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KR20110082035A - 발에 의해 동력 공급되는 신발 삽입형 센서-트랜시버 - Google Patents

발에 의해 동력 공급되는 신발 삽입형 센서-트랜시버 Download PDF

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KR20110082035A
KR20110082035A KR20117010311A KR20117010311A KR20110082035A KR 20110082035 A KR20110082035 A KR 20110082035A KR 20117010311 A KR20117010311 A KR 20117010311A KR 20117010311 A KR20117010311 A KR 20117010311A KR 20110082035 A KR20110082035 A KR 20110082035A
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KR
South Korea
Prior art keywords
energy
thin film
shoe
energy storage
signal
Prior art date
Application number
KR20117010311A
Other languages
English (en)
Inventor
요셉 에이 키팅
티모시 엔 브래도우
레이몬드 알 존슨
프래티바디 비 나라얀
Original Assignee
인피니트 파워 솔루션스, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인피니트 파워 솔루션스, 인크. filed Critical 인피니트 파워 솔루션스, 인크.
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Abstract

보행자에게 정보를 제공하는, 사용자에 의해 동력 공급되는(user-powered) 장치, 시스템, 및 방법이 개시된다. 본 발명은 움직이는 보행자에 의해 생성된 에너지를 수확하고, 수확된 에너지를 취하여 이것을 사용해 동일 신발에 내장되어 있는 에너지 저장 디바이스를 충전한다. 또한, 신발 안에 마이크로컨트롤러와 센서, 및 송신기/수신기 메커니즘이 구축되어 있을 수 있으며, 송신기/수신기 메커니즘에 의해 보행자 상의 손목시계, iPod®, 휴대 전화 및/또는 임의의 유사한 휴대용 디바이스에 대해 신호가 전송 및 수신될 수 있다. 신발은 GPS 위성 또는 휴대용 디바이스에 의해 전송된 신호를 수신할 수 있다. GPS 위성은 보행자의 지리적 위치에 관한 정보를 제공할 수 있다. 에너지 저장 디바이스는 플렉시블일 수 있으므로, 상당한 정도로 구부러지게 되는 신발 상에서 지속될 수 있다. 에너지 수확기는 보행자의 발걸음이나 어떤 다른 소스로부터 에너지를 수확하여 에너지 저장 디바이스를 충전할 수 있으며, 그리하여 신발의 일체형이며 분리할 수 없는 에너지 저장 디바이스를 충전해야 할 필요가 없다.

Description

발에 의해 동력 공급되는 신발 삽입형 센서-트랜시버{FOOT-POWERED FOOTWEAR-EMBEDDED SENSOR-TRANSCEIVER}
관련 출원
본 출원은 2008년 10월 8일 출원된 발명의 명칭이 "Foot-Powered Footwear-Embedded Sensor-Transceiver"인 미국 가특허 출원 번호 제61/103,756호와 관련되는 것으로서 이의 35 U.S.C. §119 하의 우선권을 주장하며, 이는 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 출원은 2006년 11월 17일 출원된 발명의 명칭이 "Hybrid Thin-Film Battery"인 미국 특허 출원 번호 제11/561,277호, 2007년 3월 16일 출원된 발명의 명칭이 "Metal Film Encapsulation"인 미국 특허 출원 번호 제11/687,032호, 2007년 5월 14일 출원된 발명의 명칭이 "Thin Film Battery on an Integrated Circuit or Circuit Board and Method Thereof"인 미국 특허 출원 번호 제11/748,471호, 2008년 8월 11일 출원된 발명의 명칭이 "Energy Device with Integral Collector Surface for Electromagnetic Energy Harvesting and Method Thereof"인 미국 특허 출원 번호 제61/087,927호, 및 2008년 9월 12일 출원된 발명의 명칭이 "Energy Device with Integral Collector Surface for Electromagnetic Energy Harvesting and Method Thereof"인 미국 특허 출원 번호 제61/096,415호와 관련되며, 이들은 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 데이터를 전달하기 위한 장치, 방법 및 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 걷거나 뛰고 있는 보행자에 의한 신발의 사용으로부터 에너지를 수확(harvest)함으로써 동력이 공급될 수 있으며 정보를 전송할 신호를 전달하도록 저장 및/또는 변환될 수 있는 신발 삽입형(footwear-implantable) 디바이스에 관한 것이다.
