• 대한기계학회논문집B
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• 제39권2호
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• pp.147-152
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• 2015

본 논문은 감동, 두려움 등 인간의 급격한 감정이나 온도 변화에 따른 피부 입모근 수축 (소름)현상 감지를 위한 정전용량형 전도성 폴리머 센서를 제안하였다. 전도성 폴리머를 이용한 소자 제작을 통해 소자의 착용감을 향상시켰으며, 기존 정성적 소름측정 방식에 비해 정확하고 객관적인 측정을 가능케 하였다. 인공적인 소름돌기를 이용한 실험결과, $0{\sim}326{\mu}m$ 의 정적인 소름의 높이를 $-0.00252%/{\mu}m$의 민감도, 25.9 %의 비선형도로 측정하였다. 또한, 실제 인간의 피부에 부착하여 갑작스런 체온변화의 조건에서 -6.2 fF 과 -9.2 fF 의 정전용량 변화를 측정함으로써 높이 $145{\mu}m$ 와 $194{\mu}m$ 의 피부 소름을 측정하였다. 제안된 소자는 피부 입모근 수축현상에 따른 인간의 소름을 객관적이고, 정량적으로 측정함으로써 인간이 느끼는 급격한 감정변화나 환경변화 정도를 수치화 할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.957-962
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• 2005

Today, the elderly is increasing gradually in the Republic of Korea society and this problem will be more serious in the near future. Therefore, engineering support for aged people is required. We are establishing a new field of healthcare engineering for elderly people and aiming to support for aged people and disabled people using adaptive control and instrument technology. In this paper, the goal is to implement the shared control of a robot mobility aid for the elderly. As using this type of assistive technology to be useful by its intended user community, it supports elderly people and handicapped people to live independently in their private homes. The interface transforms the force applied by the user into the robot's motion. Devices like buttons, joysticks, and levers already exist for relaying user input; however, they require hand displacement that would loosen or otherwise release the user's hold. Such interfaces make operation very difficult and potentially unsafe. Therefore, we propose a shared control system. It's safe more than joysticks and buttons. The shared control is a means of registering the user's intention through physical interaction. It's an important component in the development of robotic elderly assistant. The concept of shared control describes a system which is two or more independent control systems. We are using that the three component blocks consist of pressure sensor (flexible force sensor), circuit of measurement and transfer function. Experimental trials of this paper have been tested at the indoor environment. The robot is able to know the user intended direction through haptic device were logged along with the robot's force sensor.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권8C호
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• pp.489-496
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• 2011

무선 센서 네트워크에서 넓은 지역의 현상 및 움직임을 지속적으로 추적, 관찰하기 위해 에너지 효율성은 가장 중요한 요소이다. 이러한 망에서 에너지를 절약하기 위해 센서노드들에 대한 선택적 활성화 기법은 효과적인 방법이다. 그러나 이러한 선택적 활성화 기법을 적용한 기존의 대부분의 연구들은 침입자, 탱크와 같은 개별객체에 대해서만 고려했기 때문에 산불, 유독가스와 같은 연속객체에 대해서는 기존 기법을 적용하기 어렵다. 이는 연속객체들은 주변 환경의 영향에 상당히 민감하기 때문에 매우 유동적이고 불안정하여 이동할 다음 위치를 단순히 시공간 기법만을 가지고 예상할 수 없지 때문이다. 따라서 본 논문에서는 망의 센서노드들이 충분히 밀집한 경우 보다 정밀한 예측을 위해 객체가 퍼지거나 수축될 것으로 예상되는 지역의 센서들을 클러스터 단위로 활성화 시키는 클러스터 기반의 선택적 활성화 기법을 제안한다. 또한, 본 방안은 예측을 위한 계산이 동시에 수행될 필요가 없기 때문에 예측을 함에 있어 비동기식 기법을 적용한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권6호
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• pp.771-780
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• 2010

