• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.23-32
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• 2019

사이버 멀미는 VR 체험 중 발생하는 증상으로, 주로 감각과 인지 시스템 사이의 불일치로 인해 발생하는 것으로 추정된다. 하지만 감각 및 인지 시스템을 객관적으로 측정할 수 있는 방법이 없기 때문에, 사이버 멀미를 측정하는 것은 어렵다. 이를 해결하기 위해 사이버 멀미를 측정하기 위해 다양한 방법론들이 연구되고 있다. 기존의 멀미를 측정하기 위한 방법은 설문방식을 이용하거나, 머신 러닝을 이용하여 뇌파 데이터를 분석하는 방식으로 진행되어 왔다. 하지만 설문을 이용한 방식은 다소 객관성이 떨어지며, 머신 러닝을 사용하는 방식은 아직까지 높은 정확도를 얻은 연구가 부족하다. 본 논문에서는 뇌파 데이터를 Deep Neural Network (DNN) 딥러닝 알고리즘에 적용하여 객관적인 사이버 멀미 측정 방식을 제안한다. 또한 우리는 더 정확한 사이버 멀미 측정 결과를 위하여 딥러닝 네트워크 구조와 뇌파 데이터 전처리 기법을 제안한다. 우리의 접근 방법은 최대 98.88%의 정확도로 사이버 멀미를 측정한다. 또한 우리는 실험에서 사이버 멀미를 유발하는 영상의 특성을 분석한다. 일반적으로 사이버 멀미는 상하 움직임이 심한 화면, 화면의 지속적이고 빠른 전환, 공중에 떠있는 상황에서 발생한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.16-23
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• 2010

최근 뇌 과학 연구에 관심이 높아지면서 두뇌 훈련게임, 교육응용분야 및 BCI(brain Computer Interface)등 여러 분야에서 뇌파를 이용한 장치들이 개발 되고 있다. 본 논문에서는 전두엽 뇌파를 이용해서 간편하고 손쉽게 사용할 수 있는 블루투스 기반 무선 포터블형 뇌파 측정장치를 설계 제작하였다. 10~100 ${\mu}V$의 낮은 진폭을 가진 뇌파를 증폭하여 수V까지 증폭하였고 불필요한 잡음신호와 60 Hz의 전원 노이즈를 제거 하기위하여 저역필터, 고역필터 및 노치 필터를 설계하였다. 또한, 아날로그 뇌파신호를 디지털신호로의 변환과 PC로의 무선 전송을 위해 PIC24F192 마이크로컨트롤러를 사용하였다. AD변환 샘플링율은 1kHz로 하였고, 블루투스방식의 무선전송방식을 이용하여 38,400bps로 PC로 전송하였다. PC로 입력할 때 LabVIEW 프로그램를 이용하여 뇌파신호를 수신하여 모니터링 하였다. 상용 뇌파측정 장치인 Biopac MP100과 개발된 장치에 각각 $1{\mu}V$, 0~200Hz의 동일한 사인파 시뮬레이션 신호를 입력한 후 FFT 변환 후 각각 파워스펙트럼을 분석하여 성능 검증을 비교했다. 상용 Biopac 시스템 MP100과 비교해 본 결과 특히, 30Hz이하의 주파수영역에서 유사한 주파수 응답 특성결과를 얻어 제작된 시스템의 정확도가 우수함을 알 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권1호
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• pp.81-90
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• 1998

전자파는 열적 또는 비열적 작용에 의해 신경조직에 다양한 영향을 미친다. 본 논문에서는 미세한 전자파에 노출되기 전에 칼슘통로차단제인 nimodipine 처리를 한 토끼의 EEG를 측정함으로써 전자파 조사시 중추신경계의 반응 및 그것에 대한 nimodipine의 영향을 평가하려고 하였다. 10마리씩 이루어진 두 집단의 토끼에 각기 10dBm, 20dBm의 전력밀도를 가진 2,450 MHz의 전자파를 10분간 조사한 후 EEG 신호를 측정하여 전자파에 노출되지 않은 다른 10 마리의 토끼의 EEG 신호와 비교하였다. 그다음 20 dBm의 전자파에 노출시키기 전에 nimodipine을 정맥주사한 토끼의 뇌파를 생리식염수만 주사한 토끼의 뇌파와 비교하였다. 10dBm의 전자파 조사시에는 뇌파의 변화가 없었으나, 20 dBm의 전자파 조사시 EEG 전압의 감소 및 delta bank의 현저한 감소와 alpha 및 beta band 의 현저한 감소와 alpha 및 beta band의 증가를 알아낼 수 있었다. 그러나 국소적인 혈관 주위 염증반응 이외의 뇌세포의 이상소견은 관찰되지 않았다. 그리고 이러한 변화는 nimodipine 처리에 따른 차이를 보이지 않았다. 전자파조사시 nimodipine처리한 토끼의 뇌파에서 처리하지 않은 토끼와의 유의한 차이가 관찰되지 못했기 때문에 이러한 효과는 열적 효과로 보여진다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.203-211
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• 2015

