• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2013년도 춘계학술발표대회
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• pp.754-756
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• 2013

건강, 운동에 관한 관심이 고조되고 레저를 즐기는 사용자층이 확대되어 감에 따라 다양한 종류의 레저형 시뮬레이터에 대한 개발이 이루어지고 있다. 그러나 단순 운동을 위한 스포츠 시뮬레이터는 흥미를 반감시켜 지속적인 운동에 대한 저해하는 요소가 된다. 본 논문에서는 이런 시뮬레이터의 한계를 극복하기 위해 다양한 콘텐츠를 접목시킨 스포테인먼트형 자전거를 제안한다. 이를 위해 개인 신체 정보를 입력을 통해 프로그램 추천 및 이력관리가 가능하고 흥미요소인 게임, 음악 등을 동시에 즐기면서 운동을 할 수 있는 자전거 시뮬레이터 UXBike 시스템 개발한다. 이는 보편화된 운동 레저 시뮬레이터와 콘텐츠의 융합을 통해 사용자의 몰입도 향상 및 지속적인 관심을 갖게 하는 계기가 될것이라 판단된다.

• 기계저널
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• 제41권4호
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• pp.52-57
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• 2001

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.10-18
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• 2014

현대인의 생활 수준이 높아지고 여가 시간이 증대함에 따라 육체적인 건강은 물론 정신적 건강에 대한 관심과 놀이적 요소가 포함된 스포츠를 선호하는 사람들이 점점 더 증가하고 있다. 스포테인먼트(SporTainment)는 스포츠(Sports)와 엔터테인먼트(Entertainment)의 합성어로써 스포츠와 오락성을 아울러 갖춘 것을 의미한다. 또한 실감미디어 기술 분야에서는 사용자의 오감을 자극하는 감각적 피드백 기술을 통해 현존감과 몰입감을 높이기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 감각적 피드백 기술들은 재미와 흥미 요소를 기반으로 학습적 효과를 포함 한 게임, 교육, 국방 등 다양한 응용 분야에 활용되고 있으며, 가상 환경에 실감효과를 가미함으로써 사용자의 현존감과 몰입감을 극대화할 수 있는 응용 서비스로 확대되고 있다. 본 연구에서는 자전거 시뮬레이터에 감각 효과 재현 장치들을 결합한 스포테인먼트용 실감 자전거 시뮬레이터를 개발함으로써 사용자의 현장감을 향상시키고자 하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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• pp.842-847
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• 2002

One of the challenging problems with bicycle simulators is to deal with the inherent unstable bicycle dynamics that is coupled with rider's motion. For the bicycle dynamics calculation and the real time simulation, it is necessary to identify the control inputs from the rider as well as the virtual environments. The six control forces of the Stewart platform-based motion system are used for estimation of the rider's action force, which is one of the important control inputs, but of which the direct measurement is impractical. For the effective estimation of the rider's action force, the dynamics model of the motion system is derived incorporated with both analytical and experimental methods and the sliding mode controller with perturbation estimation is developed.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 I
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• pp.235-240
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• 2001

A four degrees of freedom (dof) motion platform for bicycle simulator is developed. The motion platform, capable of the vertical linear and three angular motions, is designed based on analysis of the typical motion characteristics revealed by the existing six dof bicycle simulator. The platform essentially consists of two parts： the three dof parallel manipulator, consisting of a moving platform, a fixed base and three actuators, and the turntable to generate the yaw motion. The nonlinear kinematics and dynamics of the three dof parallel manipulator with multiple closed loop chains are analyzed for tracking control of the motion platform. The tracking performances of the three control schemes are experimentally compared： the computed torque method (CTM), the sliding mode control (SMC) and the PD control. The CTM and SMC, incorporated with the system dynamics model, are found to be equally better in performance than the PD controller, irrespective of the presence of external disturbance.

