• 제목/요약/키워드: acceleration measurement

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주파수 공간상의 특징 데이터를 활용한 손목에 부착된 가속도 센서 기반의 낙상 감지 (Fall detection based on acceleration sensor attached to wrist using feature data in frequency space)

  • 노정현;김진헌
    • 스마트미디어저널
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    • 제10권3호
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    • pp.31-38
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    • 2021
  • 낙상사고는 언제, 어디에서 일어날지 예측하기 어렵다. 또한 신속한 후속 조치가 수행되지 않으면 생명의 위협으로 이어지므로 낙상사고를 자동으로 감지할 수 있는 연구가 필요하게 되었다. 자동적인 낙상사고 감지기법 중 손목에 부착된 IMU 센서를 활용한 기법은 움직임이 많아 낙상사고 검출이 어렵지만, 착용의 간편함과 접근성이 뛰어난 기법으로 인식되고 있다. 낙상 데이터 확보의 어려움을 극복하기 위해 본 연구는 KNN과 SVM과 같은 머신러닝으로 적은 데이터를 효율적으로 학습하는 알고리즘을 제안한다. 또한, 이들 수학적 분류기의 성능을 높이기 위해 본 연구에서는 주파수 공간에서 취득한 특징 데이터를 활용하였다. 제안된 알고리즘은 표준 데이터세트를 활용한 실험을 통해 모델의 파라미터와 주파수 특징 추출기의 파라미터를 다각화하여 그 영향을 분석하였다. 제안된 알고리즘은 학습 데이터를 확보하기 어려운 현실적인 문제에 적절히 대처할 수 있었다. 또한 본 알고리즘이 다른 분류기보다 경량화되어 있기 때문에 SIMD(Single Instruction Multiple Data) 처리장치 탑재가 어려운 소형 임베디드시스템에도 구현이 용이했다.

스마트 인솔의 족저압 측정 결과에 대한 타당도 및 신뢰도 평가 (Assessment of Validity and Reliability of Plantar Pressure in Smart Insole)

  • 강호원;안예린;김대유;이동오;박길영;이동연
    • 대한족부족관절학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.130-135
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    • 2022
  • Purpose: Smart insoles are wearable devices that are inserted into shoes. Smart insoles with built-in pressure and acceleration sensors can measure the plantar pressure, stride length, and walking speed. This study evaluated the validity and reliability of the plantar pressure measurements of smart insoles during walking on flat ground. Materials and Methods: Twenty one subjects were included in this study. After wearing smart insoles, I-SOL® (Gilon, Seongnam, Korea), the subjects walked a 10 m corridor six times at a rate of 100 steps/min, and the middle three steps, free from direction changes, were chosen for data analysis. The same protocol was repeated after wearing Pedar-X (Novel Corporation, Munich, Germany), an insoletype plantar pressure measurement equipment with proven validity. The average maximum pressure (Ppeak, kPa) and the time at which Ppeak appeared (Ptime, %stride) were calculated for each device. The validity of smart insoles was evaluated by using the interclass correlation coefficient (ICC) of Ppeak and Ptime between the two instruments, and Cronbach's alpha was obtained from the Ppeak values to evaluate the reliability. Results: The ICC of Ppeak was 0.651 (good) in the hallux, 0.744 (good) in the medial forefoot, 0.839 (excellent) in the lateral forefoot, and 0.854 (excellent) in the hindfoot. The ICC of Ptime showed 0.868 (excellent) in the hallux, 0.892 (excellent) in the medial forefoot, 0.721 (good) in the lateral forefoot, and 0.832 (excellent) in the hindfoot. All ICC values showed good or excellent results. The Cronbach's alpha of Ppeak measured in the smart insoles was 0.990 in the hallux, 0.961 in the medial forefoot, 0.973 in the lateral forefoot, and 0.995 in the hindfoot; all indicated excellent reliability in all areas. Conclusion: The plantar pressure measurements of smart insoles during walking on a flat ground showed validity compared to Pedar-X, and high reliability after repeated measurements.