전자 기기들이 더 작아지고 더욱 견고해짐에 따라, 전기 디바이스를 사람의 몸에 착용되어질 수 있는 옷이나 기타 악세사리로 통합시키기 위한 진행이 이루어져 왔다. 이러한 응용제품의 일부 예로는, 발광 다이오드를 포함한 신발, 스키 및 스노우보드 부츠 발열 디바이스, 휴대 전화나 MP3 플레이어에 대한 제어 패널을 구비한 자켓, 및 연속 심박동수 모니터링 장치를 포함한 의류를 포함한다.
현행 기술은 전자 기기가 동작시키기 위한 에너지원을 가져야 할 것을 요구한다. 이러한 에너지원은 통상적으로 배터리이며, 배터리는 전자 기기 내에 내장될 수 있고, 한 번의 사용을 위해 구성되거나, 교체 가능하도록 구성되거나, 충전 가능하도록 구성될 수 있다. 이들 현행 옵션들 각각은 단점을 갖는데, 내장 배터리는 배터리가 방전되거나 손상을 입으면 관련 전자기기의 이용 가치를 없게 만들고, 교체 가능한 배터리는 배터리를 수용할 추가적인 공간 및 재료를 필요로 하며, 외부 충전 가능한 배터리는 배터리 충전기 및 접속 플러그를 위한 추가적인 재료를 필요로 하기 때문이다. 소비자들, 특히 운동 선수들은 추가적인 전력 코드 없이 그리고 더 가벼운 의류와 장비를 요구하는 경향이 있기 때문에, 이들 옵션들 각각은 이상적이지 못하다.
따라서, 큰 배터리를 포함하지 않고 예를 들어 그 자신의 에너지를 발생시킬 수 있는 착용가능한 전자 디바이스를 가져야 할 요구가 존재한다.
어떤 운동 경기는 최적의 성능을 달성하기 위해 운동 선수가 특정 통계를 추적하도록 요구하는 엄격한 트레이닝을 필요로 한다. 예를 들어, 마라톤에서 시합하기 원하는 사람들에 대한 현행 트레이닝 매뉴얼에서는, 훈련생이 최소한 자신의 심박동수, 속도, 취한 루트, 거리, 시간 및 자신이 훈련하고 있는 날씨 상태에 대해 기록을 남길 것을 강하게 제안하고 있다. 이러한 기록 관리를 통해, 마라톤 훈련생은 자신의 목표 경주 속도를 달성할 것을 보장하기 위하여 본인에 대해 준비했었던 기준에 도달하는 것에 계속해서 집중할 수 있다.
따라서, 마라톤과 같은 경기를 위해 훈련할 때 자신의 신체 성능에 관한 모든 가능한 데이터 부분들을 가져야 할 요구가 존재한다.
군인의 경우, 이 나라와 해외 둘 다에서의 병력의 안전을 보장하기 위해 위치, 신체적 조건, 지형 조건, 및 날씨 상태를 모니터링하는 것이 중요하다. 군인은 거의 또는 전혀 사전 통보 없이도 이용할 수 있는 자신 주변에 관한 모든 정보를 필요로 한다.
따라서, 군사 행동에 관련된 모든 데이터에 항상 쉽게 액세스할 수 있게 해야 할 요구가 존재한다.