• 전자공학회논문지SC
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• 제42권6호
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• pp.57-66
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• 2005

본 연구에서는 가상현실기술과 자전거를 이용하여 평형감각 실조환자의 진단 및 시각, 전정감각, 체성감각 등을 효율적으로 진단하고 자극, 훈련시킬 수 있는 자전거 시뮬레이터 시스템을 개발하였고, 이 시스템이 평형감각 훈련에 대한 효과를 고찰하였다. 실험 방법은 20대의 건강한 젊은 성인과 70대의 노인을 대상으로 자전거 주행 시에 나타나는 주행시간, 주행속도, 중앙선이탈도, 무게이동과 무게중심의 변화를 측정하여 가상 자전거 시스템이 평형감각 훈련에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 유용성을 분석 하였다. 실험결과, 20대의 젊은 성인과 70대의 노인이 훈련 후 주행속도와 주행시간 중앙선 이탈도가 감소하였고, 좌우 무게이동과 무게중심 면적이 모두 감소하였으며 시각적 피드백의 효과가 평형감각에 더욱 유용하다는 결론을 얻었고 시각적 피드백의 효과를 이용하여 복합 감성정보를 활용한 헬스기구나 평형감각 재활 훈련에 활용할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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• pp.604-609
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• 2002

In development of an advanced bicycle simulator, the investigation of the interactions between bicycle and rider during cycling is paramount important because bicycle is a two-wheeled human-powered vehicle. Tn this work, the tilt stability. among various interactions, of bicycling is investigated experimentally, In the experiments, the tilt angles of the bicycle, riders body and head are measured, as the riding p;1th and the speed are varied. Subjects are asked to ride along four typical paths on rigid flat ground : the straight, C-curved, S-curved and circle paths. The results from extensive experiments with different subjects can be summarized as : 1) The tilt angles of bicycle and rider are almost out of phase during pedaling along the straight path. 2) The bicycle tilt angle is nearly proportional to the square of bicycle speed for the straight and curved paths, and to the curvature for the curved paths. The head tilt angle is the biggest and the body tilt angle is the smallest for the straight path, but the tendency is reversed for the C-curved path. During the curve maneuvering, the rider's head tends to tilt by less than 40% of the bicycle tilt angle.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제6권12호
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• pp.1099-1105
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• 2000

The interactive bicycle simulator presented in this paper consists of a Stewart platform manipulator, magneto-rheological steering and braking devices, and a visual simulator. To provide a rider with reality, these devices should be controlled in real-time and motions of the devices and the visual should be also synchronized. If any of the devices and the visual gets unsynchronized due to significant blocking of control signals, the reality of the simulator is no longer secured. This paper presents communication protocols that minimize the blocked time of the control processes to guarantee the synchronization. The protocols are designed based on IPC (InterProcess Communications) of QNX, TCP/IP, and serial communication. The performance of the designed communication protocols is evaluated with the implemented bicycle simulator, and found satisfactory.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.935-938
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• 2004

This paper describes the quantitative analysis on the improvement of equilibrium sensory using virtual bicycle system. We have used a virtual bicycle system that combines virtual reality technology with a bicycle. In this experiment, 10 subjects were tested to investigate the influencing factors on equilibrium sensory. Straight road and curved road driving at several factors including cycling time, number of times of path deviation, and center of pressure(COP) were extracted and evaluated to quantify the extent of control. Also, To improve the effect of balance training, we investigated the usefulness of virtual feedback information by weight shift. The result showed that the system could be effective for equilibrium sensory rehabilitation training device. The analysis method might also have wider applicability to the rehabilitation field.

• 한국CDE학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.212-219
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• 2004

This paper presents the visualization method of the KAIST interactive bicycle simulator. The simulator consists of two bicycles of 6 DOF and 4 DOF platforms, force feedback handlebars and pedal resistance systems to generate motion feelings; a real-time visual simulator, a HMD and a beam projection system; and a 3D sound system. The system has an integrating control network with the server-client network structure for multiple simulators. The visual simulator generates dynamic images in real-time while communicating with other modules of the simulator. The operator of the simulator can have realistic visual experience of riding on a velodrome or through the KAIST campus, while being able to watch the other bicycle with an avatar.