사장교 케이블의 실시간 손상평가를 위한 센서 배치의 최적화 (Optimization of Sensor Location for Real-Time Damage assessment of Cable in the cable-Stayed Bridge)

  • 방건혁;허광희;이재훈;이유재
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.172-181
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    • 2023
  • 본 연구에서는 케이블의 손상에 대한 사장교의 실시간 손상평가를 진행하였다. 사장교의 실시간 손상평가를 위한 센서는 가속도 센서를 사용하였으며, KEOT(Kinetic Energy Optimization Techniques)를 이용하여 센서의 위치와 수량에 대한 최적의 조건을 선정했다. KEOT는 구조물이 외력에 의해서 진동할 때, 최대변형에너지의 값을 계측하여 최적 계측 위치와 센서의 수량을 결정한다. 본 연구에서의 손상 조건은 케이블의 파단으로 제한하였으며 사장교를 4개의 구간으로 나누어 구간별 케이블 손상을 주었다. 사장교 케이블의 실시간 손상평가 방법은 FE 구조해석을 통하여 실제 모델과 유사한 가상의 모델을 만들었다. 생성된 가상 모델과 모형 구조물에 랜덤 가진파를 가한 이후 모형 구조물의 케이블 손상을 주었다. 가상 모델에서 출력되는 응답을 무손상 상태의 응답으로 정의하고 실제 모델에서 계측되는 응답을 손상 상태의 데이터로 정의하여 두 데이터를 비교하였다. 무손상 상태의 사장교의 데이터로부터 손상 상태의 사장교의 데이터를 IMD(Improved Mahalanobis Distance) 이론에 적용하여 손상의 정도를 평가하였다. IMD 이론으로 손상을 평가한 결과 구간별 손상을 실시간으로 적절하게 찾아내어 실시간 모니터링에 적용할 수 있는 유용한 손상평가 기술로 확인되었다.

교량의 지진취약도에 대한 속도 펄스를 가진 지반운동의 영향 (Effect of Velocity-Pulse-Like Ground Motions on Seismic Fragility of Bridges)

  • 김예은;꽁씨나;꽁씨닛;문지호;송종걸
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제37권2호
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    • pp.119-131
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    • 2024
  • 일반적으로 속도 펄스를 가진 지반운동이 속도 펄스가 없는 지반운동에 비하여 구조물에 보다 큰 손상을 줄 수 있다고 알려져 있다. 지진가속도기록으로부터 속도 펄스의 유무의 판정과 이를 정량화하는 연구가 현재 많이 진행되어 오고 있다. 기존 지진기록들을 단층으로 떨어진 거리를 기준으로 원거리 지진과 근거리 지진으로 구분하였다. 또한, 근거리 지진은 속도 펄스의 유무를 정량화하여 펄스를 가진 지진과 펄스를 가지지 않은 지진으로 구분하였다. 최종적으로 각 지진그룹별로 40개의 원거리지진, 40개의 속도 펄스를 가진 근거리 지진과 40개의 속도 펄스를 가지지 않은 근거리 지진을 선정하였으며, 총 120개 지진가속도 기록을 지진취약도 평가를 위한 지진해석에 사용하였다. 세 그룹의 지진을 이용하여 납-고무받침과 탄성받침을 가진 두 종류의 예제교량에 대한 지진응답을 평가하여 확률론적 지진요구도 모델을 작성하였다. 확률론적 지진요구도 모델을 이용하여 지진취약도 해석을 수행하여 속도 펄스의 유무에 따른 지진취약도 영향을 분석하였다. 지진파의 속도 펄스 유무에 따른 지진취약도 곡선의 비교 결과로부터, 속도 펄스를 가진 지진의 지진취약도가 속도 펄스가 없는 지진의 지진취약도가 약 3배~5배 정도 정도 크게 나타난다. 이는 속도 펄스를 가진 지진의 경우가 그렇지 않은 지진의 경우에 비하여 교량의 손상 피해가 크다는 것을 의미한다.

충돌하중을 받는 이방향 비부착 프리스트레스트 콘크리트 패널부재의 충돌저항성능에 대한 실험적 거동 평가 (Experimental Evaluation of Bi-directionally Unbonded Prestressed Concrete Panel Impact-Resistance Behavior under Impact Loading)