보행자는 걷거나 조깅하거나 달릴 때마다 예를 들어 신발에 에너지를 부여하며, 이는 예를 들어 신발 내에 에너지 수확 디바이스(energy-harvesting device)를 통합시킴으로써 확대된 에너지의 작은 일부분을 이용할 수 있는 기회를 제시한다. 응용제품에 따라, 수확된 에너지는 즉각적으로 사용될 수 있거나 배터리와 같은 컴포넌트에 저장될 수 있고, 원격 장치에 의해 요청될 때 또는 정의된 시간 간격으로 사용될 수 있다.
압전 메커니즘과 같은 에너지 수확기(energy-harvester)를 사용하여 신발 보행자의 발걸음으로부터 에너지를 수확하고, 이 에너지를 사용하여 예를 들어 신발의 일체형 및/또는 분리될 수 없는 부품이도록 위치되어 있는 배터리와 같은 디바이스를 충전하는 것이 본 발명의 특정 예시적인 실시예의 하나의 목적이다.
본 발명은 예를 들어 마이크로컨트롤러, 전력 관리 유닛, 신호 송신기, 신호 수신기, 박막 배터리 및 에너지 수확기의 고유의 구성을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 에너지 수확기는 이동/진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 압전 센서일 수 있으며, 변환된 에너지는 배터리를 충전함으로써 신호 수신기/송신기에 전력을 제공하는데 사용될 수 있다. 또다른 실시예에서, 압전 메커니즘은 이동 에너지의 전기 에너지로의 변환기로서 그리고 또한 보수계(pedometer)로서 이중 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예는 또한 외부 수신기에 메시지를 전송하기 위한 송신기를 갖는 시스템에 포함될 수 있다. 시스템은 또한 마이크로컨트롤러에 의해 모니터링될 수 있는 센서를 가질 수 있다. 센서로부터의 특정 신호는 마이크로컨트롤러에 의해 처리될 수 있으며, 처리된 정보는, 예를 들어 보행자 진행 경로를 따라 또는 위성을 통해, 보행자에게 또는 원격으로 위치되어 있는 수신기에 전송될 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에서, 휴대용 수신 디바이스는 수신되어진 정보를 처리한 다음, 신호를 신발에 다시 보내 적합한 동작을 취하도록 지시할 수 있다. 예를 들어, 걸은 걸음의 수가 지정된 수에 도달하면, 휴대용 디바이스는 더 부드럽거나 더 뻣뻣해지도록 신발에 신호를 보낼 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 신발은 신발 보행자의 지리적 위치를 결정하도록 GPS 위성에 신호를 전송할 수 있다. 본 발명의 또다른 실시예에서, GPS 위성은 신발 보행자에게 다른 경로를 취하도록 또는 임의의 다른 소식을 알리도록 신발에 신호를 다시 보낼 수 있다.
이러한 응용 제품에서의 개선된 성능을 위해, 배터리 셀을 인쇄 회로 기판에 통합시키기 위한 열 및 압력 탄성 분리층(heat and pressure-resilient separation layer)을 갖는 박막 배터리에 대한 제조 공정도 또한 개시된다.
본 발명에 따르면, 발에 의해 동력 공급되는 신발 삽입형 센서-트랜시버를 제공할 수 있다.
본 발명의 일부 특징 및 이점이 특정 바람직한 실시예의 도면을 참조하여 기재되며, 이는 본 발명을 설명하고자 하는 것이지 한정하고자 하는 것이 아니다.
본 발명의 부가의 이해를 제공하도록 포함되어 있으며 본 명세서에 포함되어 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 원리를 설명하는 것을 돕기 위해 본 명세서와 함께 본 발명의 예시적인 실시예를 설명한다.
도 1은 디바이스를 사용하는 보행자를 도시한 본 발명의 실시예의 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 내장된 디바이스를 갖는 신발의 물품의 상세도이다.
도 3은 디바이스의 서브컴포넌트를 도시한 본 발명의 실시예의 도면이다.
도 4는 디바이스의 단계적 구성을 도시한 본 발명의 실시예의 도면이다.
