• 센서학회지
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• 제21권2호
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• pp.156-166
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• 2012

Over the past 15 years productive BCI research programs have arisen. Current mainstream EEG electrode setups permit efficient recordings but most of electrodes has the disadventages of need for skin preparation and gel application to correctly record signals. The new gel-free probe was adapted for EEG recording and it can be fixed to the scalp with the micro needle without neuro-gel. It use standard EEG cap for wearing electrodes on scalp so it is compatible with standard EEG electrodes. A comparison between electrode characteristics is achieved by performing simultaneous recordings with the gel electrodes and gel-free probe placed in parallel scalp positions on the same anatomical regions. The quality of EEG recordings for all two types of experimental conditions is similar for gel-electrodes and gel-free probe. Subjects also reported not having special tactile sensations associated with wearing of gel-free probes. According to our results, it is expected that gel-free probe can be adapted to BCI, BMI(Brain Machine Interface), HMI(Human Machine Interface) because of its simple application and comfortable wearing process.

• 재활복지공학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.45-52
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• 2017

EEG 신호는 신체적으로 불편함을 가지고 있는 사용자에게서도 동일하게 발생되는 신호로써 차세대 인터페이스로 각광받고 있다. 본 논문에서는 사용자의 EEG 신호를 이용하여 감성적인 정보처리와 논리적인 정보처리를 보조하는 실내 환경을 제어하는 사물인터넷 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 EEG 측정 장치, EEG 시뮬레이션 소프트웨어, 실내 환경 제어 장치로 구성된다. 실험 데이터로는 편안한 상태에서 발생되는 감성적인 정보처리에 대한 EEG 신호 데이터와 집중 시에 발생되는 논리적인 정보처리에 대한 EEG 신호 데이터를 사용한다. 측정된 신호에서는 ICA 알고리즘이 적용하여 잡음이 제거되고 베타파만을 추출한다. 이후 SVM을 통한 학습 및 테스트 과정을 거치게 된다. 피험자는 EEG 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 EEG 신호 정확도 향상 훈련을 거친 결과 평균 82.69%의 정확도를 보였다. EEG 측정 장치로부터 입력되는 EEG 신호는 Serial 통신을 통해 EEG 시뮬레이션 소프트웨어로 전송되며 감성적인 정보처리와 논리적인 정보처리를 분류하여 제어 명령이 생성된다. 이후 생성된 제어 명령은 Zigbee 통신을 통해 실내 환경 제어 장치로 전달되어 감성적인 정보처리일 경우 은은한 조명과 클래식 음악이 출력되고 논리적인 정보처리일 경우 밝은 조명과 함께 학습용 백색소음이 출력된다. 제안한 시스템은 BCI 기반 소프트웨어 및 디바이스 제어에 응용될 수 있어 몸이 불편한 사용자가 자신의 신체적인 한계를 극복하는 것을 가능하게 한다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제28권2호
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• pp.258-264
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• 2007

Spatiotemporal changes of brain rhythmic activity at a certain frequency have been usually monitored in real time using scalp potential maps of multi-channel electroencephalography(EEG) or magnetic field maps of magnetoencephalography(MEG). In the present study, we investigate if it is possible to implement a real-time brain activity monitoring system which can monitor spatiotemporal changes of cortical rhythmic activity on a subject's cortical surface, neither on a sensor plane nor on a standard brain model, with a high temporal resolution. In the suggested system, a frequency domain inverse operator is preliminarily constructed, considering the individual subject's anatomical information, noise level, and sensor configurations. Spectral current power at each cortical vertex is then calculated for the Fourier transforms of successive sections of continuous data, when a single frequency or particular frequency band is given. An offline study which perfectly simulated the suggested system demonstrates that cortical rhythmic source changes can be monitored at the cortical level with a maximal delay time of about 200 ms, when 18 channel EEG data are analyzed under Pentium4 3.4GHz environment. Two sets of artifact-free, eye closed, resting EEG data acquired from a dementia patient and a normal male subject were used to show the feasibility of the suggested system. Factors influencing the computational delay are investigated and possible applications of the system are discussed as well.

• 센서학회지
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• 제12권3호
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• pp.121-127
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• 2003

본 논문에서는 포터블 뇌파 바이오피드백시스템을 위한 전치증폭부 및 디지털 신호처리부의 하드웨어 구현에 대한 연구를 수행하였다. 뇌파의 특성을 고려하여 외부 잡음을 제거할 수 있는 뇌파 획득용 전치증폭부를 구현하였다. 측정된 뇌파에는 안전도, 근전도, 심전도 등의 신호들이 포함되어 있으며 이들은 뇌파 분석에 방해가 된다. 따라서 이러한 신호들을 제거하기 위하여 적응여파기 알고리즘을 수행하고 전치증폭부를 실시간으로 구동하는 디지털신호처리부를 구현하였다. 시뮬레이션 파형과 실제 뇌파를 적용한 실험결과를 통하여 개발된 시스템의 성능을 확인 할 수 있었으며 휴대형 뇌파바이오피드백 시스템에 적용 가능함을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제24권6호
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• pp.392-397
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• 2015

