• 제목/요약/키워드: Wearable computing

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Gated Multi-Modal Neural Networks를 이용한 다중 웨어러블 센서 결합 방법 및 일상 행동 패턴 분석 (Multi-Modal Wearable Sensor Integration for Daily Activity Pattern Analysis with Gated Multi-Modal Neural Networks)

  • 온경운;김은솔;장병탁
    • 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.104-109
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    • 2017
  • 본고에서는 다중 웨어러블 센서 데이터로부터 사용자의 일상 생활 행동 패턴을 분석할 수 있는 새로운 기계학습 모델을 제안한다. 제안하는 모델은 다중 웨어러블 센서 데이터를 효과적으로 학습하기 위하여 사람이 다중 센서 정보를 처리하는 방법을 적용한 새로운 신경망 모델이다. 제안하는 Gated multi-modal neural netoworks는 계층적 신경망 구조를 가지고 있으며 Gate 모듈을 통해 각 센서 데이터를 선택적으로 결합하여 처리하는 특징을 가진다. 실험을 위해 다중 웨어러블 장치를 착용하고 일상 생활 중 한 가지인 레스토랑에서의 행동 센서 데이터를 수집하였다. 실험 결과로서, 제시하는 모델을 이용하여 실제 웨어러블 센서 데이터를 분석하였을 때 분류 정확도가 비교적 정확하고 빠르게 처리할 수 있음을 확인하였다. 또한 모델의 중간 계층에서의 노드의 활성화 패턴 분석을 통해 자동으로 일상생활 패턴을 추출할 수 있고 이를 이용하여 지식 스키마를 생성할 수 있음을 확인하였다.

Wearable Computers

  • Cho, Gil-Soo;Barfield, Woodrow;Baird, Kevin
    • 섬유기술과 산업
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    • 제2권4호
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    • pp.490-508
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    • 1998
  • One of the latest fields of research in the area of output devices is tactual display devices [13,31]. These tactual or haptic devices allow the user to receive haptic feedback output from a variety of sources. This allows the user to actually feel virtual objects and manipulate them by touch. This is an emerging technology and will be instrumental in enhancing the realism of wearable augmented environments for certain applications. Tactual displays have previously been used for scientific visualization in virtual environments by chemists and engineers to improve perception and understanding of force fields and of world models populated with the impenetrable. In addition to tactual displays, the use of wearable audio displays that allow sound to be spatialized are being developed. With wearable computers, designers will soon be able to pair spatialized sound to virtual representations of objects when appropriate to make the wearable computer experience even more realistic to the user. Furthermore, as the number and complexity of wearable computing applications continues to grow, there will be increasing needs for systems that are faster, lighter, and have higher resolution displays. Better networking technology will also need to be developed to allow all users of wearable computers to have high bandwidth connections for real time information gathering and collaboration. In addition to the technology advances that make users need to wear computers in everyday life, there is also the desire to have users want to wear their computers. In order to do this, wearable computing needs to be unobtrusive and socially acceptable. By making wearables smaller and lighter, or actually embedding them in clothing, users can conceal them easily and wear them comfortably. The military is currently working on the development of the Personal Information Carrier (PIC) or digital dog tag. The PIC is a small electronic storage device containing medical information about the wearer. While old military dog tags contained only 5 lines of information, the digital tags may contain volumes of multi-media information including medical history, X-rays, and cardiograms. Using hand held devices in the field, medics would be able to call this information up in real time for better treatment. A fully functional transmittable device is still years off, but this technology once developed in the military, could be adapted tp civilian users and provide ant information, medical or otherwise, in a portable, not obstructive, and fashionable way. Another future device that could increase safety and well being of its users is the nose on-a-chip developed by the Oak Ridge National Lab in Tennessee. This tiny digital silicon chip about the size of a dime, is capable of 'smelling' natural gas leaks in stoves, heaters, and other appliances. It can also detect dangerous levels of carbon monoxide. This device can also be configured to notify the fire department when a leak is detected. This nose chip should be commercially available within 2 years, and is inexpensive, requires low power, and is very sensitive. Along with gas detection capabilities, this device may someday also be configured to detect smoke and other harmful gases. By embedding this chip into workers uniforms, name tags, etc., this could be a lifesaving computational accessory. In addition to the future safety technology soon to be available as accessories are devices that are for entertainment and security. The LCI computer group is developing a Smartpen, that electronically verifies a user's signature. With the increase in credit card use and the rise in forgeries, is the need for commercial industries to constantly verify signatures. This Smartpen writes like a normal pen but uses sensors to detect the motion of the pen as the user signs their name to authenticate the signature. This computational accessory should be available in 1999, and would bring increased peace of mind to consumers and vendors alike. In the entertainment domain, Panasonic is creating the first portable hand-held DVD player. This device weight less than 3 pounds and has a screen about 6' across. The color LCD has the same 16:9 aspect ratio of a cinema screen and supports a high resolution of 280,000 pixels and stereo sound. The player can play standard DVD movies and has a hour battery life for mobile use. To summarize, in this paper we presented concepts related to the design and use of wearable computers with extensions to smart spaces. For some time, researchers in telerobotics have used computer graphics to enhance remote scenes. Recent advances in augmented reality displays make it possible to enhance the user's local environment with 'information'. As shown in this paper, there are many application areas for this technology such as medicine, manufacturing, training, and recreation. Wearable computers allow a much closer association of information with the user. By embedding sensors in the wearable to allow it to see what the user sees, hear what the user hears, sense the user's physical state, and analyze what the user is typing, an intelligent agent may be able to analyze what the user is doing and try to predict the resources he will need next or in the near future. Using this information, the agent may download files, reserve communications bandwidth, post reminders, or automatically send updates to colleagues to help facilitate the user's daily interactions. This intelligent wearable computer would be able to act as a personal assistant, who is always around, knows the user's personal preferences and tastes, and tries to streamline interactions with the rest of the world.