본 발명은 방법, 화합물, 재료, 제조 기술, 용도 및 응용이 다양할 수 있기 때문에 본 명세서에 기재된 특정 방법, 화합물, 재료, 제조 기술, 용도 및 응용에 한정되지 않음을 이해하여야 한다. 또한 본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 기재하는 목적으로만 사용되는 것이며 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 본 명세서에서 그리고 첨부된 청구항에서 사용될 때, 문맥상 명백하게 달리 지시하지 않는 한 단수 형태는 복수 인용을 포함하는 것임을 유의하여야 한다. 따라서, 예를 들어, "요소"를 인용하는 것은 하나 이상의 요소를 인용하는 것이며, 당해 기술 분야에서의 숙련자에게 공지된 이의 등가물을 포함한다. 마찬가지로, 다른 예를 들어, "단계" 또는 "수단"을 인용하는 것은 하나 이상의 단계 또는 수단을 인용하는 것이며, 부단계 또는 부차의 수단을 포함할 수 있다. 사용되어진 모든 접속사는 가능한 가장 포괄적인 의미로 이해되어야 한다. 따라서, 단어 "또는"은, 문맥상 명백하게 달리 필요하게 하지 않는 한, 논리적 "배타 논리합(exclusive or)"이 아니라 논리적 "합(or)"의 정의를 갖는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에 기재된 구조는 또한 이러한 구조의 기능적 등가물을 인용하는 것으로 이해되어야 한다. 근사치를 나타내는 것으로 해석될 수 있는 언어는 문맥상 명백하게 달리 지시하지 않는 한 그리 이해하여야 한다.
달리 정의되지 않는다면, 본 명세서에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속해 있는 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 바와 동일한 의미를 갖는다. 바람직한 방법, 기술, 장치 및 재료가 기재되어 있지만, 기재된 바와 유사하거나 동등한 임의의 방법, 기술, 장치 또는 재료가 본 발명의 실시 또는 테스트에 사용될 수 있다. 본 명세서에 기재된 구조는 또한 이러한 구조의 기능적 등가물을 인용하는 것으로 이해하여야 한다.
모든 특허 및 기타 공보가, 예를 들어 본 발명과 관련하여 유용할 수 있는 이러한 공보에 기재된 방법을 기재하고 개시하기 위한 목적으로 참조에 의해 본 명세서에 포함된다. 이들 공보는 본 출원의 출원일 전의 개시에 대해서만 제공된다. 이에 관련하여 어떠한 것도 본 발명자가 이전 발명에 의해 또는 어떠한 다른 이유로든 이러한 개시를 앞설 자격이 없다는 인정으로서 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 실시예의 전반적인 도면을 도시한다. 이 도면에는, 휴대용 전자 디바이스(100)를 구비한 보행자(110)와 GPS 위성(120)이 있다. 보행자는 그 안에 내장된 디바이스를 갖는 신발(130)을 신고 있다. 보행자(110)가 걷거나 조깅하거나 뛰거나 아니면 걸음을 밟을 때, 그 움직임은 신발에 압력을 가하며, 이는 유용한 에너지로 변환된다. 이 변환은 신발(130) 내에 위치된 에너지 수확 디바이스에 의해 수행된다. 신발(130)의 디바이스는 그 다음, 예를 들어 휴대용 전자 디바이스(100)에 신호를 보낼 수 있고, 이는 정보를 처리하고 저장하며 그 정보를 다시 신발(130)에 보내 신발(130) 자체가 어떠한 동작을 수행할 수 있도록 한다. 보행자(110)는 헤드폰을 착용하고 있을 수 있으며, 헤드폰을 통해 보행자(110)에게 가청 메시지의 형태로 휴대용 디바이스(100)에 의해 수신되는 임의의 정보가 주어질 수 있다. 디바이스는 또한 GPS 위성(120)으로부터 신호를 수신할 수 있으며, 그리하여 보행자(110)의 지리 영역이 결정될 수 있거나, 보행자(110)에게 대안의 경로를 취하도록 지시될 수 있거나, 또는 보행자(110)에게 다른 관련 정보가 제공될 수 있다.
