• 감성과학
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• 제21권1호
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• pp.35-44
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• 2018

본 연구에서는 센서의 표면적 변화에 따른 입체적 호흡수 센서의 센싱 방식을 제안하고, 직물 기반의 입체적 호흡수 센서의 성능 평가 및 의복에 적용할 수 있는 디자인 방향성을 탐색하고자 한다. 이를 위해 입체적 구조의 차이에 따라 2가지 유형의 입체적 호흡수 센서를 제작하고 더미와 인체 대상으로 연구를 실시하였다. 연구I은 더미 대상 실험으로 센서의 유형 및 호흡 속도의 연구변인에 의해 입체적 호흡수 센서의 측정 가능성을 탐색하였다. 연구II는 7명의 20대 남성을 대상 실험으로 연구I의 연구변인 이외에 3개의 측정 위치별 적합한 유형의 센서를 제안하였다. 입체적 호흡수 센서의 정확도, 재현성, 신뢰도를 평가하기 위해, 의료기기 분야의 대표적 웨어러블 호흡수 센서인 BIOPAC을 사용하여 입체적 호흡수 센서와 동시에 호흡수를 측정하였다. 이상의 연구 결과를 통해 더미 대상으로 입체적 호흡수 센서의 측정 가능성을 탐색하였으며, 인체 대상으로 호흡수를 측정하여 측정 위치별 적합한 유형의 센서를 제안하였다.

• Composites Research
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• 제28권4호
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• pp.155-161
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• 2015

본 연구는 복합재료 구조물에 전기-기계 변환 기능을 융합한 센서-구조 일체형 복합재료 구조물 제작 방법에 관한 것으로 복합재료 구조물 자체가 센서 역할을 수행할 수 있도록 하여 구조 스스로 충격이나 진동 신호를 감지하고 손상 위치 또는 손상 정도를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 다기능 복합 구조물에 관한 연구이다. 복합재 구조물에 전기-기계 변환 기능을 부여하기 위해 복합재 제작에 사용되는 에폭시 수지 대신 전기-기계 변환기능을 갖는 $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-Pb(Zr,\;Ti)O_2$ (PNN-PZT) 분말과 에폭시 수지를 1:30 wt% 혼합하여 제작된 스마트 수지를 사용하였다. Hand Lay-up 공법과, VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) 성형 방법을 이용하여 유리섬유에 스마트 수지를 함침시켜 센서-구조 일체형 복합재료 구조물을 제작하였다. 구조물을 센서로 사용하기위해 시편의 윗면과 아랫면에 전도성 도료를 사용하여 전극을 제작하였고, 고전압 앰프를 이용하여 상온에서 30분간 4kV/mm의 전계로 분극 처리를 수행하였다. 이후 충격망치를 사용하여 시편에 충격을 가했을 때 출력되는 전기 신호와 충격망치 신호를 비교하여 충격 신호 감응 및 감도를 측정하고 그 결과를 기술하였다.

• 한국안전학회지
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• 제34권2호
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• pp.22-27
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• 2019

Bikers can be subjected to accidents during their bicycling. Helmets are only good, if any, for their head protection. A wearable airbag can protect the human neck area if it is properly designed. This airbag system is composed of an inflater and an airbag. The inflater contains a pressurized gas cylinder and a piercing device. The airbag is an inflatable fabric surrounding the human neck. When a bicycle accident happens, a sensor captures the motion of the biker and a microcomputer sends a signal to open a valve in the inflator to supply the pressurized gas to the airbag. An important issue of this system is that the airbag should be quickly inflated to protect the human neck. This paper deals with the airbag inflation time simulation and some issues to design a wearable airbag system. Also, a prototype was tested to show its feasibility using a human dummy mounted on a running cart.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제35권5호
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• pp.125-131
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• 2014

The purpose of this study is to verify the utility of reflected photoplethysmography sensor using two green light emitting diodes that influenced by ambient light. Recently it has been studied that green light emitting diode is suitable for light source of reflected photoplethysmography sensor at low temperature and high temperature. Another study showed that, green light is better for monitoring heart rate during motion than led light. However, it has a bad characteristic about ambient light noise. To verify the utility of reflected photoplethysmography sensor using green light emitting diode, this study measures the photoplethysmography signal that is distorted by ambient light and will propose a solution. This study has two parts of research method. One is measurement system that composed sensor and board. The sensor is made up PE-foam and Non-woven fabric for flexible sensor. The photoplethysmography signal is measured by measurement board that composed high-pass filter, low-pass filter and amplifier. Ambient light source is light bulb and white light emitting diode that has three steps brightness. Photoplethysmography signal is measured with lead II electrocardiography signal at the same time and it is measured at the finger and radial artery for 1 minute, 1000 Hz sampling rate. The lead II electrocardiography signal is a standard signal for heart rate and photoplethysmography signal that measured at the finger is a standard signal for waveform. The test is repeated 3 times using three sensor. The data is processed by MATLAB to verify the utility by comparing the correlation coefficient score and heart rate. The photoplethysmography sensor using two green light emitting diodes is shown better utility than using one green light emitting diode and red light emitting diode at the ambient light. The waveform and heart rate that measured by two green light emitting diodes are more identical than others. The amount of electricity used is less than red light emitting diode and error peak detectability factor is the lowest.

