스마트폰이 널리 보급화 된 현대 사회, 도로 위에서도 스마트폰을 보기 위해 시선을 아래로 향한 채 걸어가는 보행자를 목격할 수 있다. 본 논문에서는 항만 내 안전한 도로 보행을 보장하기 위한 솔루션을 제공한다. 사용자 위험 지역 데이터 및 객체 검출을 활용하여 도로 보행자의 위험여부를 파악한 후, 스마트폰 디바이스 내 설치된 Application 으로 스마트폰 디바이스를 제어할 수 있도록 한다. 본 논문에서 제시하는 솔루션을 통해 사용자의 주위를 환기할 수 있고, 전방 미주시로 인한 사고를 예방할 수 있다.
현재 교차로에서의 보행자 교통흐름이나 비동력차 교통흐름의 신호제어에 대한 연구는 비교적 적다. 교통 흐름 신호 제어의 최적화 방안을 연구하여 보행자, 비동력차, 자동차 등의 전체적인 교통 흐름을 조화롭게 통제할 수 있게 하는 것은 교차로의 정체 상황을 개선하는 데 중요한 의의가 있다. 교차로의 교통 최적화를 위해 본 논문은 채널화 최적화와 위상 설계의 두 가지 측면에서 출발하며, 교차로에서의 충돌점의 수를 공간적, 시간적 할당으로부터 각각 감소시킨다. 고전적인 신호 타이밍 방법을 이론적 기반으로하고, 교통 여행객의 안전과 시간 적 이익 보장을 목표로 교차로의 채널화 최적화 및 신호 제어 방안을 제안한다. 자동차, 비자동차, 보행자를 객체로 하는 교차로의 채널화 및 위상 설계방법에 대해 논의하고, 교차로의 채널화 최적화 개선 방안을 제안한다. 교차로 신호제어의 다목적 최적화 모델을 구축하였으며, NSGA-II 알고리즘을 기반으로 모델을 해결하였다.
관절형 로봇은 바퀴구동로봇에 비해 인간과 비슷한 형태를 갖추고 있어 친화성이 높고 관절로 인하여 자유도가 높으며 접지점을 임의로 설정할 수 있다. 또한 접지위치와 본체와의 상대위치를 자유로이 설정할 수 있으며 관절을 매니플레이터로서 사용할 수도 있는 장점을 가지고 있다. 이에 반해 많은 자유도를 가지고 있어 기구가 복잡하고 이동속도가 바퀴구동로봇에 비해 늦으며 이동시 진동이 일어나기 쉽고 로봇이 넘어지지 않도록 하는 특별한 제어가 필요하게 된다. 많은 생물들의 기본다리인 4족형 구조는 동적안정을 유지하면서 이동을 계속할 수 있고, 또 보행중에도 기구적으로 쓰러짐을 회피할 수 있는 완전보행을 실현하는 최소한의 관절수로 구성되어 있는 보행형태이다. 이러한 보행실험을 위해 4족 보행로봇인 TITAN-VIII을 이용하여 Trot 보행 알고리즘을 연구하여 보행 실험을 행하였다.
본 논문에서는 다수의 특징 값 중에서 적합한 특징 및 채널을 선택하는 sEMG 신호기반 보행단계 인식기법을 제안한다. 제안하는 방법은 sEMG 신호 기반 분류기를 이용하여 하지 절단 환자의 동력의족을 제어하며, 적응적으로 특징 및 채널들을 선택하여 임베디드 시스템의 신호처리과정에서 발생하는 오버헤드를 감소시킨다. 또한 피험자의 보행 습관에 따라 근육 발달도가 다르다는 특성을 이용하여 피험자의 보행단계에 따라 사용 빈도가 높은 근육과 특징 추출 알고리즘을 선택함으로서 정확도를 향상시킨다. 실험 결과 피험자마다 인식율이 높은 근육이 다르다는 것을 발견하였다. 또한 모든 특징들과 채널들을 이용하는 기존 방법의 경우 50%의 평균정확도를 보인 반면에 제안한 방법은 91%의 평균정확도를 보였다. 따라서 소수의 발달된 근육과 이에 맞는 특징을 사용한 sEMG기반 보행단계인식 방법이 하지절단환자의 동력의족을 제어하는 데 적용될 수 있음을 확인하였다.
고성능의 보행 로봇에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며 4족 보행 로봇은 비평탄 지형에서 이동성과 적응력이 뛰어나 많은 관심을 받고 있지만 높은 비용으로 도입과 활용성에 어려움이 있다. 본 논문에서는 저비용의 4족 로봇에 지능적 기능을 적용하여 활용도를 높이기 위해 임베디드 보드에 IMU와 강화학습을 탑재하여 비평탄 지형 극복능력을 개선하고 카메라와 딥러닝을 이용하여 객체를 자동으로 검출하는 방법을 제시한다. 로봇은 4족 포유류 동물의 다리 형태로 구성되고 각 다리는 3 자유도를 가진다. 설계된 3D 모델로 시뮬레이션 환경에서 복잡한 지형을 학습시키고 실제 로봇에 적용한다. 본 연구방법의 적용을 통해 평탄 지형과 비평탄 지형의 보행 능력에 크게 차이가 나지 않음을 확인하였으며 제한된 실험조건에서 실시간으로 사람 검출을 수행하는 동작을 확인하였다.