도 2는 마이크로프로세서, 에너지 수확 메커니즘(250), 전력 관리 유닛 및 에너지 저장 디바이스(240)의 내장된 회로를 포함하는 신발(130)을 구비한 본 발명의 또다른 바람직한 실시예를 도시한다. 도시되어 있지 않지만, 본 발명의 일부 실시예는 잠재적으로 본 발명에 별도로 접속되거나 통합될 수 있는 신호 송신기 및/또는 신호 수신기를 가질 수 있다. 별도로 접속되거나 통합될 때, 송신기는 신발 디바이스로부터 휴대용 전자 디바이스와 같은 외부 수신기에 신호를 보낼 수 있다. 수신기는 정보를 획득함으로써 신발(130) 또는 보행자에게 일종의 동작을 취하도록 지시할 수 있다. 디바이스 내에 통합된 경우, 수신기는 보행자의 지리적 위치가 결정될 수 있도록 하나 이상의 GPS 위성으로부터 신호를 수신할 수 있다. 일부 실시예에서, 에너지 수확기(250)는 압전 디스크이지만, 또한 무선 주파수 변환기, 또는 태양열, 풍력, 진동, 걷기나 조깅과 같은 보행자 활동, 물 이동, 온도 변화 또는 회전 운동을 전기와 같은 유용한 에너지로 변환할 수 있는 디바이스일 수도 있다. 박막 배터리일 수 있는 에너지 저장 디바이스(240)는 원격 디바이스에 의해 요청될 때 또는 어떠한 미리 결정된 시간에 사용될 수 있도록 수확된 에너지를 저장하는데 사용될 수 있다. 여러 실시예에서, 박막 배터리는 금속 리튬 애노드를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 박막 배터리는 그 수명 중의 어느 시점에 금속 리튬 애노드를 포함하지 않을 수 있고, Li-이온 또는 Li-free 박막 배터리일 수 있다.
도 2는 전력 관리 유닛 및 에너지 저장 디바이스(240)가 신발(130) 뒤의 뒷꿈치 부분에 위치되어 있고 마이크로프로세서와 에너지 수확 메커니즘(250)이 신발(130) 앞의 발가락 부분에 위치되어 있는 하나의 특정 실시예를 도시한다. 마이크로프로세서의 내장된 회로, 에너지 수확 메커니즘(250), 전력 관리 유닛 및 에너지 저장 디바이스(240)는 신발(130)의 다른 자리에 위치될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 전력 관리 유닛, 에너지 저장 디바이스(240), 마이크로프로세서 및 에너지 수확 메커니즘(250)은 신발(130) 상의 임의의 위치에 유닛으로서 함께 배치될 수 있도록 한 모듈로 통합된다.
도 3은 신발(130)의 실시예 내에서 일어나는 상세한 프로세스를 도시한다. 신발(130)을 신고 걷는 보행자로부터 생기는 기계적 에너지(300)는 에너지 수확 모듈(350)에 의해 수집될 수 있다. 수확된 에너지는 그 다음, 전력 관리 유닛(340)의 모니터링 및 규제 하에 충전 가능한 에너지 저장 디바이스(340)를 충전하거나, 또는 에너지 저장 디바이스(340) 내에 단순히 저장될 수 있다. 에너지 저장 디바이스(340)는 에너지를 저장하고, 필요한 경우, 마이크로컨트롤러(370)와, 신호가 보내지거나 수신되거나 둘 다의 여부에 따라, 송신기 및/또는 수신기(380)에 전력 제공할 수 있다.