  • 이나현;이상원;이승재;김장호
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제25권5호
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    • pp.485-496
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    • 2013
  • 2001년 9.11테러로 인한 미국 세계무역센터 및 미국 국방성 펜타곤이 붕괴된 이후, 전 세계적으로 충돌, 폭발 등의 극한하중에 의한 테러가 빈번하게 발생하고 있으며, 극한하중에 의한 구조물의 거동에 대한 사회적 불안감은 더욱 증가되고 있다. 그러나 지금까지의 사회기반시설구조물에는 폭발 및 충돌 등과 같은 극한하중에 대한 방호 및 방재개념을 설계에 고려하지 못하고 있는 실정이며, 원전격납건물, 가스탱크, 교량, 터널 등에 널리 사용되는 프리스트레스트 콘크리트 구조물에 대한 극한하중 연구는 전 세계적으로 미흡하다. 충돌과 같은 극한하중은 집약된 에너지의 급작스런 방출로 인한 높은 충돌압력을 형성하므로, 극한하중의 특성 및 전파 메커니즘을 이해하는 것이 필요하다. 그러므로 이 연구에서는 이방향 비부착 프리스트레스트 콘크리트 패널의 충돌저항성능을 비교검토하기 위하여, $1400mm{\times}1000mm{\times}300mm$의 철근콘크리트(RC), 프리스트레스 텐던으로만 보강된 콘크리트(PS), 프리스트레스 텐던과 철근으로 보강된 콘크리트(PSR, 일반적인 PSC) 시편을 제작하였다. 실험 조건에 맞춰 14 kN의 추를 10 m, 5 m, 4 m 높이에서 낙하하는 예비 실험과 3.5 m 높이의 본 실험으로 구성하여 충돌하중에 대한 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 실험적 평가를 수행하였다. 또한, 충돌실험을 위한 기본적인 실험 구성 및 계측시스템을 구축하였다. 충돌 저항성능은 균열형상, 손상면적, 에너지 흡수, 처짐, 변형률, 가속도 등의 충돌에 의한 계측데이터를 이용한 거동분석 뿐만 아니라, 충돌 후 잔류구조성능 실험을 수행하여 이방향 비부착 프리스트레스트 콘크리트 패널의 충돌저항성능을 검토하였다. 본 실험은 향후 국내외 프리스트레스트 콘크리트에 대한 충돌 방호설계 및 충돌해석 등 관련 연구분야의 기초자료가 될 것이라고 판단되는 바이다.

엘리트 선수들의 운동특성에 따른 20 m 셔틀런 검사의 유용성 (The availability for cardiorespiratory fitness measurement by 20 m shuttle run test in different sports type of elite athletes. Exercise Science)

  • 김종규;이남주;이미숙
    • 운동과학
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    • 제21권2호
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    • pp.183-190
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    • 2012
  • 본 연구의 목적은 엘리트 선수들의 에너지 기여비율에 기인된 종목특성에 따른 20 m 셔틀런 검사를 이용한 심페지구력 측정의 유용성을 평가하는데 있다. 본 연구에 참여자는 K 국립체육대학교에 재학중인 학생 67명을 대상으로 하였으며, 종목 특성은 무산소성종목(단거리, 도약, 역도, 투척; 35명), 유산소성 종목(중장거리; 9명), 투기종목(유도; 23명)으로 3집단을 구성하였다. 20 m 셔틀런 검사는 Leger et al.(1982)방법을 이용하였으며, 측정된 셔틀런 횟수를 이용한 가속도 산출은 Brewer et al.(1988) 방법을 이용하였다. 유용성 평가를 위한 VO2max 준거검사는 트레이드밀을 이용한 점증부하 방법을 실시하였으며, 순발력 체력요인은 제자리멀리뛰기와 50 m 달리기를 이용하였다. 순발력, 민첩성, 근지구력을 고려한 체력요인은 Z-점프를 측정하였다. 종목별 체력특성차이는 제자리멀리뛰기와 50 m 달리기에서 무산소성 집단(Anaerobic Group; AnG)이 유산소성집단(Aerobic Group; AeG)과 투기종목집단(Combat Sport Group; CG)에 비해 유의하게 높았다(p<.05). 하지만 Z-점프는 CG가 AnG와 AeG에 비해 유의하게 높았다(p<.05). 20 m 셔틀런 검사결과와 VO2max관련성은 AnG(r= 0.577, p<.0001)와 CG(r= 0.760, p<.0001)에서 유의하게 높은 상관계수를 나타내었으나 AeG는 낮은 상관계수를 나타내었다. 20-셔틀런검사의 유용성평가를 위한 집단간 차이는 20 m 셔틀런 검사결과를 VO2max로 전환하였을 때 집단 간 차이가 없었으며 오차가 감소하는 것을 발견하였다. 우리는 이번 연구에서 20 m 셔틀런 검사의 유용성을 판단하였으며 셔틀런 검사횟수를 이용한 VO2max 산출에 따른 오차가 감소하는 것으로 나타나 현장 활용적인 측면에서 셔틀런 검사를 종목 구분 없이 보편적으로 이용하기 위해 VO2max전환의 필요성을 확인할 수 있었다.