해저보행로봇 CR200은 여러 개의 관절로 이루어진 6개의 다리를 이용하여 해저면에서 보행으로 이동하며 해저 정밀탐사 및 작업을 수행하는 로봇으로, 케이블로 연결된 선상제어실에서 원격 제어된다. CR200 시스템에서는 16개의 카메라가 장착될 예정이며, 취득된 카메라의 영상은 선상제어실의 비디오 컴퓨터로 전송되어 모니터링 및 녹화된다. 설계된 비디오 시스템에서 영상 전송은 전자기 간섭에 의한 화질 열화를 최소화하기 위하여 기가비트의 대역폭을 가진 이더넷과 광케이블을 통하여 디지털 형태로 전송되며, 아날로그 카메라의 영상은 비디오 인코더를 사용하여 디지털 영상으로 변환된 후에 전송된다. 본 논문에서는 CR200의 비디오 시스템의 설계를 소개하고, 실제로 제작하기 전에 설계된 비디오 시스템을 검증하기 위하여 테스트베드를 사용한 통합 테스트 결과를 제시한다. 아직 준비되지 않은 카메라에 대해서는 아이패드의 아날로그 영상 출력을 비디오 인코더의 입력으로 전달하여, 설계된 모든 카메라들이 동작하는 상황을 테스트베드로 실험하였다. 16개 카메라의 영상이 모니터링 및 녹화되는 상황을 테스트베드로 실험한 결과에 따르면, 압축률 10%의 H.264 동영상 압축 알고리즘을 사용할 경우에 30fps 영상의 모니터링 및 녹화에 각각 60Mbps의 전송량으로 비디오 시스템이 정상적으로 동작하는 것을 확인할 수 있었다. 비디오 데이터의 전송은 센서 및 제어 데이터의 전송과 같은 네트워크를 사용하지만, 비디오 데이터의 기가비트 네트워크 사용률은 평균 12%이기 때문에 비디오 데이터 전송으로 인하여 데이터 통신은 거의 영향을 받지 않는다.
연구목적 : 본 연구의 목적은 태권도 프로그램이 노인의 균형능력에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 알아보는 것이다. 연구방법 : 대상자는 본 연구에 대해 설명을 들은 후 자원한자로서 65세 이상의 노인이었다. 실험군은 태권도 프로그램 그룹으로서 17명이었다. 태권도 프로그램을 주3회씩 6주간 시행하였고 모든 대상자의 균형능력을 평가하기 위하여 BPM, GAITrite, Berg 균형척도를 실험전후로 평가하여 자료를 수집하였다. 수집된 자료는 SPSS 14.0으로 대응표본 t-test를 사용하여 유의수준 ${\alpha}$=.05에서 통계 처리 하였다. 연구결과 : 태권도 프로그램을 시행한 결과 프로그램 실행 전에 비해 오른쪽 활보폭, 왼쪽 보폭, 왼쪽 활보폭, 버그 균형척도에서 통계적으로 유의한 증가를 나타내었다. 그리고 최대 동요속도, 동요거리, 오른쪽 기저 지지면, 오른쪽 양하지 지지기, 왼쪽 기저지지면, 왼쪽 양하지 지지기에서 통계적으로 유의한 감소가 있었다. 결론 : 태권도 프로그램을 시행한 결과 오른쪽 활보폭, 왼쪽 보폭, 왼쪽 활보폭, 버그 균형척도에서 유의한 증가와 최대 동요속도, 동요거리, 오른쪽 기저 지지면, 오른쪽 양하지 지지기, 왼쪽 기저지지면, 왼쪽 양하지 지지기에서 유의한 감소는 균형 제어에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 판단된다. 따라서 이러한 균형 제어 능력의 향상은 노인의 보행에 있어서의 낙상 예방에 효과적일 것으로 사료된다.
보행 시 하이힐 굽 높이에 따른 구간별 차이를 비교하고, 하지관절의 가동범위가 보행 시간에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 20대 여대생 10명이 연구에 참여하였고, 굽 높이에 따라 3차원 보행분석을 통하여 변인을 산출하였다. 통계방법으로 세가지 굽높이에 따른 차이는 일원변량분석을 실시하였고, 보행시간이 하지관절에 미치는 영향은 다중회귀분석을 실시하였다. 연구결과로 보행 시 구간 2는 굽이 높을수록 보행시간이 길게 나타났지만, 구간 3은 굽이 높을수록 보행시간이 짧게 나타났다. 보행시간이 하지관절 가동범위에 미치는 영향을 분석한 결과 구간 2는 1 cm에서 발목관절, 무릎관절, 5 cm는 발목관절의 가동범위가 클수록 보행시간이 길어졌다. 구간 3은 1 cm에서 고관절 가동범위가 클수록 보행시간이 길어졌고, 10 cm는 발목관절 가동범위가 작을수록 보행시간이 길어졌다. 따라서 굽 높이 신발의 경우 발목관절의 제어가 중요성이 변인으로 판단된다.
In this study, a pantograph leg of the four legged walking vehicle is analysed with regard to mechanical energy consumption. Energy efficiency of the vehicle is estimated in terms of specific resistance varying body height, stride length and walking speed. The interaction between specific resistance and the parameters is investigated.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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