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웨어러블 컴퓨터를 위한 전력관리 미들웨어 성능 측정 (Performance Evaluation of Power Management Middleware for Wearable Computers)

  • 황선엽;원영암;유용덕;최훈
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2007년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.34 No.1 (A)
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    • pp.254-255
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    • 2007
  • 유비쿼터스 컴퓨팅의 핵심 구성요소인 웨어러블 컴퓨터는 배터리를 기반으로 운영되므로 웨어러블 컴퓨터의 사용 시간을 늘리려면 효과적인 전력관리가 필요하다. 본 논문에서는 웨어러블 컴퓨터의 전력관리를 위한 컴포넌트 형태 미들웨어에 대한 구현 상황과 그 성능에 대해 기술한다. 구현된 전력관리 미들웨어는 전력인지 인터페이스, 전력관리 모듈과 전력관리 미들웨어 인터페이스로 구성된다. 구현된 전력인지 인터페이스로 전력관리 미들웨어 인터페이스는 다른 미들웨어 컴포넌트 개발자나 응용프로그램 개발자에게 시스템에 투명한 전력관리 기법을 제공할 수 있다. 성능 측정 결과, 구현된 전력관리 미들웨어를 이용하여 LCD 화면 밝기와 블루투스 장치 검색 메시지 주기를 조절할 경우, 웨어러블 컴퓨터의 이용시간이 약 2배 이상 증가하였다.

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원키 키보드: 웨어러블 컴퓨팅 환경에서 문자입력을 지원하는 초소형 QWERTY 키보드 (One-key Keyboard: A Very Small QWERTY Keyboard Supporting Text Entry for Wearable Computing)

  • 이우훈;손민정
    • 한국HCI학회:학술대회논문집
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    • 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
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    • pp.593-598
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    • 2006
  • 웨어러블 컴퓨팅 환경에서 사용 가능한 키보드는 부담 없이 착용할 수 있어야 하며 충분히 빠른 속도로 문자를 입력할 수 있어야 한다. 또한 일반적인 사용자도 특별한 훈련과정 없이 쉽게 사용할 수 있어야 한다. 상용화된 웨어러블 컴퓨팅용 입력장치는 주로 소형화 QWERTY 키보드인데 공통적으로 키 수를 줄이는 방식을 택하고 있다. 그러나 줄이는 키 수에 대응하여 문자 입력을 위한 키 입력 수(KSPC: Key Strokes per Character)가 증가하기 때문에 입력효율이 저하되고 학습을 위한 요구되는 노력이 또한 증가한다. 그럼에도 불구하고 Halfkeyboard, WristPC keyboard, FrogPad 등 상품화된 키보드는 충분히 작은 사이즈가 아니어서 일상적으로 부담 없이 수용하기에는 물의가 있다. 본 연구는 이런 문제점을 해결하기 위해 키 간격을 줄여 극적으로 키보드를 소형화할 수 있는 원키 키보드라는 개념을 제안하였다. 전통적인 키보드의 경우 하나의 키에 하나의 문자가 할당되는데 반해 원키 키보드는 하나의 키 판 위에 10*5 배열의 QWERTY 키보드 문자배열을 표시하게 하였다. 또한 표시된 문자판에서 어떤 것을 선택하여 눌렀는지 손가락의 위치를 센싱하여 해당 문자를 입력하도록 하였다. 70mm*35mm 크기의 원키 키보드에 대한 실험결과 착용성과 사회적 수용성이 우수하였으며 5 세션의 시도를 통해 평균 18.9WPM 의 입력속도와 교정되지 않은 순수 에러율 0.87%를 기록하였다.

