 통신모듈을 통해 상기 3D 스캐너와 유선 또는 무선으로 통신하여 상기 3차원 좌표값 및 상기 두부를 3차원 스캐닝한 결과를 수신하는, 전전두엽 기반 인지적 뇌-기계 인터페이스 장치
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전전두엽 기반 인지적 뇌-기계 인터페이스 장치를 통한 전전두엽 기반 인지적 뇌-기계 인터페이스 방법에 있어서,뇌파 측정기로부터 측정 대상의 전전두엽의 뇌파 신호를 수신하는 단계;사전에 구분된 전전두엽 상의 복수의 뇌 지역 중 상기 뇌파 측정기를 통해 측정된 전전두엽의 뇌파 신호에 대응하는 뇌 지역을 인식하는 단계;인식된 뇌 지역 별 활동성 정도를 검출하고, 상기 뇌 지역 별 활동성 정도에 기초하여 둘 이상의 뇌 지역 간 인과적 연결성을 계산하여 전전두엽 활성화 패턴을 추출하는 단계;사전에 상기 측정 대상에 대한 복수의 전전두엽 활성화 패턴을 기계학습하여 생성된 분류기에 상기 추출된 전전두엽 활성화 패턴을 입력하여 기설정된 뇌-기계 인터페이스 구동 조건들 중 해당하는 구동 조건을 식별하는 단계; 및상기 식별된 결과에 기초하여 기설정된 기계 구동 제어 신호를 생성 및 출력하는 단계를 포함하며,상기 분류기는,상기 측정 대상의 전전두엽의 뇌파 신호에 기초하여 복수의 의도의 내용 별로 각각 라벨링된 전전두엽 활성화 패턴을 기계학습하여 생성된 것인, 전전두엽 기반 인지적 뇌-기계 인터페이스 방법
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제 7 항에 있어서,상기 뇌 지역을 인식하는 단계는,상기 측정 대상의 두피 상에서 측정된 EEG(electroencephalogram)를 뇌파 신호 근원 국소화(source localization) 분석하여 전전두엽 피질(prefrontal cortex, PFC) 신호로 변환하는 것인, 전전두엽 기반 인지적 뇌-기계 인터페이스 방법
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제 8 항에 있어서,상기 EEG를 브로드만 영역의 뇌 신호로 변환하되, 배외측 전전두엽, 복외측 전전두엽, 복내측 전전두엽, 전방 전전두엽 및 안와 전두엽 중 적어도 하나의 브로드만 영역으로 구분하여 뇌 지역을 검출하는 것인, 전전두엽 기반 인지적 뇌-기계 인터페이스 방법
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제 8 항에 있어서,상기 뇌파 신호 근원 국소화 분석 기법으로서, 저해상 전자기 단층촬영(Low resolution electromagnetic tomography, LORETA) 기법 및 피질 전류 밀도 소스 모델 (cortical current density source model) 중 적어도 하나를 사용하는 것인, 전전두엽 기반 인지적 뇌-기계 인터페이스 방법
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제 8 항에 있어서,상기 전전두엽 활성화 패턴을 추출하는 단계는,상기 변환된 전전두엽 피질 신호에 대한 활동성 정도를 검출하는 단계; 및상기 활동성 정도에 기초하여, 둘 이상의 뇌 지역 별 뇌파 신호를 그랜저 인과관계(Granger causality) 기법을 통해 시간에 따른 방향성 있는 인과 관계를 분석하여 인과적 연결성을 인식하는 단계를 포함하는, 전전두엽 기반 인지적 뇌-기계 인터페이스 방법
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제 11 항에 있어서,다변량 자기회귀적 모델(multivariate autoregressive model)을 사용하여, 방향성 전달 함수(directed transfer function)를 통해 상기 인과적 연결성의 정도를 산출하는 것인, 전전두엽 기반 인지적 뇌-기계 인터페이스 방법
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제 11 항에 있어서,상기 인과적 연결성을 인식하는 단계는,상기 뇌 지역 별 활성화 정도에 기초하여, 가장 활성화된 뇌 지역부터 가장 큰 인과적 연결성을 갖는 둘 이상의 뇌 지역을 순차적으로 선택하는 단계를 포함하는, 전전두엽 기반 인지적 뇌-기계 인터페이스 방법
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제 7 항에 있어서,상기 뇌파 측정기는 기설정된 뇌 지역 위치 별로 복수의 뇌파 측정용 전극이 배치된 것이며,상기 측정 대상의 전전두엽의 뇌파 신호를 수신하는 단계 이전에,사전에 연동된 3D 스캐너로부터, 상기 측정 대상의 두부 및 상기 측정 대상이 착용한 상기 뇌파 측정기를 3차원 스캐닝한 결과로서 상기 뇌파 측정용 전극 별 3차원 좌표값을 수신하는 단계;상기 뇌파 측정용 전극 별 3 차원 좌표값에 기초하여 상기 뇌파 측정용 전극 별로 기설정된 기준 위치와의 일치 여부를 확인하는 단계; 및상기 확인의 결과에 기초하여 전극 위치 확인 정보를 출력하는 단계를 더 포함하는, 전전두엽 기반 인지적 뇌-기계 인터페이스 방법
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