신약개발이나 동물연구 등에서 연구대상 동물이 케이지(cage) 안에서 자유롭게 움직이고 있는 상태에서 무선으로 다량의 데이터를 수집하는 장치는 실험동물 신체 내부에 배터리로 구동되는 소형발신기를 내장시켜 혈압, 온도, 심박수, Electrocardiogram(ECG), Electroencephalography(EEG) 등의 정보를 근접통신을 통해 근처의 수신기로 전달하게 된다. 이러한 장비는 한정된 내부의 배터리를 이용하기 때문에 측정시간의 한계가 있으며, 이러한 문제를 해결하기 위해서 전자기유도방식의 단점인 발신부와 수신부사이의 거리가 멀어질 때 발생하는 효율저하문제를 극복하기 위하여 다중코일 구조를 이용한 무선전력전송 구동 드라이버를 제안하였으며, 다중코일 중 수신부가 놓인 코일을 선택하기 위한 수신부 감지 장치도 제시되었다. 또한 실험을 통하여 제안된 구동드라이버 및 수신부 감지 회로의 구동 조건 선정 과정을 제시하였다.

• 감성과학
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• 제16권4호
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• pp.481-492
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• 2013

이 연구는 성인 남녀 462명을 대상으로 사전 설문검사를 통해 성별, 손잡이, 혈액형, 연령 등의 개인별 특성 집단과 다중지능 유형별 점수를 분류하였다. 그런 다음 뇌파측정시스템을 이용하여 전전두엽 부위인 Fp1과 Fp2 부위에 측정 전극을 부착하고 무자극 상태와 순수한 Pink noise 청각자극 상태에서의 집중력의 변화와 다중지능과의 관계를 알아보고자 하였다. 공분산분석 결과, 무자극에 비해 Pink noise 자극 시 대상자 전체의 평균 집중력이 유의하게 높게 나타났다. 개인별 특성에서는 남녀 성별을 제외한 왼손잡이, A형, 30대 집단에서 집중력이 유의하게 높게 나타났다. 그리고 무자극에 비해 Pink noise 상태의 집중력은 공간적 지능과의 관계가 더욱 강화되었고, 음악적 지능과는 음적 상관관계를 형성하였다. 이러한 결과는 집중력 향상을 위한 Pink noise 활용 시 개인별 특성을 반영해야할 필요성이 있음을 시사하였다.

• 감성과학
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• 제6권4호
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• pp.9-14
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• 2003

수면단계는 수면감을 평가하는 데 있어서 중요한 생리지표로서 사용되어 왔다. 그러나 수면다원검사를 이용한 전통적 수면단계 분류방법은 뇌전도(electroencephalogram : EEG), 안전도(electrooculogram : EOG), 심전도(electrocardiogram : ECG), 근전도(electromyogram : EMG) 등을 종합적으로 측정하므로 수면단계를 비교적 정확히 분류할 수 있지만 피험자에게 심한 구속감을 주는 문제가 있다. 본 연구에서는, 각성상태에서 교감신경계가 지배적인 반면에 수면 중에는 부교감 신경계가 더 활동적인 점에 착안하여 수면단계를 간단히 분류할 수 있는 방법을 찾고자 수면단계에 따른 심박동변이도(heart rate variability : HRY)를 분석하였다. 이 실험에는 건강한 대학생 6명이 2일씩 전체 12회의 야간수면에 참여하였다. 수면다원검사 장치를 이용하여 피험자들이 수면을 취하고 있는 동안, EEG, EOG, ECG, EMG(턱 및 다리)를 측정하여 수면단계를 "Standard scoring system for sleep stage"에 따라 자동으로 분류하였다. 그런 뒤, 본 연구를 통하여 제작된 Sleep Data Acquisition/Analysis 시스템을 이용하여 수면다원검사 장치로부터 ECG신호만 추출하여 HRV의 전력스펙트럼을 3개의 영역[저주파수대역(low frequency : LF), 중간주파수대역(medium frequency : MF), 고주파수대역(high frequency : HF)]으로 나누어 분석하였다. 단일채널 ECG를 이용하여 수면단계별로 HRV의 LF/HF를 분석한 결과, W(wakefulness)단계가 2단계에 비하여 325%높게(p＜.05), 3단계에 비하여 628%높게(p＜.001), 4단계에 비하여 800%높게(p＜.001) 나타났으며, 4단계는 REM(rapid eye movement)단계에 비하여 427% 낮게(p＜.05), 1단계에 비하여 418% 낮게(p＜.05) 나타났다. 또한 LF/HF가 수면단계에 따라 변화하는 양상은 W, REM, 1, 2, 3, 4단계의 순으로 단조 감소하였다. 한편, 수면단계별 MF/(LF+HF)의 차이는 유의하지 않았으나 표본집단의 기술통계치를 살펴본 바 REM단계와 3단계의 평균치가 가장 높았다.치가 가장 높았다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.679-688
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• 2021