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클라우드 기반 협업 콘텐츠 프랙탈 서비스 및 침입탐지 프레임워크 (Collaboration Contents Fractal Service and Intrusion Detection framework based on Cloud)

  • 박상현;이혜주;이석환;권기룡;박윤경;문경덕
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.58-65
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    • 2017
  • The recent years, the cloud-based paradigm of cloud services are developed rapidly, it come with many a new problems. However, the collaboration between a individual with other users is still difficult. Cloud service is considered when users need to take advantage of security and the availability of cloud services. In this paper, we proposed an detection framework to detect an intrusion attack that threaten to cloud-based collaboration services and cloud security. Identify vulnerabilities and prepare for the safety of the collaboration services to create a variety of content in the cloud, it help to prevent the threats.

Wearable Intelligent Systems for E-Health

  • Poon, Carmen C.Y.;Liu, Qing;Gao, Hui;Lin, Wan-Hua;Zhang, Yuan-Ting
    • Journal of Computing Science and Engineering
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    • 제5권3호
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    • pp.246-256
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    • 2011
  • Due to the increasingly aging population, there is a rising demand for assistive living technologies for the elderly to ensure their health and well-being. The elderly are mostly chronic patients who require frequent check-ups of multiple vital signs, some of which (e.g., blood pressure and blood glucose) vary greatly according to the daily activities that the elderly are involved in. Therefore, the development of novel wearable intelligent systems to effectively monitor the vital signs continuously over a 24 hour period is in some cases crucial for understanding the progression of chronic symptoms in the elderly. In this paper, recent development of Wearable Intelligent Systems for e-Health (WISEs) is reviewed, including breakthrough technologies and technical challenges that remain to be solved. A novel application of wearable technologies for transient cardiovascular monitoring during water drinking is also reported. In particular, our latest results found that heart rate increased by 9 bpm (P < 0.001) and pulse transit time was reduced by 5 ms (P < 0.001), indicating a possible rise in blood pressure, during swallowing. In addition to monitoring physiological conditions during daily activities, it is anticipated that WISEs will have a number of other potentially viable applications, including the real-time risk prediction of sudden cardiovascular events and deaths.

무선 웨어러블 컴퓨터를 위한 WUSB over WBAN 통신 구조의 성능 분석 (Performance Evaluation of WUSB over WBAN Communication Structure for Wireless Wearable Computers)

  • 허경
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.839-847
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    • 2014
  • 최근 컴퓨터 기술의 발전으로 웨어러블 컴퓨터 기술이 개발되고 있다. 이는 HCI (human-centric interface)기술과 유비쿼터스 컴퓨팅 기술을 기반으로 한다. 웨어러블 컴퓨터 시스템은 WiMedia PHY/MAC 기술과 결합된 USB 기술로 WUSB (wireless universal serial bus) 기술을 사용하여 구성할 수 있다. 본 논문은 U-Health 기능을 지원하는 무선 웨어러블 컴퓨터시스템을 구성하기 위해 WUSB기술과 WBAN (wireless body area networks) 기술을 결합한 통신시스템 구조에 초점을 맞추었다. 이를 위해 WBAN 망에서 WUSB 통신 구간을 할당하는 통신 구조를 제안한다. 제안하는 통신구조에서 WUSB 통신 구간은 WBAN Privated Period를 사용한다. 성능 평가에서는 WBAN 통신 점유율에 따른 WUSB 통신 수율을 이론적인 분석과 시뮬레이션을 통해 비교 분석하여 WUSB over WBAN 통신의 효율성을 평가하였다.