• 감성과학
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• 제25권1호
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• pp.67-78
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• 2022

ICT 산업의 글로벌 시장을 선점할 수 있는 다음 세대의 개발이 필요한 상황이 일어남에 따라 웨어러블 디바이스의 생체 신호 모니터링에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 히스테리시스가 적은 E-Band를 사용하여 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT) 분산 용액에 함침 공정을 통해서 저항형 직물 인장 센서(Resistive textile strain sensor)를 개발하였다. 전기전도성이 부여된 e-band에 저항 신호를 측정하기 위해 만능재료시험기(UTM)과 Microcontroller unit인 아두이노와 LCR 미터를 이용해서 인장의 변화에 따른 저항 변화를 측정하였다. 원단으로 이루어진 텍스타일 스트레인 센서의 특성상 발생하는 다양한 노이즈들을 효과적으로 처리하기 위하여 신호처리 과정(Signal processing)의 노이즈 필터링의 이동평균 필터, 사비츠키-골레이 필터, 중앙값 필터들을 사용하여 센서의 필터 성능을 평가하였다. 그 결과 이동평균 필터의 필터링 결과의 신뢰도가 최소 89.82%, 최대 97.87%으로 이동평균 필터링이 텍스타일 스트레인 센서의 노이즈 필터링 방식으로 적합하였다.

• 한국농촌생활과학회지
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• 제6권1호
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• pp.25-30
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• 1995

This study was designed to obtain the basic data developing the UV ray protective garments for the plastichouse workers. Two subjects were volunteered for 1hr. wear test in plastic house, and the ensembles was composed of one of three kinds blouse (UV blocking blouse, polyester/cotton 47/53 blouse, and polyester blouse), shorts, sleeveless undershirts, pants and socks. The measurements were rectal temperature, skin temperature, microclimate inside clothing, subjective sensation, and the colour difference of UV sensor. The results were as follows: 1. Microclimate especially, temperature inside clothing of polyester blouse was the highest among the garments. And UV-proof polyester blouse showed the lower mean skin temperature and microclimate than others. Showing the highest sweat volume. 2. No significant difference on UV ray blocking function among 3 kinds of garment was shown. 3. We could conform that in spring for the plastic house wぉw s garment low thermal insulating value and wide covering area were more important factors than UV blocking function of fabric.

• 센서학회지
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• 제31권2호
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• pp.79-84
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• 2022

Self-powered sensors play an important role in everyday life, and they cover a wide range of topics. These sensors are meant to measure the amount of relevant motion and transform the biomechanical activities into electrical signals using triboelectric nanogenerators (TENGs) since they are sensitive to external stimuli such as pressure, temperature, wetness, and motion. The present advancement of TENGs-based self-powered wearable, implantable, and patchable sensors for healthcare monitoring, human body motion, and medication delivery systems was carefully emphasized in this study. The use of TENG technology to generate electrical energy in real-time using self-powered sensors has been the topic of considerable research among various leading scholars. TENGs have been used in a variety of applications, including biomedical and healthcare physical sensors, wearable devices, biomedical, human-machine interface, chemical and environmental monitoring, smart traffic, smart cities, robotics, and fiber and fabric sensors, among others, as efficient mechanical-to-electric energy conversion technologies. In this evaluation, the progress accomplished by TENG in several areas is extensively reviewed. There will be a discussion on the future of self-powered sensors.