도 4는 플렉시블 기판 상에 본 발명의 실시예를 구성하는데 사용될 수 있는 단계들을 도시한다. 이 예에서 단계 400은 구성의 중심부로서, 예시적인 실시예에서는 박막 배터리로 도시된, 에너지 저장 디바이스를 사용하는 것으로 시작된다. 단계 410은 에너지 저장 디바이스에 플렉시블 기판을 부착하여 전기 연결한다. 단계 420은 플렉시블 기판에 송신기/수신기 메커니즘을 추가하는 것일 수 있으며, 그 다음에 플렉시블 기판에 마이크로컨트롤러를 배치하고 마이크로컨트롤러를 송신기/수신기 메커니즘에 연결하는 단계 430이 이어질 수 있다. 마지막 단계 440은 플렉시블 기판에 에너지 수확 메커니즘 및 전력 관리 유닛을 추가하는 것일 수 있다.
배터리 또는 박막 배터리와 같은 전기화학 저장 디바이스 이외에도, 에너지 저장 컴포넌트는 커패시터 또는 박막 커패시터와 같은 전기적 저장 디바이스일 수 있지만, 또한 예를 들어 플라이휠, 마이크로플라이휠, MEMS(micro electro-mechanical system), 또는 기계적 스프링과 같은 기계적 에너지 저장 디바이스일 수도 있다. 에너지 저장 컴포넌트는 또한 발명의 명칭이 "Method and Apparatus for an Ambient Energy Battery or Capacitor Recharge System"이며 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 미국 특허 번호 제7,088,031호에 개시된 발명과 유사한 압전 소자 또는 자기 전기(magneto-electric) 소자와 같은 전기-기계 디바이스일 수도 있다. 에너지 저장 컴포넌트는 또한 열식 컨테이너(thermal mass container)와 같은 열 에너지 저장 디바이스일 수 있고, 또는 예를 들어 수소 컨테이너를 구비한 수소 발생기 또는 오존 컨테이너를 구비한 오존 발생기와 같은 화학 에너지 저장 디바이스일 수도 있다. 이들 디바이스의 각각의 것은 시스템의 하나 이상의 예시적인 요소에 따라 에너지를 저장하는데 사용될 수 있다. 에너지 수확기가 또한 제공될 수 있으며, 이는 예를 들어 특정 유형의 주변 에너지를, 그 다음에 예를 들어 배터리 또는 커패시터와 같은 전기화학 저장 디바이스에 저장될 수 있는, 전기 에너지로 변환하기 위한 디바이스를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 신발 내의 시스템은 신호를 송신기를 통해 휴대용 디바이스에 전송할 수 있는 센서(360)를 포함한다. 일부 실시예에서, 휴대용 디바이스는 손목시계일 수 있지만, 개인용 휴대 정보 단말기 또는 휴대 전화일 수도 있다. 휴대용 디바이스는 또한 iPod®, MP3 플레이어 또는 기타 디지털 오디오 플레이어 또는 상기의 조합일 수도 있고, 하나 이상의 GPS 위성으로부터의 신호를 수신할 수도 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 센서는 임의의 다수의 상이한 물리적 양을 측정할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나의 센서는 날씨를 측정하는 것일 수 있으며, 이 경우에 예를 들어 온도를 측정하기 위한 온도계, 습도를 측정하기 위한 습도계, 바람의 속도나 압력을 측정하기 위한 풍속계 또는 대기압을 측정하기 위한 기압계일 수 있다. 기압계는 마이크로프로세서와 함께 압력의 변화를 검출하고 날씨의 변화를 예측하여 보행자에게 경고를 제공할 수 있다. 여러 실시예에서, 하나의 센서가 압력을 측정하고 고도 변화를 결정하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나의 센서는 또한 예를 들어 가속도계를 사용하는 것과 같이 보행자의 속도를 측정할 수도 있다.
에너지 저장 디바이스가 박막 배터리인 일부 실시예에서, 박막 배터리는 1 cm를 넘지 않는 두께와 10 제곱인치보다 작을 수 있는 측면적을 가질 수 있다. 또다른 실시예에서, 박막 배터리의 측면적은 0.25 제곱센티미터보다 작을 수 있다.
일부 실시예에서, 박막 배터리는 배터리 셀을 인쇄 회로 기판 제조 공정으로 통합시키기 위한 목적으로 열 및 압력 탄성 분리층(heat and pressure-resilient separation layer)을 가질 수 있다.