스마트폰과 웨어러블 가속도 센서를 혼합 처리한 실시간 행위 및 자세인지 기법 (Real-time Activity and Posture Recognition with Combined Acceleration Sensor Data from Smartphone and Wearable Device)

  • 이호성;이승룡
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제41권8호
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    • pp.586-597
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    • 2014
  • 최근 고성능 센서가 집적된 스마트폰과 웨어러블 디바이스 기술이 부각됨에 따라 이와 같은 플랫폼을 활용한 차세대 모바일 컴퓨팅 기술이 크게 주목받고 있다. 기존 행위인지는 지속적인 움직임에 따른 고유 패턴을 포착하는 반면, 자세인지는 급격한 순간 변화나 신체 방향의 변화를 포착하는 방법으로 접근되어 왔다. 그러나 이 두 가지의 패턴을 함께 고려하고 실제 활용 가능한 수준의 성능 확보와 그 시스템에 대한 연구는 다소 부족한 실정이다. 이에 본 논문에서는 최근 부각되는 스마트폰과 웨어러블 디바이스의 센서 데이터를 함께 고려하고 각각이 갖는 장점을 혼합한 사용자 행위 및 자세인지 기법과 스마트폰 플랫폼을 기반으로 실제 환경에서의 그 활용 방법을 제안한다. 스마트폰과 웨어러블 센서 데이터를 함께 운용하기 위한 전처리 방법을 설계하고 고유 진동 패턴과 수직, 수평 방향 패턴 특징을 혼합적으로 활용하여 인지 모델을 구축하였다. 이 과정에서 자전거 타기와 빠르게, 천천히 걷기, 뛰기와 같이 보다 다양한 행위와 서기, 앉기, 누워있기와 같은 자세 패턴을 고려하였다. 실험 결과 제안하는 기법의 성능과 타당성을 입증하였고 실제 환경에서의 적용을 통해 그 활용 가능성을 보였다.

자기장 센서를 이용한 웨어러블 조이스틱 장치의 개발 (Developing Wearable Joystick Device Using Magnetic Sensor)

  • 여희주
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.18-23
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    • 2021
  • 산업 전반에 걸쳐 자기장 센서에 대한 연구나 제품개발이 많이 진행되어져 왔다. 하지만 이런 제품의 단가를 낮추기 위해서는 초기 개발단계에서부터 자기장 필드와 자기장 센서의 특징과 최종제품의 특징들을 정확하게 이해하는 것이 중요하다. 특히, 자기장 필드는 비선형 데이터를 처리하는 계산이 복잡하여 실제로 사용하고 응용하기에는 매우 어렵기 때문에, 이렇게 측정된 자기장 센서값들을 정확하게 계산하기 위해서는 고가의 장비나 복잡한 알고리즘이 필요한 추세였다. 하지만, 본 논문에서는 기존 조이스틱의 특징을 이해한 상태에서 자기장 센서의 고유한 특성과 특징을 소개하면서, 자기장 센서를 사용하는 웨어러블 조이스틱을 개발하기에 적합하고 간단하면서도 기능을 충족하는 디자인 및 개발 방법들을 제시하였다. 특히, 기존 조이스틱의 기계적인 특징과 자기장 센서의 특성을 서로 잘 고려한 후에, 기존 조이스틱의 본질적인 문제인 기계적인 마모와 문제점들을 해결하고자 기계적 구성이나 선들이 필요없는 자기장 센서를 이용하여, 저가의 웨어러블 조이스틱 장치의 디자인 및 개발 할 수 있는 설계요소 및 방법들을 소개하였다. 본 논문의 개발결과로 실제 사용자 테스트를 수행하여, 본 논문의 장비를 처음 접하는 사용자들도 쉽게 이용하여 기존 조이스틱과 같이 정확하게 제어할 수 있음을 보였다.

웨어러블 컴퓨팅을 위한 근전도 센서 시스템의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Electromyographic Sensor System for Wearable Computing)

  • 이영석
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.114-120
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    • 2018
  • 본 논문에서는 근전도 신호 획득 및 분석을 위한 웨어러블 디바이스용 센서 시스템을 구현하였다. 구현된 시스템의 성능은 임상용 근전도 시스템에서 획득된 근전도 신호와 근피로도 및 근활성도의 상관성 분석에 의해 평가되었으며 실측된 소비 전력이 상용 근전도 시스템들과 비교되었다. 5명의 피실험자들의 이두박근 및 삼두박근에서 수집된 근전도 신호를 통한 실험에서, 구현된 시스템이 임상용 근전도 센서 시스템과 근피로도는 1.1~1.4의 상관성을, 근활성도는 약 1.0의 강한 양의 상관 경향성을 보여주었다. 또한 소비전력의 비교에서 구현된 시스템의 소비전력이 상용 근전도 시스템보다 25%~50%의 감소하였다.