인간 동보행의 원리를 3축가속도 센서를 이용 소형 휴머노이드의 보행원리를 적용시키는 것을 목적으로 건강한 일반인 20명을 대상으로 3축가속도를 사람의 신발 앞꿈치에 장착하여 각 축에 따른 가속도를 측정하였다. 이에 앞서 사람들의 다리길이(골반부터 발목), 개인의 평균 보폭등을 측정하여 각각을 평균화하는 과정을 거치고 이 평균화된 데이터를 기준으로 제작된 소형 휴머노이드의 다리길이에 따른 보폭 및 보행원리를 적용함으로서 소형 휴머노이드의 보행을 간단한 비을 적용하여 제어할 수 있도록 하였다.
본 논문에서는 운동시간과 칼로리 소모량, 운동시신체운동정도를 3축가속도 센서를 이용하여 측정하는 건강밴드를 설계 하였다. 건강관리를 위해 하는 운동은 많은 양의 운동을 하는 것 보다 규칙성 건강을 관리를 해야 한다. 주거환경의 변화가 친환경적으로 되는 지금 체육시설을 이용하지 않고 쉽게 집 주변에서 운동을 원하는 사람이 많아지고 있기 때문에 건강밴드를 설계하여 보다 쉽게 규칙성 있게 도와주는 운동 보조 시스템을 설계 하여 각 운동별로 센서의 데이터를 측정하였다. 데이터론 측정한 결과 걷기, 조깅, 줄넘기의 3축가속도 센서의 측정간은 걷기에서는 X축의 센서의 변화량이 다른 축의 변화보다 변화량이 많이 심하였고 조깅의 경우 X, Y, Z축의 변화량이 전체적으로 걷기보다 변화가 많았다. 줄넘기에서는 걷기, 조깅과는 다르게 신체의 움직임이 상하로 많이 있는 운동이기 때문에 Y, Z축의 변화량이 X축의 변화량 보다 많이 측정되었다. 이러한 결과를 바탕으로 본 연구의 결과는 운동별 신체의 사용량 측정에 이용이 가능하다.
최근 스마트폰을 가지고 있는 사람이 증가하고 있는 추세이며 이에 대한 다양한 연구가 활발히 진행 중이다. 이러한 상황에서 센서기술과 스마트폰의 융합으로 다양한 기능을 제공한다. 본 논문에서 제안한 시스템은 컨트롤러에서 3축가속도센서를 통한 사용자의 움직임에 대한 가속도정보를 추출하며 이 가속도 정보를 블루투스를 통하여 스마트폰에 전송한다. 기존의 스마트폰에서 사용되던 터치입력이나 버튼입력방식이 아닌 동작에 따른 3축 가속도센서를 이용한 입력방식이므로 언제 어디서든 스마트폰을 직접 만지지 않아도 컨트롤이 가능하다. 또한 다양한 기능성 애플리케이션의 개발로 인하여 활용도가 매우 높다.
고령화 사회에서는 노인의 신체적 취약성으로 인한 안전문제가 사회문제로 대두되고 있다. 판단, 상황대처 능력이 떨어진 노인은 체력과 균형감각 저하로 인하여 잦은 낙상을 경험한다. 낙상은 자칫 인명피해 및 골절, 유조직 손상 등을 유발 할 수 있으므로 빠른 응급대처가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 사용자의 허리에 부착하여 일상적인 움직임에 대한 가속도의 변화 및 낙상이 발생하였을 때의 가속도의 변화를 측정하였다. 측정한 값을 이용하여 낙상 감지 시스템을 구현하였으며, 여러 가지 낙상 상황을 가정하여 낙상 검출 여부를 판별 하였다.
독거노인의 수가 증가함에 따라 노인의 건강한 생활 패턴 유지 및 응급상황탐지 등을 위해 생활모니터링에 대한 연구가 요구되고 있다. 본 논문에서는 단순히 사물에 대한 접촉만으로 일상생활행위(ADL : activity of daily living)를 인식하기 보다는 노인의 행동과 연관이 있는 사물의 접촉을 함께 고려한 행위인 요소ADL를 인식하여 정확하게 최종 ADL를 인식할 수 있도록 한다. 또한, 행위센서로부터 인식된 물리적 행위분류는 간혹 튀는 데이터들로 인해 잘못된 결과가 나오므로, 이를 보정함으로써 인식의 정확성을 더 보장한다. 실험결과는 8개의 요소ADL에 대해 97% 이상의 인식 결과를 보이며, 이는 최종 ADL을 인식하는데 효율적으로 적용할 수 있음을 보인다.
