• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.2435-2441
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• 2010

본 논문에서는 M2M 기반의 글로벌 헬스케어 모니터링 시스템을 구축하여 헬스케어 분야에 있어 기존의 센서네트워크의 확장성과 이동성을 보완하여 더욱더 안정적이고 신뢰성 있는 건강상태 정보를 제공하고자 하였다. 센서 노드는 웨어러블 심전도 및 맥파 센서와 결합되어 있으며, 각각의 생체신호를 수집하여 IEEE 802.15.4 표준 프로토콜과 6LoWPAN 프로토콜을 통해 외부 인터넷 망을 거쳐 서버로 전송한다. 또한 서버 프로그램은 측정된 생체신호를 통해 HRV 신호를 검출하였으며, HRV 신호를 이용한 시간 영역 및 주파수 영역 분석을 통해 환자의 스트레스 상태를 판단하도록 하였다. 이로써 제안된 시스템은 기존의 네트워크 인프라를 최대한 활용할 수 있는 장점을 가지고 있으며, 각각의 센서노드에 IP를 부여하여 헬스케어 서비스의 적용범위가 좁은 지역을 벗어나 범국가적으로 확대될 수 있도록 하였다.

• 전기학회논문지P
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• 제59권1호
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• pp.58-63
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• 2010

In this paper, we proposed a wearable respiration measurement system with textile capacitive pressure sensor. Belt typed textile capacitive pressure sensor approach of respiration measurement, from which respiration signatures and rates can be derived in real-time for long-term monitoring, are presented. Belt typed textile capacitive pressure sensor has been developed for this measurement system. the distance change of two plates by the pressure of motion has been used for the respiration measurement in chest area. Respiration rates measured with the textile capacitive pressure sensor was compared with standard techniques on 8 human subjects. Accurate measurement of respiration rate with developed sensor system is shown. The data from the method comparison study is used to confirm theoretical estimates of change in capacitance by the distance change. The current version of respiratory rate detection system using textile capacitive pressure sensor can successfully measure respiration rate. It showed upper limit agreement of $3.7997{\times}10^{-7}$ RPM, and lower limit of agreement of $-3.8428{\times}10^{-7}$ RPM in Bland-Altman plot. From all subject, high correlation were shown(p<0.0001). The proposed measurement method could be used to monitor unconscious persons, avoiding the need to apply electrodes to the directly skin or other sensors in the correct position and to wire the subject to the monitor. Monitoring respiration using textile capacitive pressure sensor offers a promising possibility of convenient measurement of respiration rates. Especially, this technology offers a potentially inexpensive implementation that could extend applications to consumer home-healthcare and mobile-healthcare products. Further advances in the sensor design, system design and signal processing can increase the range and quality of the rate-finding, broadening the potential application areas of this technology.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.86-92
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• 2017

고령화 인구 증가에 따른 만성질환자, 노약자 및 독거인의 일상생활에서 위험하거나 불안정한 건강 상태를 관리할 수 있는 요구가 커지고 있다. 최근 무선 통신 기술의 발달로 특정한 장소에 구애받지 않고 언제 어디서나 개인의 건강 상태를 감시할 수 있는 장치가 주목 받고 있다. 본 논문은 생체 신호로 심박수와 체온을 주기적으로 측정하고 밴드 착용자의 나이와 측정된 생체 신호를 토대로 건강관리가 필요함을 알리는 팔목형 건강관리용 밴드를 개발하는 것이 목적이다. 나이, 체온 및 심박수 사이의 정상 범위 관계는 비선형이고 측정된 생체 신호는 오차를 포함 부정확하기 때문에 생체 신호 기반의 건강관리 판정에는 부정확하고 애매한 정보의 처리가 필요하다. 본 논문은 이런 문제를 해결하기 위해 부정확하고 애매한 정보를 처리하는데 적합한 퍼지 논리 기반의 건강관리 판정 시스템을 밴드에 구현한다. 밴드에 연동해 동작하는 건강관리 앱(Apps)도 함께 개발된다. 앱은 측정 데이터를 저장, 관리하며 밴드에서 건강관리가 필요한 신호가 감지되면 앱에 사전 등록된 보호자 또는 간병인에게 해당 정보를 전송한다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제11권4호
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• pp.71-75
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• 2019

