• 스마트미디어저널
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• 제4권2호
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• pp.17-25
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• 2015

본 논문에서는 스마트 모바일 장치 및 NFC(Near Field Communication)를 이용하여 전동 휠체어를 쉽게 제어할 수 있는 시스템을 제안하고자 한다. 이 시스템은 기존 연구에서 진행하고 있는 전동 휠체어를 제어하기 위해 모바일 디바이스에 있는 Bluetooth통신 이용하여 휠체어 제어용 통합보드와 통신한다. 스마트 모바일 장치는 휠체어 제어용 통합보드에서 발생하는 신호를 실시간으로 체크하여 사용자가 휠체어의 상태를 쉽게 모니터링 할 수 있도록 한다. 사용자는 스마트 모바일 장치를 이용하여 휠체어를 쉽게 제어할 수 있으며, 개인의 상태에 맞게 언제든지 설정하여 사용할 수 있다. 제어는 HEX형식으로 하드웨어에서 신호를 바로 읽고 분석할 수 있도록 제작되었으며, 사용자에 맞춘 설정내용은 일반적으로 사용하는 버스카드(NFC)를 이용하여 등록, 저장과 설정한 내용을 읽어서 시스템에 적용할 수 있도록 하였다. 이 시스템을 적용함으로써 휠체어 중심의 보조기구가 아닌 사람중심의 보조기구로 장애인 및 노인들에게 편의와 안정성을 제공해 줄 수 있을 것이다.

• 한국HCI학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.5-14
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• 2016

휠체어를 사용하는 장애인은 주거 환경에서 접근성이 부족하여 일상생활활동에 어려움을 겪는다. 다양한 스마트 기술을 이용한 스마트홈은 휠체어 사용 장애인의 일상생활활동에 있어 접근성을 높여줄 수 있다. 본 연구에서는 휠체어를 사용하는 장애인을 위해 스마트홈을 구축하였고, 구축된 스마트홈에 대한 사용성평가를 실시하였다. 사용성평가는 시나리오기반사용경험평가, 도구적 일상생활활동평가, 그리고 심층설문방법을 사용하였다. 지역사회 거주 휠체어 사용 장애인 3명을 대상으로 스마트홈 사용성평가를 실시한 결과, 기존 거주지에 비해 구축된 스마트홈의 사용성이 더 높은 것으로 나타났다. 하지만 심층설문 결과, 스마트홈 내부의 부분적인 개선 요구사항 또한 도출되었다. 본 연구를 통해 스마트홈 구축 시 휠체어 사용 장애인의 주거환경 구축에 고려해야 하는 다양한 요소들을 확인할 수 있었다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제16권3호
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• pp.355-363
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• 2015

본 논문에서는 ATmega기반의 스마트 제어보드를 이용하여, 지형의 경사로에 따라 실시간으로 전동휠체어의 시트를 제어하는 시스템을 제안한다. 스마트 제어보드에는 자이로 및 가속도 센서와 Tilt센서가 포함되어 있으며, 전동휠체어가 다양한 경사로 지형을 지나갈 때 실시간으로 2개의 센서를 이용하여, 지형을 파악할 수 있도록 구성되었다. 본 논문에서는 정확한 지형을 파악할 수 있도록 자이로 센서와 가속도 센서 기반에 상호보안 필터를 적용하여, 전동휠체어가 이동 중에 출력되는 센서 값의 노이즈를 해결하였다. 이를 기반으로 전동휠체어가 이동시 센서 출력 값의 노이즈로 인하여, 시트가 지속적으로 흔들리지 않고 안정적으로 시트 평행을 유지하는 것을 확인할 수 있다. 본 논문에서는 사용자의 편의를 위해 전동휠체어에 익숙하지 않은 사람들이 쉽게 제어할 수 있도록 스마트 폰 기반의 제어 플랫폼을 제공한다. 스마트 폰의 제어플랫폼은 전동휠체어의 현재 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있으며, 욕창 방지와 관련하여, 시트의 기울기를 임의적으로 제어할 수 있도록 도와준다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.103-110
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• 2011