예를 들어 박막 배터리와 같이 에너지 저장 디바이스가 충전 가능한 디바이스인 여러 실시예에서, 이는 본 발명이 거의 무한정으로 수행될 수 있는 기회를 제시할 것이다. 본 발명은 걷거나 임의의 기타 유형의 움직임을 수행하는 보행자를 통해 생성된 에너지가 에너지 수확 메커니즘에서 수확될 수 있도록 해주고 그 수확된 에너지로 인해 충전 가능한 에너지 저장 디바이스가 그리 충전됨을 보장할 수 있도록 해줄 수 있다.
일부 실시예에서, 휴대용 전자 디바이스는 수신된 정보를 처리한 다음, 적합한 동작을 취하도록 신발에 다시 신호를 보낼 수 있다. 적합한 동작은, 예를 들어 지정된 수의 걸음이 걸어진 후에 발을 완화시키기 위해, 더 또는 덜 뻣뻣해지도록 휴대용 전자 디바이스가 신발에 신호를 보내는 것을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 신발은 신발 보행자의 지리적 위치, 방향 및 속도를 결정하도록 하나 이상의 GPS 위성으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또다른 실시예에서, 저장된 지도와 결합하여, GPS 위성은 신발 보행자에게 예를 들어 다른 경로를 취하는 것과 같은 지시를 주도록 신발에 신호를 보낼 수 있다.
본 발명은 여러 가지 실시예로 본 명세서에 기재되었다. 본 발명의 의도한 사상 및 범위에서 벗어나지 않고서 그의 다양한 실시예에서 본 발명에 의해 개선된 세라믹의 성능을 포함할 수 있는 수많은 대안 및 변경이 존재한다는 것이 분명하다. 상기 기재된 실시예들은 단지 예시적인 것이다. 당해 기술 분야에서의 숙련자라면 여기에 구체적으로 기재된 실시예들로부터의 변형을 인식할 수 있을 것이며, 이는 본 개시의 범위 내에 속하는 것으로 의도된다. 이러한 것으로서, 본 발명은 다음의 청구항에 의해서만 한정된다. 따라서, 본 발명의 변경이 첨부된 청구항 및 그의 등가물의 범위 내에 있다면 본 발명은 이러한 본 발명의 변경을 커버하는 것으로 의도된다.
100: 휴대용 전자 디바이스
110: 보행자
120: GSP 위성
130: 신발

Claims (27)

  1. 동물과 연관되도록 구성된 악세사리;
    상기 악세사리 내에 내장된 에너지 수확(energy-harvesting) 메커니즘;
    상기 에너지 수확 메커니즘에 연결된 에너지 저장 디바이스;
    상기 에너지 저장 디바이스에 연결된 전력 관리 유닛; 및
    상기 에너지 저장 디바이스에 연결된 마이크로프로세서를 포함하는 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 동물은 어류, 양서류, 파충류, 조류, 포유류, 유대류, 영장류, 설치류, 고래류의 그룹으로부터 선택된 임의의 생물을 포함하는 것인 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 악세사리는 구두, 샌들, 슬리퍼, 부츠, 산악 스키, 수상 스키, 서핑 보드, 스노우 보드, 롤러 스케이트, 인라인 스케이트, 썰매, 말굽, 안장, 마구, 가죽끈, 칼라의 그룹으로부터 선택된 임의의 물품을 포함하는 것인 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 마이크로프로세서에 연결된 적어도 하나의 센서를 더 포함하는 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 마이크로프로세서에 연결된 적어도 하나의 신호 송신기를 더 포함하는 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 마이크로프로세서에 연결된 적어도 하나의 신호 수신기를 더 포함하는 장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 에너지 수확 메커니즘은 압전 변환기, 무선 주파수 변환기, 태양 전지, 풍력 터빈, 진동 에너지 회수소자(vibration energy scavenger), 물 이동-전기 에너지 변환기, 회전 운동-전기 에너지 변환기, 및 온도 변화-전기 에너지 변환기의 그룹으로부터 선택된 임의의 디바이스를 포함하는 것인 장치.
