이 논문은 팔꿈치 재활 훈련에 있어서 거울치료 기법을 적용한 착용형 재활로봇을 제안한다. 거울치료는 건측의 팔꿈치 동작을 측정하여, 환측의 팔꿈치 훈련을 하는 것이다. 이를 위해 환측의 재활을 위한 착용형 장치 뿐만 아니라 건측 팔꿈치 동작을 측정하기 위한 착용형 센서도 개발하였다. 착용형 장치는 인체의 팔꿈치 구조를 고려하여 설계하였다. 착용형 센서는 굽힘센서와 광파이버를 이용한 센서를 각각 개발하여 센터의 특성을 평가하였다. 개발된 거울치료형 팔꿈치 재활로봇은 피험자의 동작에 따른 동작특성을 3차원 모션 측정장치로 평가하였다. 실험의 결과는 이 연구에서 개발된 착용형 팔꿈치 재활로봇이 적용 가능함을 보였다.
본 논문은, 실제 타악기인 드럼을 쉽게 착용 가능하고 이동 가능한 전자악기로 구현함과 동시에, 사용자의 접근성 증가를 목적으로 만든 기기 연구이다. 제안하는 기술은 Arduino를 이용한 기기로써, 크게 스피커와 여러 개의 터치패드부분으로 구성 되어 있다. 이것은 휴대성이 편리하도록 소형화함과 동시에 다루기 쉽도록 신체구조에 맞춘 디자인을 갖추고 있다.
WBAN은 사람이 착용하는 옷이나 인체 내부 혹은 외부에 있는 여러 장치들을 상호 연결하여 통신할 수 있는 근거리 무선통신 기술로서 2005년부터 IEEE 802.15 TG16에서 표준화가 활발히 진행되고 있다. WBAN표준은 근거리, 저전력, 고신뢰성 무선통신을 위한 표준화를 목표로 하고 있으며, 용도에 따라 전송속도가 수 kbps$\sim$수십 Mbps 범위로서 의료용뿐만 아니라 비의료용 분야에 활용된다. 의료용은 체내에 이식되는 이식형과 인체 주변에 부착되는 착용형 장치에 활용되며, 비의료용은 데이터 전달이나 게임 응용 등 다양한 엔터테인먼트 분야에 활용된다. 본 고에서는 IEEE 802.15 TGl6에 제안된 WBAN 응용서비스와 이들 서비스의 요구사항을 분석하고, 일반인이 언제 어디서나 이용 가능한 미래의 헬스케어 서비스를 제공하기 위한 WBAN 구조를 살펴보고자 한다.
미래형 전자소자는 높은 성능과 더불어 소형화, 박막화를 거쳐 휘어질 수 있고(flexible), 착용이 가능하며(wearable), 접을 수 있거나(foldable) 늘어날 수 있는(stretchable) 방향으로 발전해 가고 있다. 실리콘, 갈륨비소 등 무기소재를 기반으로 하는 전자소자의 경우 그 성능은 우수하나 딱딱하고 휘어질 수 없는 반면, 유기소재를 기반으로 하는 경우 보다 유연한 구조를 가질 수 있지만 성능이나 신뢰성면에서 아직 개선할 점이 많이 남아있다. 최근에는 성능이 우수한 무기소재를 초박막 형태로 구성하여 이를 휘거나 늘어날 수 있는 기판에 부착하는 형태의 소자들이 많이 개발되고 있으며 이를 통해 박막트랜지스터, LED, CMOS 회로, 태양 전지 및 각종 센서 등이 휘거나 심하게 변형될 수 있는 형태로 진화하였으며, 기존에 구현하기 어려웠던 피부에 부착이 가능한 전자소자, 반구형 구조를 갖는 이미지 센서 등의 구현이 가능하게 되었다. 무기소재 박막을 플렉서블 기판에 부착시키는 데에는 전사 프린팅(transfer printing) 방법이 핵심기술로서 주로 이용된다. 본 튜토리얼은 플렉서블/스트레쳐블 전자소자의 구현을 위한 전사 프린팅 방법을 소개하고, 구체적인 공정 방법과 이를 이용한 독특한 형태 전자소자의 개발에 대해 다루고자 한다.
유비쿼터스 시대를 맞이해서 휴대용 진단 진료 기기를 환자가 쉽게 휴대 및 착용해서 환자의 질병 및 건강 상태를 모니터링 하여 위험한 상황을 미리 예측, 통지가 가능한 시스템을 발전시켜야 할 필요성이 대두되고 있다. 이를 위하여 다양한 특성을 가진 휴대용 의료 계측 기기 센서들을 환자의 신체에 부착하고 다양한 센서들이 네트워크를 형성하여 인터넷과 통신하는 것은 물론 이동이 가능해야 한다. 즉, 센서 네트워크 기술과 이동성 기술이 접목된 네트워킹 기술이 필요하지만 아직까지 실질적인 적용에 대한 구체적인 연구는 없는 형편이다. 따라서 본 논문에서는 이러한 요구사항을 만족시키는 U-헬스케어 시스템을 구축하기 위해 각 센서 노드에 IPv6 를 적용하여 항상 인터넷에 연결되어 실시간 모니터링이 가능함과 동시에 네트워크 단위의 이동성을 지원하는 프로토콜과 연동하는 시나리오와 구조를 제시한다.