한국인(韓國人) 신장(身長)의 최대발육연령(最大發育年齡)으로 본 발육촉진현상(發育促進現象)의 추이(推移)에 관(關)한 연구(硏究) (A Study on Growth Acceleration in Korean as Indirected by the Maximum Growth Age in Body Height)

  • 신형균;박순영;박양원
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제17권1호
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    • pp.173-192
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    • 1984
  • On the basis of the study intended to research by crosssectional study keeps pace with semilongitudinal study the growthaccelerating phenomena that Maximum Growth age in teenager's body-height. By the random sampling method, the subject of study are 12659 persons(male; 6355, female; 6304) that they are from 7 ages to 17 ages in the whole country including the rural community. The measurement period passed three month days, the statistical data became electronic data processing system with computer. The other side, body-height and MGA of Koreans who had been for during the period from 1925 to 1966 proved transition of the growth-accelerating phenomena by research data reported between 1913 and 1983. The results are as follows; 1. The Growth and Development-Value of Body-height An age bracket the growth and development-value of body-height were, respectively, male is $123.88{\pm}5.05cm$ and female is $123.29{\pm}5.54cm$ for 7 ages group. these indices increased with age. the top-value reach, respectively. $169.08{\pm}5.62cm$ and $157.57{\pm}6.13cm$. The intersecting ages of male and female were the age $8.5{\sim}12.5$, during these periods, female excelled male but after these periods, male excelled female again. In case of body-height, MGA's are 7.0cm for male between 12 and 13 ages, and 7.01cm for female between 8 and 9 ages. As a rule, body-height of male excelled female but intersection phenomena of male and female appeared between 8.5 and 12.5 ages. By reginal groups, it is most prevailing is Seoul, and medium size cities and rural community rome in order. By regional groups, intersection phenomena of male and female are. a region of Seoul; $$8.5{\sim}11.5$$ ages a region of Daejeon; $$7.5{\sim}9.5$$ ages rural community; $$11.5{\sim}14.5$$ ages the whole country's average; $$8.5{\sim}12.5$$ ages By regional groups, the rate of maximum increase in a year are a region of Seoul; male is 7.23cm as 13 ages female is 7.65cm as 9 ages. a region of Daejeon; male is 7.85cm as 11 ages. female is 8.39cm as 9 ages. rural community; male is 7.65cm as 14 ages. female is 6.25cm as 12 ages. the whole country's average; male is 7.0cm as 13 ages. female is 7.01 as 9 ages. 2. Maximum Growth Age (M.G.A.) By reginal groups, maximum Growth Age's are as below in a region of Seoul, MGA's are 12.63 for male and 9.01 for female, which shows that MGA for female appears about 3.5 years earlier than that for male. In a region of Daejeon, MGA's are 9.20 for male and 8.93 for female, which. show that they are all much the same in M.G.A. In rural community, MGA's are 14.00 for male and 11.89 for female, which shows that MGA for female apperars about 2 years earlier than that for male. In the whole average, MGA's are 13.01 for male and 8.97 for femal, which shows that for female appears about 4 years earlier than that for male. For boy, M.G.A. shows fastest-growing in Daejeon, and Seoul and rural commonly come in order. For girl, It shows equal growth in Seoul and Daejeon, rural community comes later. 3. The M.G.A's in body height of male are respectively the age 15.02 in 1913, 14.23 in 1956, 13.86 in 1967, 13.62 in 1975, and 12.82 in 1981, while those of female are the age 12.0 in 1940, 11.52 in 1965, 9.53 in 1975, and 11.16 in 1980; these data show that the MGA of the Koreans has been getting younger. 4. The equation of linear regression of all the MGA's in body height are as follow; Male: Y(M.G.A)=$-0.020{\times}$ (the year)+15.19: female:Y(MGA)=$-0.028{\times}$(the year)+13.2549. 5. The corelation of all the MGA's in body height are as below; male; r=-0.329 female;r=-0.252 6. From the transition of the growth-accelating phenomena in 1980 we can capture the fact that the MGA's has been getting younger by 0.2 year per 10 years. 7. The MGA's in bodyheight are shown in table 4... 8. The future growth-accelating phenomena in body height are expected to show the similar tendency like that of the past, in 1910's but it should by more precisely reviewed after investigating the phenomena of the years directly ahead.