Sleep apnea is a disease that causes various complications, and the polysomnography is expensive and difficult to measure. The purpose of this study is to develop an unrestricted wearable monitoring system so that patients can be examined in a familiar environment. We used a method to detect sleep apnea events and to determine sleep satisfaction by non-constrained method using SpO2 measurement sensor and 3-axis acceleration sensor. Heart rate and SpO2 were measured at the finger using max30100. After acquiring the SpO2 data of the user in real time, the apnea measurement algorithm was used to transmit the number of apnea events of the user to the mobile phone using Bluetooth (HC-06) on the wrist. Using the three-axis acceleration sensor (mpu6050) attached to the upper body, the number of times of tossing and turning during sleep was measured. Based on this data, this algorithm evaluates the patient's tossing and turning during sleep and transmits the data to the mobile phone via Bluetooth. The power source used 9 volts battery to operate Arduino UNO and sensors for portability and stability, and the data received from each sensor can be used to check the various degree between sleep apnea and sleep tossing and turning on the mobile phone. Through thisstudy, we have developed a wearable sleep apnea measurement system that can be easily used at home for the problem of low sleep efficiency of sleep apnea patients.

• 패션비즈니스
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• 제26권2호
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• pp.129-142
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• 2022

The purpose of this study is to develop socks to check the range of ankle movement during squats for men in their late 20s. Sensors of 6, 8, and 12 mm were selected, and each sample was impregnated 1 to 3 times. It was prepared using a CNT dispersion, and the GF value was measured using UTM. Among them, the sample with 2 impregnation showed the best GF value. As a result of applying each sample to the socks, the 12 mm sensor was wider than the area of the Achilles tendon, resulting in noise, and the 8 mm sensor was higher than the tensile strength of the socks, resulting in a decrease in the graph. Therefore, testing was performed using a 6 mm sensor. In order to determine the effectiveness of the sensor, the normal operating range was checked through squats, and significant changes were confirmed when the operating range was checked again through squats by performing operations that can increase the operating range through Gastrocnemius, Soleus stretching, and low lunge. Using the results of this study, it is expected that the average value of the ankle movement range of the user is checked prevent injury, to be provided as basic data for the production of shoe products and the promotion of physical health.

• 로봇학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.385-391
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• 2023

In the elderly population, sarcopenia occurs due to physical aging, leading to movement restrictions and loss of function. This results in dependence on daily activities and limitations in participation, ultimately decreasing the overall quality of life. In this study, we propose an algorithm designed to enable patients with sarcopenia to perform sit-to-stand and stand-to-sit movements seamlessly in their daily lives. The algorithm incorporates a wearable robot for muscle support and includes algorithms for standing and seated muscle strength support. To validate the algorithm's performance, EMG sensors were attached to the Rectus Femoris and Biceps Femoris muscles. The participants underwent two scenarios: one without wearing the device and one with the device providing muscle strength support, performing sit-to-stand and stand-to-sit motions for one minute in each case. The results showed a 16% increase in the EMG peak value of the Rectus Femoris muscle during standing motion (p=0.009). On the right side, there was a roughly 20% decrease (p=0.018) during standing and a 21% decrease (p=0.014) during sitting motion. In the future, we aim to gather additional data to further refine the algorithm. Our goal is to develop an optimal muscle strength support algorithm based on this data, making it applicable for real-life use by patients with sarcopenia.

• 감성과학
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• 제21권3호
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• pp.165-176
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• 2018

본 연구는 시 청각 피드백을 통해 아동의 운동 효과를 증진시킬 수 있는 의류형 웨어러블 동작 센싱 및 피드백 시스템을 개발하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 직물 센서 제조 및 이를 적용한 스포츠웨어 디자인, 직물기반 동작 센싱 모듈 설계, 아동의 운동 흥미 유발을 위한 시 청각 피드백 시스템 개발 등의 일련의 연구를 수행하였다. SWCNT 기반의 동작 센싱용 신축성 직물 센서를 개발하고, 이를 의복의 사지 관절 부위에 부착한 스포츠웨어를 디자인하였으며, 센싱 모듈을 설계하여 아동을 대상으로 한 관절 동작 실험을 통해 센싱 성능을 검증하였다. 또한 악세서리 형태로 개발된 피드백 제품을 통해 본 연구에서 개발된 스포츠웨어를 착용한 아동의 동작에 따라 빛과 소리로 반응하도록 구현하였다. 본 연구의 결과로, 아동의 운동 흥미를 유발할 수 있는 아동용 스포츠웨어 및 악세서리 제품의 디자인 프로토타입을 제안하였다.