• 한국재료학회지
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• 제24권3호
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• pp.152-158
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• 2014

We report the effect of the fabric of the surface microstructure on the CO gas sensing properties of $SnO_2$ thin films deposited on self-assembled Au nanodots ($SnO_2$/Au) that were formed on $SiO_2/Si$ substrates. We characterized structural and morphological properties, comparing them to those of $SnO_2$ thin films deposited directly onto $SiO_2/Si$ substrates. We observed a significant enhancement of CO gas sensing properties in the $SnO_2$/Au gas sensors, specifically exhibiting a high maximum response at $200^{\circ}C$ and quite a low detection limit of 1 ppm level in dry air. In particular, the response of the $SnO_2/Au$ gas sensor was found to reach the maximum value of 32.5 at $200^{\circ}C$, which is roughly 27 times higher than the response (~1.2) of the $SnO_2$ gas sensor obtained at the same operating temperature of $200^{\circ}C$. Furthermore, the $SnO_2/Au$ gas sensors displayed very fast response and recovery behaviors. The observed enhancement in the CO gas sensing properties of the $SnO_2/Au$ sensors is mainly ascribed to the formation of a nanostructured morphology in the active $SnO_2$ layer having a high specific surface-reaction area by the insertion of a nanodot form of Au nucleation layer.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권3호
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• pp.377-385
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• 2022

우리나라 전통 숯가마로부터 제조된 숯의 표면형상과 흡착특성을 분석한 후, 습도와 온도를 조절하면서 이들의 수분 흡착성능을 측정하고 황토, 활성탄소섬유 직포 및 활성탄소섬유 종이의 수분 흡착성능과 비교하였다. 숯은 소수성이므로 45% 이하의 습도에서는 수분을 잘 흡착하지 않지만 습도가 증가하면 흡착성능이 서서히 1차식에 비례하여 증가하였다. 황토 분말도 낮은 습도에서는 숯과 유사했지만 습도가 증가하면 흡착성능이 기하급수적으로 증가하면서 Type V 등온흡착곡선을 보였다. 따라서 조선시대에 기상청 직원들이 숯과 황토의 수분 흡착능력을 일기예보에 적용하였다는 기록을 실험적으로 확인할 수 있었다. 활성탄소섬유 직포와 활성탄소섬유 종이는 수분 흡착능력이 월등하고 신속한 반응을 보이므로 습도측정 센서에 적용할 수 있다고 판단된다. 숯 조각의 등온흡착 및 탈착곡선 측정에서 흡착질인 질소의 탈착이 잘 이루어지지 않아 낮은 압력 이력현상(low-pressure hysteresis)이라는 독특한 Type I과 Type IV의 혼합형태를 보이는데, 이는 질소입자가 흡착시에 숯 세공의 틈새를 비비고 들어가 단단히 끼었다가 탈착시에 빠져나오지 않기 때문이다. 숯을 분말로 분쇄하면 이러한 틈새들이 분쇄되어 비표면적이 증가하고 낮은 상대압력에서 흡착질의 탈착량이 증가되었다.

• 감성과학
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• 제26권3호
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• pp.149-160
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• 2023

본 연구에서는 뇌혈류 신호를 측정할 수 있는 시변자계 기반의 비접촉식 직물센서를 설계하여 뇌혈류 신호 검출 및 감성평가의 가능성을 탐색하고자 하였다. 직물센서는 40 denier의 은사를 30합사 한 후 컴퓨터 기계 자수하여 코일형 센서로 구현하였다. 뇌혈류 측정 실험을 위해 코일형 센서를 경동맥 부위에 부착하고, ECG (Electrocardiogram) 전극과 RSP (Respiration) 측정 벨트를 부착 및 착용하도록 하였으며, 동시에 초음파 진단기기를 사용해 도플러 초음파 검사(Doppler Ultrasonography)를 수행하여 혈류 속도를 측정하였다. 피험자에게 Meta Quest 2를 착용시키고, 실험을 위해 조작된 영상 시각 자극을 보여주면서 혈류 신호를 측정한 후 시각 자극에 대한 감성평가 설문지를 작성하도록 하였다. 측정 결과, 도플러 초음파 검사를 통해 측정된 혈류 속도 신호에 변화가 생길 때 직물센서로 측정한 신호도 함께 변화하는 것으로 나타났다. 이를 통해 코일형 직물센서를 이용하여 뇌혈류활동 신호를 측정할 수 있다는 것을 검증하였다. 또한, 감성평가를 위하여 ECG 신호와 PLL 신호(직물센서 신호)에서 추출한 HRV를 계산해서 비교한 결과, 시각 자극으로 인한 교감신경계와 부교감신경계의 활성화에 따른 비율의 변화에 대해서는 직물센서로 측정한 신호와 ECG 신호를 이용해 계산한 값이 비슷한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 결론적으로, 본 연구에서 개발된 시변자계 기반의 코일형 직물 센서를 통해 뇌혈류 변화 측정 및 감성 모니터링이 가능할 것으로 사료된다.