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EIS를 활용한 철근 부식에 따른 콘크리트 손상 모니터링 (Monitoring of Concrete Deterioration Caused by Steel Corrosion using Electrochemical Impedance Spectroscopy(EIS))

  • 우성엽;김제경;이정재;기성훈
    • 한국건축시공학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.651-662
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    • 2022
  • 이 연구에서는 전기화학적 임피던스분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)을 활용하여 콘크리트 속 철근 부식의 개시, 전파 및 이로 인한 콘크리트의 손상을 관찰하기 위한 실험을 수행하였다. 먼저, 직경 25mm, 높이 70mm 원주형 콘크리트 실험체 중심에 지름 5mm의 탄소강봉을 매입한 실험체를 제작하였다. 실험체에 사용된 콘크리트는 물-시멘트 비 0.4, 0.5, 0.6을 갖는 세 가지 배합을 제작하였다. 촉진부식시험을 수행하여 위하여 철근 콘크리트 실험체는 0.5M NaCl 수용액에 침지한 후 0C, 13C, 65C, 130C의 네 가지 수준의 전하량을 인가하였다. 이 연구에서는 부식촉진 및 이 과정에서 EIS의 주기적 모니터링을 자동화하여 실험의 효율을 향상시켰다. 이 연구의 실험 결과를 통하여 EIS 주요 특성인자를 활용하여 콘크리트 속 철근의 부식상태를 효과적으로 평가할 수 있음을 확인하였다. 전하이동저항(Rc)값은 전하인가량이 0C에서 13C로 증가함에 따라 급격히 감소하여 대략 10kΩcm2 값을 나타내었다. 하지만 부식개시 이후 전하인가량을 13C에서 130C로 증가하였을 때 Rc값의 민감도는 현저히 감소하는 것을 확인하였다. 한편 이중층용량값(Cdl)값은 전하인가량이 0C에서 130C로 증가함에 따라 대략 50×10-6μF/cm2 에서 250×10-6μF/cm2 수준으로 선형비례관계를 보였다. 이러한 결과는 Cdl 모니터링을 통하여 부식물질에 팽창에 따라 유발된 콘크리트 내부 손상의 진전을 효과적으로 평가할 수 있음을 보여준다. 이 연구의 결과는 EIS를 활용하여 콘크리트 속 철근 부식의 확산 및 이에 따른 콘크리트 손상의 실시간 모니터링을 위한 매입형 센서 및 EIS 신호 분석방법의 고도화를 위한 기본 데이터를 제공하는데 의미가 있다.

Ensemble of Nested Dichotomies 기법을 이용한 스마트폰 가속도 센서 데이터 기반의 동작 인지 (Ensemble of Nested Dichotomies for Activity Recognition Using Accelerometer Data on Smartphone)

  • 하으뜸;김정민;류광렬
    • 지능정보연구
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    • 제19권4호
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    • pp.123-132
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    • 2013
  • 최근 스마트 폰에 다양한 센서를 내장할 수 있게 되었고 스마트폰에 내장된 센서를 이용항 동작 인지에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 스마트폰을 이용한 동작 인지는 노인 복지 지원이나 운동량 측정. 생활 패턴 분석, 운동 패턴 분석 등 다양한 분야에 활용될 수 있다. 하지만 스마트 폰에 내장된 센서를 이용하여 동작 인지를 하는 방법은 사용되는 센서의 수에 따라 단일 센서를 이용한 동작인지와 다중 센서를 이용한 동작인지로 나눌 수 있다. 단일 센서를 이용하는 경우 대부분 가속도 센서를 이용하기 때문에 배터리 부담은 줄지만 다양한 동작을 인지할 때에 특징(feature) 추출의 어려움과 동작 인지 정확도가 낮다는 문제점이 있다. 그리고 다중 센서를 이용하는 경우 대부분 가속도 센서와 중력센서를 사용하고 필요에 따라 다른 센서를 추가하여 동작인지를 수행하며 다양한 동작을 보다 높은 정확도로 인지할 수 있지만 다수의 센서를 사용하기 때문에 배터리 부담이 증가한다는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 스마트 폰에 내장된 가속도 센서를 이용하여 다양한 동작을 높은 정확도로 인지하는 방법을 제안한다. 서로 다른 10가지의 동작을 높을 정확도로 인지하기 위해 원시 데이터로부터 17가지 특징을 추출하고 각 동작을 분류하기 위해 Ensemble of Nested Dichotomies 분류기를 사용하였다. Ensemble of Nested Dichotomies 분류기는 다중 클래스 문제를 다수의 이진 분류 문제로 변형하여 다중 클래스 문제를 해결하는 방법으로 서로 다른 Nested Dichotomy 분류기의 분류 결과를 통해 다중 클래스 문제를 해결하는 기법이다. Nested Dichotomy 분류기 학습에는 Random Forest 분류기를 사용하였다. 성능 평가를 위해 Decision Tree, k-Nearest Neighbors, Support Vector Machine과 비교 실험을 한 결과 Ensemble of Nested Dichotomies 분류기를 사용하여 동작 인지를 수행하는 것이 가장 높은 정확도를 보였다.