보행능력은 의학적으로 다양한 뇌신경계 질환에서 사용되는 평가 지표이다. 보행에 관련된 뇌 활성화를 측정하고 분석하는 방법으로 뇌파 데이터에 대해 독립성분을 추출한 뒤 신호원 추정 및 시간-주파수 분석이 주로 사용된다. 기존의 트레드밀 기반 보행 뇌파 분석은 분할 측정한 뒤, 데이터를 병합하여 신호 전처리, 독립성분분석 및 신호원 추정을 수행하고 피험자 간 군집화를 통하여 대표 성분 클러스터들을 추출한다. 본 연구에서는 보행 뇌파에 대하여 데이터 통합 없이 각각의 분할 측정된 데이터에 대하여 개별적으로 신호 전처리, 독립성분분석 및 신호원 추정을 수행하고 모든 피험자로부터 추정된 독립성분에 대하여 피험자 간 군집화를 수행하는 새로운 방법을 제안한다. 데이터 통합이 독립성분 군집화 및 시간-주파수 분석에 미치는 영향을 조사하기 위해 기존의 통합 데이터에 기반한 두 가지 분석 방법과 본 연구에서 제안하는 데이터 통합이 없는 분석 방법을 비교하였다. 그 결과, 통합 데이터 방법들에서는 각각 2개씩의 성분 클러스터를 도출하였으나 제안하는 방법을 통해 4개의 성분 클러스터를 도출, 적은 피험자 수에도 불구하고 세분화된 보행 뇌 신호 성분 클러스터를 도출할 수 있었음을 확인하였다.

• 재활치료과학
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• 제1권1호
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• pp.5-16
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• 2012

감각통합은 이론에서 출발하여 현재 치료사들이 아동의 문제를 찾고 중재하는데 유용한 틀을 제공한다. 이전까지 대부분의 감각통합 연구들은 감각처리 장애아동들이 나타내는 행동을 측정하는 경험적 증거들을 보고하였다. 최근에 감각처리 장애 진단에 대한 객관적 증거 마련을 위해서 신경생리학적 연구 결과가 축적되기 시작하였다. 감각처리 장애에 대한 신경생리학적 근거를 찾는 연구들은 전기피부 활동, 미주신경 톤, 뇌파를 사용하여 감각처리 장애아동과 전형적으로 발달하는 또래 아동들 간 신경생리학적 반응이 다르다는 결과를 보고하였을 뿐만 아니라 감각처리 어려움과 관련한 행동 특징이 신경생리학적 지표에서도 반영됨을 발견하였다. 앞으로 연구에서는 감각통합 치료 효과를 지지하는 신경생리학적 증거도 얻을 수 있을 것이라 기대해 본다.

• 국제학술발표논문집
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• The 9th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.760-767
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• 2022

This paper introduces alert fatigue and presents methods to measure alert fatigue by using physiological signals. Alert fatigue is a phenomenon that which an individual is constantly exposed to frequent alarms and becomes desensitized to them. Blind spots are one leading cause of struck-by accidents, which is one most common causes of fatal accidents on construction sites. To reduce such accidents, construction equipment is equipped with an alarm system. However, the frequent alarm is inevitable due to the dynamic nature of construction sites and the situation can lead to alert fatigue. This paper introduces alert fatigue and proposes methods to use physiological signals such as electroencephalography, electrodermal activity, and event-related potential for the measurement of alert fatigue. Specifically, this paper presents how raw data from the physiological sensors measuring such signals can be processed to measure alert fatigue. By comparing the processed physiological data to behavioral data, validity of the measurement is tested. Using preliminary experimental results, this paper validates that physiological signals can be useful to measure alert fatigue. The findings of this study can contribute to investigating alert fatigue, which will lead to lowering the struck-by accidents caused by blind spots.

• 동력기계공학회지
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• 제14권4호
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• pp.29-36
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• 2010

인체에 음향진동장치에 의하여 자극을 가하였을 경우 영향을 고찰한다. 5명의 건강한 남자 대학생을 대상으로 하여, 3가지 형태의 음악을 음향과 진동자극의 신호원으로 사용해서 실험을 행하였다. 모든 피험자에 대하여, 자극 전, 음악자극, 진동자극, 자극 후로 나누어 뇌파를 측정하였다. 실험의 모든 피험자의 측정 데이터의 t-검정을 수행하여 유의성이 있는 데이터에 한하여 뇌파를 고찰하였다. 결과로서, 음악과 음향파와 진동자극이 뇌파에 미치는 영향은 음향진동장치에 따른 진동자극 형태, 피험자의 몸과 정신 상태에 따라 현저하게 달라질 수 있다는 것을 알 수 있다. 그리고 적절한 음악과 음향진동장치를 사용하여 특정의 뇌파 상태를 유도 할 수 있음을 확인하였다.