본 논문에서는 지능형 휠체어를 위한 시선 인식 인터페이스에 대해 제안한다. 시선 인식 인터페이스는 조이스틱을 움직이기 힘든 중증 장애인을 위해 시선 인식 및 추적을 이용하여 전동휠체어를 움직일 수 있게 하는 사용자 인터페이스이다. 지능형 휠체어는 시선인식 및 추적 모듈, 사용자 인터페이스, 장애물 회피 모듈, 모터 제어 모듈, 초음파 센서 모듈로 구성된다. 시선인식 및 추적 모듈은 적외선 카메라와 두개의 광원으로 사용자 눈의 각막 표면에 두 개의 반사점을 생성하고, 중심점을 구한 뒤, 동공의 중심점과 두 반사점의 중심을 이용하여 시선을 인식하고 추적 한다. 제안된 방법의 시선 인식 인터페이스는 실험을 통해 시선을 이용하여 지능형 휠체어에 명령을 하달하고 지능형 휠체어가 임의로 설치된 장애물을 감지하고 정확하게 장애물을 회피 할 수 있음을 보였다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권7호
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• pp.153-161
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• 2015

본 논문에서는 사회적 약자(노약자, 장애인 등)들의 사회 경제적 삶의 질 향상을 위한 기술개발(Quality of Life Technology, QoLT)의 일환으로, 다양한 실내외 환경에 대해서 안정적이고 안전한 주행이 가능한 스마트 휠체어 시스템을 개발하고, 이를 효과적으로 운영하기 위한 주행 프레임워크를 제안한다. 특히, 휠체어 탑승자(장애인, 노약자)의 인지/조작능력 부족에 따른 자동/수동 주행 시 편의성과 안전성을 보장하기 위해, 먼저 환경에 최적화된 센서들을 기반으로 사용자 중심의 스마트 휠체어 시스템을 개발하고, 다양한 주행 환경의 변화에 실시간 대응은 물론, 탑승시 안정성을 보장하기 위한 계층적 구조의 주행 프레임워크를 제안, 적용함으로써 보다 효과적인 운영이 가능하도록 하였다. 제안된 방법들에 대한 다양한 실험들을 통해 개발된 스마트 휠체어 시스템과 주행 시스템에 대한 안전성은 물론 효율성을 증명, 확인할 수 있었다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제19권8호
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• pp.1507-1514
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• 2018

본 논문에서는 1인용 스마트 전동휠체어의 보다 안전한 주행을 위한 지능형 통합 제어보드의 기능 개선 솔루션을 제안한다. 기존 국내 외의 전동휠체어 제품의 경우 안전 관련 기능 또는 장치가 포함되지 않은 경우가 많기 때문에 노약자 및 장애인이 지속적으로 증가하는 추세를 보이는 현 상황에서 전동휠체어가 관련된 사고의 발생 빈도 또한 지속적인 증가추이를 보이고 있다. 하지만 현재 상용되는 제품들에는 중고가형 이상의 전동휠체어에만 기본적인 완충작용 장치가 설치되어 있는 한계로 저가형의 제품에도 안전관련 기능이 필요한 실정이다. 따라서, 스마트 제어 플랫폼의 개발을 통해 전동휠체어 이동 중 사용자가 감지하지 못하는 장애물 또는 지형변화를 자동으로 감지 및 전동휠체어의 모터를 자동으로 제어함으로써 사용자가 안정적인 주행을 할 수 있도록 다양한 전동휠체어에 적용 가능한 스마트 전동휠체어 통합제어보드를 제시한다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.80-85
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• 2011

본 논문은 인휠형 휠체어에 있어 휠 림에 걸리는 외력을 차량의 전압과 회전 속도를 통해 예측하고 이를 통해 각 바퀴에 사용자의 힘에 따라 차량의 방향 및 속도를 제어할 수 있도록 고안된 제어기 설계에 관한 논문이다. 최근 노인 인구의 증가로 인해 노인 및 장애인을 위한 이동기기에 대한 관심이 증가되고 있다. 특히 많은 수의 고령자들이 휠체어를 이용하고 있다. 하지만 고령자의 경우 수동 휠체어 사용 시 국내 지형상의 문제로 인해 구동에 어려움을 겪는다. 또한 전동 휠체어의 경우 조이스틱으로 구동하므로 하체 근력 약화로 인해 휠체어를 이용하는 고령자의 경우, 상체 근력 또한 약화될 수 있다. 이를 극복하기 위해 림(rim)에 힘이 가해지는 힘의 크기를 파악하여 이에 상응하는 모터를 구동시키는 힘 보조형 인휠 전동기에 대한 연구가 진행되고 있다. 하지만 대부분의 힘 보조형 인휠 전동기의 경우 힘의 크기를 측정하기 위한 센서 모듈이 장착되어야 하며 이를 위해 힘의 크기를 측정하기 위한 별도의 림을 설계해야 하는 등 기구적 장치가 요구된다. 이에 본 논문에서는 이러한 힘의 크기를 측정하기 위한 림 설계 대신에 모터의 수학적 모델을 기초로 모터에 전달되는 전압과 바퀴의 현재 속도를 토대로 인휠형 모터에 걸리는 외력을 추정하고 이를 토대로 사용자의 이동 속도와 방향을 추정하여 모터를 이동시킬 수 있도록 하였다. 본 논문은 제안된 수학적 모델을 기초로 사용자의 구동 의지력을 정확하게 측정할 있었다. 또한 이를 기초로 한 제어기를 적용할 경우 인휠 휠체어를 사용자의 의지에 따라 이동할 수 있음을 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.89-94
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• 2022