Recently computer games have been widely spread. For the purpose of studying brain activities, EEG was measured during the computer game and analyzed in terms of channels and frequency bands. EEG data were obtained during the resting state and game immersion. Then the power spectra of alpha, beta and theta bands were computed. During game immersion, the ratio between theta / alpha could effectively differentiate between rest and game immersion. Changes in brain activity (26~53%) were observed in the parietal and occipital lobes. Interestingly, immersion shows different features compared to concentration. The state of game immersion could be detected. Therefore, it is possible to utilize the state of immersion as one of the game parameters or to generate a control signal that may be used to provide a warning message or abort the game when the situation of the excessive indulgence in the game reaches. EEG can be applied as smart interface for computer game.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.1109-1114
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• 2018

뇌파(Electroencephalogram, EEG)는 외부 자극 때문에 발생하는 뇌 활동을 연구하기 위해 사용되는 도구로 두피에 전극을 부착하여 기록한다. 이 과정에서 잡파(artifact)가 혼입되어 신호를 왜곡시키기 쉬워 이를 제거하기 위한 후처리가 필수적이다. 잡파 제거를 위해 널리 사용되는 방법으로 독립성분분석(Independent Component Analysis, ICA)이 존재한다. 이 방법은 성능은 우수하나 뇌파 정보를 일부 손실시키는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 보완하기 위해 시선 추적 센서(Eyetracker)를 통해 얻은 눈 깜빡임 정보를 이용하여 필터 적용 범위를 제한함으로써 뇌파 정보 손실을 줄이는 방법을 제안한다. 이후 신호 대 잡음 비(Signal to Noise Ratio, SNR), 스펙트럼 일관성(Spectral Coherence, SC) 등의 정량화 방법을 이용하여 기존의 방법과 제안하는 방법의 결과를 비교하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.140-147
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• 2021

다양한 수면검사에서 수면단계를 정확히 판단하기 위해 뇌파를 측정한다. 일반적으로 측정은 센서 채널의 개수가 늘어날수록 정확도가 높아지지만, 뇌파는 측정할 때 피부에 전극을 부착하여 수면을 방해하는 요소로 작용한다. 일상생활에서 자가 수면케어를 할 때는 사용자의 불편함과 측정데이터의 정확도를 모두 고려한 최소한의 뇌파 채널 개수를 선택할 필요가 있다. 따라서 본 논문에서는 1개의 채널부터 4개의 채널에 대한 수면단계 분석 모델을 제작하여 1채널은 82.28%, 2채널은 85.77%, 3채널은 80.33%, 4채널은 68.87%의 정확도를 확인했다. 본 연구 결과는 측정 부위가 제한적이라는 한계가 있지만, 채널 개수에 따른 정확도를 비교하여 뇌파 기반 수면분석에서 채널 개수 선정에 대한 정보를 제공한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.1-9
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• 2018

본 논문에서는 눈을 깜빡(eye-blink)일 때 발생하는 안전도(EOG, electro-oculogram) 신호를 이용하여 손을 사용하지 않는 가상현실 HMD(head mounted display)용 키보드 시스템을 제안하였다. 본 시스템은 디스플레이 소자, 자이로스코프센서, 중력센서, 뇌전도(EEG, electro-encephalogram) 센서 등으로 구성되며, 시스템의 제어 및 그래픽 처리 등을 위한 Unity3D 엔진으로 가상현실 HMD용 키보드 시스템을 구현하였다. 구현된 키보드의 방식은 한글의 경우 천지인 키보드 방식을 사용하였으며 영어, 숫자, 기호의 경우 $3{\times}4$ 방식을 사용하여 공간상의 문제를 해결하였다. 구현된 시스템을 통해 손을 사용하지 않고 목의 움직임과 안전도만으로 가상현실 HMD의 키보드 입력이 가능함을 확인하였다.

• 국제학술발표논문집
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• The 8th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.169-178
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• 2020

This paper presents a study investigating the relationship between stress level and reworks for construction professionals. As employees' work-life balance (WLB) becomes more important nowadays, controlling the level of stress in the workplace becomes more important as occupational stress has negative impacts on WLB. Reworks can be one severe occupational stressor as people suffer from stress when they need to redo their works. This study hypothesizes that there is a positive correlation between reworks and level of stress, meaning that people tend to show high level of stress when they need to redo their works. The hypothesis will be tested by checking the stress level when engineers redo their works because of changes or errors. An electroencephalography (EEG) sensor will be used to measure the stress level of engineers when they redo their works. For more accurate measure of stress, the stress level will also be measured by the galvanic skin response (GSR). This experiment is expected to prove that rework process is a severe stressor for construction professionals, which will contribute to lower productivity and poorer WLB. The finding will emphasize the importance of managing reworks in the construction industry, which will eventually help construction managers to control the level of employees' stress successfully.

• 전자공학회논문지
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• 제52권3호
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• pp.136-144
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• 2015

뇌파 측정기는 의료용으로 주로 사용되는 유선 장비와 간편하게 사용되는 무선장비로 나뉜다. 이렇게 수집된 뇌파 신호는 신호 처리 시스템에서 목적에 맞게 특징 분석을 하게 된다. 무선 측정기의 경우 사용에 편리성을 제공하지만 실시간 신호 처리를 위한 계산력이 충분한 모바일 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 싱글보드 시스템에서 BCI 시스템의 응용을 위한 뇌파신호 처리를 시도하였다. 불행하게도 싱글보드 시스템은 기존 신호 처리 시스템과는 달리 연산 성능이 제한이 되는데 여러 대의 싱글보드 시스템을 이용하여 병렬처리 함으로써 연산 성능의 향상을 시도하였다. 그 결과 뇌파 신호 처리 알고리즘의 연산성능이 초선형으로 증가하는 결과를 얻을 수 있었다.