본 연구의 목적은 형광직물과 재귀반사 소재만으로 제작, 보급되고 있는 현 안전의복에, 광섬유 적용으로 시인성을 높여 야간이나 기상악화 시 안전사고로부터 작업자나 보행자를 보호하는데 있다. 이를 위하여 LED를 촉매로 한 광섬유와, 에너지 하베스팅 기술을 적용하여 설계·제작한 안전조끼를 개발하였다. 안전조끼는 필름에 일체화된 자동 점멸 광섬유에 의해 빛을 방출하도록 설계되었고 이 조끼를 착용한 작업자의 움직임으로, 버려지는 에너지를 수확하여 광섬유의 발광을 더 지속적으로 구동시키기 위해 에너지 하베스터를 제작하여 부착하였다. 그 결과, 첫째로 조끼 착용자의 신체는 광섬유(optical fiber)와 재귀반사 테이프를 통해 멀리서 인식 가능하도록 시인성이 높아져 사고예방에 도움이 된다. 즉 야간에 실시하는 도로변이나 고지대에서의 작업, 구조대원의 활동, 스포츠 활동 시 사고를 예방하거나, 비상상황이 발생할 경우 광섬유 발광을 변화시키는 신호로 사고 지점을 빨리 발견할 수 있어 인명구조에도 도움이 될 것이다. 둘째, 생활 속 버려지는 에너지를 활용하기 위하여 압전소자 발전 시스템을 개발하여 압전 에너지 하베스팅 장치를 탑재한 결과, 배터리부의 유효 충전량을 활성화하고 보조 충전을 함으로써 에너지를 소량일지라도 효율적으로 생산할 수 있었다. 동시에 안전조끼에 내장하여 제작함으로써 탈착이 용이하도록 하여 활용도를 높였다. 기존 안전 조끼의 경우 야간에 주변 조명이 없을 때는 조끼를 착용한 사람을 인식하는 것이 거의 불가능하지만, 본 연구에서는 안전조끼의 빛 신호로 주변 조명이 없을 때에도 100m 이내에서 착용자를 식별할 수 있었다. 또한 광섬유적용 안전조끼는 측면에서의 시인성 향상뿐만 아니라 가볍고 (물)세탁이 가능하여 실용적 측면에서 현존하는 LED적용 안전의류보다 우수하다. 그러므로 본 연구에서 개발한, 광섬유와 에너지 하베스터를 장착한 안전조끼는 실용도가 높고 안전사고 발생 예방과 감소, 나아가 인명구조에 이바지할 것으로 추정된다.
본 논문에서는 얼굴의 구조적 특성과 누적 히스토그램을 이용하여 다양한 정보를 포함하고 있는 얼굴의 6가지 표정을 인식하는 알고리즘을 기술하였다. 표정 인식을 위해 특징점 추출 전처리 과정으로 입력 영상으로부터 에지 추출, 이진화, 잡음 제거, 모폴로지 기법을 이용한 팽창, 레이블링 순으로 적용한다. 본 논문은 레이블 영역의 크기를 이용해 1차 특징점 영역을 추출하고 가로방향의 누적 히스토그램 값과 대칭성의 구조적인 관계를 이용하여 2차 특징점 추출 과정을 거쳐 정확하게 눈과 입을 찾아낸다. 또한 표정 변화를 정량적으로 측정하기 위해 추출된 특징점들의 눈과 입의 크기, 미간 사이의 거리 그리고 눈에서 입까지의 거리 정보를 이용하여 표정을 인식한다. 1, 2차 특징점 추출 과정을 거치므로 추출률이 매우 높고 특징점들의 표정에 따른 변화 거리를 이용하므로 표정 인식률이 높다. 본 논문은 안경 착용 영상과 같이 복잡한 얼굴 영상에서도 표정 인식이 가능하다.
체력이나 건강을 위한 트레이닝이나 심장 질환자의 생체신호 모니터링을 위해 다양하게 사용되는 심전도는 현재 여러가지 장비형태로 사용되고 있다. 최근에는 착용자가 인식하지 않고 손쉽고 편안한 방법으로 측정하거나 모니터링 할 수 있는 형태의 생체신호 모니터링 의복에 관한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 20대 남성의 체표면 분석을 통해 심전도 검출이 가능한 일체형 의복을 설계하고 제작된 시제품의 착의평가를 진행하였다. 심전도 측정이 가장 효과적인 흉부 부분을 중심으로 심전도 데이터 추출 정확성을 위해 다층구조로 센서를 설계하고, 흉부의 움직임을 최소화하여 노이즈를 감소할 수 있는 디자인을 제안한 결과, 심전도 데이터 추출 정확성 및 편의성은 향상되고 노이즈는 감소하는 결과를 도출하였다.
치매 환자들은 안전한 생활과 건강한 삶을 위해 행동 정보에 대한 모니터링이 필요하다. 이러한 서비스를 위해 휴대가 간편하면서 항상 착용 가능한 모니터링 도구가 필요하며, 기억과 인지장애로 인한 배회 활동과 넘어짐과 같은 응급상황에 빠르게 대처하기 위한 다양한 센서기술의 적용이 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 현재 개발 중인 치매환자를 위한 시계형 장치(스마트 시계)와 서버시스템의 구조 및 기능에 대해서 서술하면서, 3 축 가속도 센서 기반의 개선된 걸음 수 검출 알고리즘을 제안한다. 개선된 걸음 수 검출 알고리즘은 일반적인 걸음 수를 96%의 정확도로 검출함을 확인했다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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