최근 고령화 사회가 가속화되며 휠체어 사용이 늘고, 이에 따른 휠체어 사고 또한 증가하고 있다. 그러나 이러한 상황 속에서도 국내 휠체어 시장은 휠체어의 충돌, 넘어짐 사고를 막을 추가적인 기능들의 개발이 미진한 상태이다. 그리하여 본 논문에서는 4차 산업혁명 시대에 발맞추어 휠체어가 장애물을 자동으로 피해가고, 넘어짐이 감지되면 연동 어플리케이션에 알림이 가며 어플리케이션에서 카메라 모니터링이 가능하고, 계단을 오를 수 있는 계단용 바퀴와 자동 조도 감지 센서 전조등의 기능들이 탑재된 지능형 스마트 휠체어를 설계하고 구현하고자 한다. 이에 따라 점차 늘어나는 휠체어 사용자들의 편의를 증대시키고 빈번히 일어나는 휠체어 사고를 막을 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.242-248
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• 2019

본 연구는 Electronic Control Unit (EC)기술이 적용된 스마트 홈이 휠체어를 사용하는 장애인의 일상생활활동 수행도와 만족도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 본 연구의 참여자는 국립재활원 재활병원에 입원한 환자 중에서 지역 사회 복귀와 집으로 퇴원을 계획하는 대상자 중에서 스마트 홈을 경험하기를 원하는 사람을 연구에 포함하였다. 15명의 참여자 중 척수손상장애인은 10명, 나머지 5명은 뇌병변 장애인이었다. 스마트 홈은 ECU기술이 적용된 것으로 가구 및 기반 제품들의 전동화, 기반 시설들의 자동화 그리고 제품과 시설들을 통합하여 스마트 디바이스와 음성으로 제어할 수 있도록 구성하였다. 휠체어 사용자의 일상생활 수행도와 만족도는 캐나다 작업수행평가에 의해 평가되었다. 스마트 홈에서 거주해본 결과 거실과 현관, 침실, 기타(환경적요소) 부분에서 일상생활의 수행도가 3점 이상의 평균값 차이를 보였다. 공간별 수행도 비교 결과, 현재 주거 공간에 비해 스마트 홈 주거 공간별 수행도가 모두 유의미한 차이(p<0.05)로 향상되었다. 만족도 역시, 거실과 현관, 침실, 주방 영역에서 4점 이상의 차이를 보였고 주거 공간별 만족도 비교 결과 모두 유의미한 차이(p<0.05)로 향상되었다. 본 연구는 하이테크 기반의 스마트 홈 적용 가능성의 기초적인 근거를 제공했다는 점에서 임상적 의의를 가진다. 추후에는 근거 수준의 질 향상을 위해 다수의 연구 참여자를 확보한 연구가 진행되어야 할 것이다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제9권3호
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• pp.199-206
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• 2020

A wheelchair is an essential rehabilitation assistant device for the movement of paraplegia patients and generally paralyzed patients who cannot walk normally. In particular, the applicability of the manual/motorized wheelchair is gradually increasing. Until now, decelerators using belt, chain and worm gears, etc have been widely used. However, a decelerator takes a large space although it is a simple device and thus is not ideal for the driving part of manual/motorized wheelchair. For these reasons, in this study we developed a driving part producing a large driving force through a decelerator using planetary gears rather than conventional worm gear-based decelerator. We designed the tooth profile of the planetary gears for decelerator using Kisssoft program, In addition, we designed the driving part so as to apply it to the wheels of conventional wheelchairs, and then optimized the mechanism for the principles of manual/motorized transposition of the driving part and the operational principles. Based on the results of this study, we finally designed and manufactured a driving part for wheelchair decelerator in the form of planetary gears with 1 sun gear, 2 planetary gears and 1 ring gear.