본 연구에서는 스마트폰을 이용하여 사용자의 활동상태를 추정할 수 있는 안드로이드 기반의 어플리케이션을 구현하였다. 이는 추가적인 센서를 사용하지 않고 항시 휴대하는 스마트폰을 이용함으로써 착용형의 시스템과 비교하여 사용자의 불편함을 최소화하여 활동상태를 추정할 수 있다. 이를 위하여 스마트폰 내부에 내장된 3축가속도센서 각 축의 변화량을 추출하였으며, 각 축에 대한 변화량과 활동량이 비례하여 나타나는 것을 이용하여, 변화량을 크기로 변환하는 SVM(Single Vector Magnitude)을 계산하였다. 또한 SVM의 절대값을 시간에 적분한 ISVM(Integral Single Vector Magnitude)을 통해 활동량을 정량화 하였으며, 천천히 걷기와 빠르게 걷기, 뛰기, 서있기로 이루어진 실험을 통해 활통상태 분류를 하였다. 또한 그 결과를 실시간으로 모니터링하기 위한 스마트폰 어플리케이션을 구현함으로써 추가적인 설비 없이 활동상태를 추정하였다.
본 연구에서는 한강 상 교량인 올림픽대교를 대상으로 첨단 무선센서를 구조물 주요 부재에 설치하고 본 센서를 통해 취득되는 데이터를 활용하여 실시간 구조 건전도 모니터링 시스템을 구축하는 것을 목적으로 하였다. 본 시스템은 유비쿼터스 센서 네트워크(USN, Ubiquitous Sensor Network)기술을 적용하여 림픽대교 주요 구조 부재 모니터링을 위한 센서 및 데이터 로깅 시스템으로 구성되어 운영된다. 본 연구에서는 1축 가속도계, 3축가속도계, 온도계, 경사계, 풍향풍속계 5종의 무선 센서를 총 10개 설치하였으며, 센서의 전원은 태양광 자가 전원공급 시스템으로 하였다. 데이터는 시스템 구축완료 후 9월1일부터 9월 7일까지의 일주일간의 데이터를 활용하여, 기존에 설치되어 있던 유선시스템으로부터 취득된 데이터와 비교분석하였으며, 이를 통행 USN 기반의 교량 계측시스템에 대한 실용성을 검증하였다.
의료서비스 분야에서 유비궈터스 IT 기술과 헬스케어 기술을 접목함으로써 일상생활 중 지속적으로 건강상태를 모니터링하여 항상 건강한 상태의 유지가 가능하도록 하는 유비쿼터스 헬스케어기술이 급부상하고 있다. 본 연구에서는 유비쿼터스 헬스케어와 관련하여 일상생활 중 활동 상태에 따른 가속도 변화를 측정하여 활동 상태를 판단하고 활동량을 정량화하기 위한 지표를 개발하고자 하였다. 먼저 활동상태에 따른 가속도 정보를 측정하기 위해 단일침의 3축가속도 센서를 사용하였으며, 아날로그 가속도신호를 디지털로 변환하고 데이터의 무선전송을 위해 무선센서네트워크 기술을 적용한 센서노드를 활용하였다. 그리고 무선으로 전송된 가속도 신호를 PC또는 휴대형 단말기에서 모니터링하기 위해 모니터링 프로그램을 구현하였다. 계측된 가속도 신호로부터 활동상태의 분류 및 활동량의 정량화를 위한 방법을 제시하고 그 타당성을 평가하였다.
인간의 모션을 센싱해서 로봇을 원격조정함에 있어서 각 관절에 대한 제어명령을 무선으로 전달함으로서 배선의 어려움 등을 없앨 수 있다. 이에 대한 기초 연구로서 DC모터에 대한 원격제어를 Labview를 이용해서 구현하였다. 인간의 움직임은 3축가속도 센서를 사용함으로써 관절의 각도변화를 측정하여 그에 따라 따라 모터의 회전각이 변하도록 하였다 모터의 제어에 있어서는 NI사의 PXI를 사용하였으며 모션센싱부와 PXI와의 데이터 전송은 하는 RS-232 기반의 무선 모듈을 사용하였다. 제어기는 LabView 프로그램으로 작성된 PID제어기를 사용하였다.
본 연구에서는 산업현장, 지하시설물의 밀폐공간에서 유해가스 및 생체신호를 동시에 검출이 가능한 휴대형 검출시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 가스검출용 센서모듈, 패치형 1채널 소형 ECG 센서, 3축가속도 검출센서용 모듈 및 통계분석용 시스템이다. 시스템모듈의 성능을 검증하기 위해 디지털해상도, 생체신호증폭도, 출력전압 및 초소형모듈의 크기로 평가하였다. 개발된 시스템의 성능결과 디지털해상도는 300(rps), 신호증폭이득은 500dB이상 성능을 가졌고, 심전도 모듈은 $50mm{\times}10mm{\times}10mm$로 제작되어 패치형으로 활용도를 높일 수 있다. 본 연구의 휴대용 가스검출기 및 패치용 심전도, 가속도검출기는 산업현장작업자의 실시간 감시용 IoT 기반 관리시스템으로 활용한다면 가치가 높을 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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