• 감성과학
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• 제22권1호
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• pp.89-100
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• 2019

본 연구에서는 수면무호흡증이 다양한 합병증을 유발하는 질병으로서, 이를 위한 표준화된 수면다원검사가 고가이며 측정이 불편함을 고려하여, 환자가 익숙한 환경에서 검사를 받을 수 있도록 스트레치 섬유센서를 이용한 무구속 상태의 웨어러블 모니터링 시스템을 개발하고자 한다. 또한, 의복과 일체화된 디자인으로 제품화하여 그 유용성을 제안하고자 한다. 성인 남성용 롱 슬리브 티셔츠 형태로 착용형 수면무호흡 모니터링 스마트 의류를 개발하여, 수면무호흡 진단 지표 중 섬유형 센서를 기반으로 측정하는 호흡수(breathing rate)측정용 섬유센서, 산소포화도(oxygen saturation), 호흡기류(airflow)를 실시간 측정하였다. 최적의 조합비 샘플 4가지를 통한 gauge factor를 측정한 결과, gauge factor 20.3을 확인하였고, 3회 숨을 크게 내쉴 때 호흡유량이 최대 2048ml였다. 산소포화도 69.45%로 최소 측정 가능 산소포화도 70% 정도의 결과를 나타내었다. 세탁 후 인장에 따른 센서 성능 평가 결과는 전체적으로 gauge factor 18 수준의 값으로, 세탁에 대한 내구성이 입증되었다. 본 연구를 통하여 수면무호흡증 환자의 수면효율이 떨어지고 여러 합병증을 동반하는 문제에 대해, 가정에서 쉽게 사용할 수 있는 착용형 수면무호흡 모니터링 스마트 의류를 개발하여 호흡수, 호흡유량, 산소포화도의 3가지 지표를 측정 가능함을 확인하였다.

• 대한인간공학회지
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• 제34권5호
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• pp.541-548
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• 2015

Objective: We introduce a hand gesture segmentation method using a wrist-worn wearable device which can recognize simple gestures of clenching and unclenching ones' fist. Background: There are many types of smart watches and fitness bands in the markets. And most of them already adopt a gesture interaction to provide ease of use. However, there are many cases in which the malfunction is difficult to distinguish between the user's gesture commands and user's daily life motion. It is needed to develop a simple and clear gesture segmentation method to improve the gesture interaction performance. Method: At first, we defined the gestures of making a fist (start of gesture command) and opening one's fist (end of gesture command) as segmentation gestures to distinguish a gesture. The gestures of clenching and unclenching one's fist are simple and intuitive. And we also designed a single gesture consisting of a set of making a fist, a command gesture, and opening one's fist in order. To detect segmentation gestures at the bottom of the wrist, we used a wrist strap on which an array of infrared sensors (emitters and receivers) were mounted. When a user takes gestures of making a fist and opening one's a fist, this changes the shape of the bottom of the wrist, and simultaneously changes the reflected amount of the infrared light detected by the receiver sensor. Results: An experiment was conducted in order to evaluate gesture segmentation performance. 12 participants took part in the experiment: 10 males, and 2 females with an average age of 38. The recognition rates of the segmentation gestures, clenching and unclenching one's fist, are 99.58% and 100%, respectively. Conclusion: Through the experiment, we have evaluated gesture segmentation performance and its usability. The experimental results show a potential for our suggested segmentation method in the future. Application: The results of this study can be used to develop guidelines to prevent injury in auto workers at mission assembly plants.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권8호
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• pp.771-782
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• 2017

본 논문은 노약자들의 발목근력보조를 위한 착용형 로봇에 대해서 서술하였다. 기존 착용형 로봇들은 보행 시 필요한 근력을 보조하기 위해 대부분 모터와 감속기를 사용하였다. 하지만 모터와 감속기의 조합은 무게가 무거울 뿐만 아니라 감속기 치차의 마찰때문에 실제 사람의 근육과 달리 강성과 토크를 동시에 제어하기 어려운 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 모터/감속기 조합보다 가볍고 안전하며 근력을 보조하는 힘을 충분히 발휘할 수 있는 Mckibben 공압 근육을 사용하였다. 발목의 피칭 모션에 이용되는 종아리 가자미근 및 앞정강근의 힘을 한 쌍의 공압 근육을 사용한 상극구동으로 보조하였으며, 상극구동제어를 위해 상극구동 모델 파라미터들을 실험적으로 도출하였다. 사용자의 보행의지를 판단하고자 발바닥에 부착된 압력변위센서로 압력과 압력중심위치를 측정하여 발바닥의 하중과 발목토크를 계산하였고, 이를 기반으로 공압 근육 관절의 강성과 토크를 동시에 제어하였다. 최종적으로, 트레드밀에서 근전도 신호를 측정하여 발목근력보조로봇의 성능을 실험적으로 입증하였다.