  8. 청구항 4에 있어서, 상기 적어도 하나의 센서는 고도계, 압력계, 온도계, 기압계,습도계, 가속도계, 풍속계의 그룹으로부터 선택된 임의의 디바이스를 포함하는 것인 장치.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 에너지 저장 디바이스는 배터리, 박막 배터리, 커패시터, 박막 커패시터, 자기-전기 소자, 압전 소자, 열식 컨테이너(thermal mass container), 플라이휠, 마이크로플라이휠, MEMS(micro electro-mechanical system), 기계적 스프링, 수소 컨테이너를 구비한 수소 발생기, 오존 저장 컨테이너를 구비한 오존 발생기의 그룹으로부터 선택된 임의의 디바이스를 포함하는 것인 장치.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 에너지 수확 메커니즘에 연결된 에너지 변환 컴포넌트를 더 포함하는 장치.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 에너지 저장 디바이스는 1 센티미터를 넘지 않는 총 두께를 갖는 박막 배터리를 포함하는 것인 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 박막 배터리의 측면적은 10 제곱인치를 넘지 않는 것인 장치.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 박막 배터리의 측면적은 0.25 제곱센티미터를 넘지 않는 것인 장치.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 박막 배터리는 열 및 압력-탄성 분리층을 포함하는 것인 장치.
  15. 청구항 11에 있어서, 상기 박막 배터리는 금속 리튬 애노드를 포함하는 것인 장치.
  16. 청구항 11에 있어서, 상기 박막 배터리 내의 전기활성 소자는 리튬을 포함하는 것인 장치.
  17. 청구항 11에 있어서, 상기 박막 배터리는 리튬이온 배터리를 포함하는 것인 장치.
  18. 청구항 11에 있어서, 상기 박막 배터리는 리튬프리(lithium-free) 배터리를 포함하는 것인 장치.
  19. 청구항 5에 있어서, 상기 신호 송신기는 휴대용 디바이스에 메시지를 전송하는 것인 장치.
  20. 청구항 6에 있어서, 상기 신호 수신기는 GPS 신호를 수신하도록 구성되는 것인 장치.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 신호 수신기는 휴대용 디바이스로부터 메시지를 수신하는 것인 장치.
  22. 청구항 21에 있어서, 상기 휴대용 디바이스는 손목시계, iPod®, MP3 플레이어, 컴퓨터, 휴대 전화 및 개인용 휴대 정보 단말기의 그룹으로부터 선택된 임의의 디바이스를 포함하는 것인 장치.
  23. 움직이는 동물과 연관되는 정보를 전달하는 방법에 있어서,
    에너지를 유용한 형태로 변환하고;
    상기 유용한 형태의 에너지를 저장하고;
    상기 저장된 에너지로 프로세싱 유닛에 전력 제공하고;
    적어도 하나의 센서를 이용해 적어도 하나의 파라미터를 모니터링하는 것을 포함하는 방법.
  24. 청구항 23에 있어서,
    모니터링된 파라미터를 상기 프로세싱 유닛에 전달하고;
    상기 모니터링된 파라미터를 사용자 데이터로 처리하고;
    상기 사용자 데이터를 전송하는 것을 더 포함하는 방법.
  25. 청구항 23에 있어서,
    하나 이상의 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하고;
    상기 GPS 신호로부터 위치 정보를 결정하고;
    위치 정보를 전송하는 것을 더 포함하는 방법.
  26. 청구항 23에 있어서,
    휴대용 디바이스에 신호를 전송하는 것을 더 포함하는 방법.
  27. 청구항 23에 있어서,
    휴대용 디바이스로부터 신호를 수신하고;
    상기 신호를 사용자 데이터로 처리하고;
    상기 사용자 데이터를 전송하는 것을 더 포함하는 방법.
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