본 논문에서는 제작이 용이한 십자형 구조를 기본구조로 사용하여 판스프링 고정단을 가진 유연한 6축 로드셀을 설계하였다. 이를 위하여 유한요소법해석을 이용하여 강체 고정단과 판스프링 고정단에 대한 변형 분석을 하였으며 이로부터 특성이 우수한 6축 힘/토크 센서를 설계하였다. 변형률 분포를 이용하여 각 축의 하중에 대한 출력변형률이 비슷한 수준이 되도록 스트레인 게이지 위치를 정하고 상호간섭 변형률이 최소화 되도록 이들로 연결된 브리지회로를 구성하였다. 강체 고정단 대신에 스프링판 고정단을 이용하면 고정 경계부의 조건을 변화시킬 수 있어서 십자형 로드셀의 특성을 획기적으로 개선시킬 수 있었다. 치수 변경을 통하여 설계된 6축 로드셀에 대한 상호 간섭오차는 모든 축에서 0으로 계산되었으며 각 축에서 발생하는 출력변형률 값도 $400\;{\mu}m/m$의 비슷한 수준으로 결정되었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권6호
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• pp.1496-1521
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• 2012

Uncertainty is ubiquitous in target tracking wireless sensor networks due to environmental noise, randomness of target mobility and other factors. Sensing results are always unreliable. This paper considers unreliability as it occurs in wireless sensor networks and its impact on target-tracking accuracy. Firstly, we map intersection pairwise sensors' uncertain boundaries, which divides the monitor area into faces. Each face has a unique signature vector. For each target localization, a sampling vector is built after multiple grouping samplings determine whether the RSS (Received Signal Strength) for a pairwise nodes' is ordinal or flipped. A Fault-Tolerant Target-Tracking (FTTT) strategy is proposed, which transforms the tracking problem into a vector matching process that increases the tracking flexibility and accuracy while reducing the influence of in-the-filed factors. In addition, a heuristic matching algorithm is introduced to reduce the computational complexity. The fault tolerance of FTTT is also discussed. An extension of FTTT is then proposed by quantifying the pairwise uncertainty to further enhance robustness. Results show FTTT is more flexible, more robust and more accurate than parallel approaches.

• Smart Structures and Systems
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• 제6권3호
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• pp.197-209
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• 2010

The structural state of a bridge is currently examined by visual inspection or by wired sensor techniques, which are relatively expensive, vulnerable to inclement conditions, and time consuming to undertake. In contrast, wireless sensor networks are easy to deploy and flexible in application so that the network can adjust to the individual structure. Different sensing techniques have been used with such networks, but the acoustic emission technique has rarely been utilized. With the use of acoustic emission (AE) techniques it is possible to detect internal structural damage, from cracks propagating during the routine use of a structure, e.g. breakage of prestressing wires. To date, AE data analysis techniques are not appropriate for the requirements of a wireless network due to the very exact time synchronization needed between multiple sensors, and power consumption issues. To unleash the power of the acoustic emission technique on large, extended structures, recording and local analysis techniques need better algorithms to handle and reduce the immense amount of data generated. Preliminary results from utilizing a new concept called Acoustic Emission Array Processing to locally reduce data to information are presented. Results show that the azimuthal location of a seismic source can be successfully identified, using an array of six to eight poor-quality AE sensors arranged in a circular array approximately 200 mm in diameter. AE beamforming only requires very fine time synchronization of the sensors within a single array, relative timing between sensors of $1{\mu}s$ can easily be performed by a single Mote servicing the array. The method concentrates the essence of six to eight extended waveforms into a single value to be sent through the wireless network, resulting in power savings by avoiding extended radio transmission.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.300-305
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• 2023

최근 우리나라에서는 지진, 산불, 태풍, 홍수, 산사태 등의 자연재해가 빈번하게 발생하고 있다. 산불의 경우 10년 평균, 발생빈도, 피해면적, 피해금액은 2021년 기준으로 감소했지만, 2022년 3월 4일부터 13일까지 9일간 경북 울진과 강원 삼척 일대에서 발생했다. 산불은 삼림 2만ha를 불태우고 213시간 43분 만에 진화를 완료해 산림청이 관련 통계를 작성한 1986년 이후 '최장기 산불' 기록을 남겼다. 피해 규모도 커지고 있다. 본 논문에서는 Geofencing 기술을 적용한 LoRa 기반의 센서 네트워크 구축을 통해, 저렴한 비용으로 효율적인 센서 네트워크 구축이 가능함을 확인하였으며 산불 등의 재해 관리에 대한 실효성 검증을 하였다. GPS와 자이로센서, 연소탐지 센서를 통해 변화량을 감지하고, 정확한 Geofencing Cell의 유효성 크기를 정의하였다. Node와 Node, Node와 Server사이의 효율적인 데이터 통신을 위해 LoRa Payload Frame Structure를 센서정보의 크기에 맞게 유동적 크기를 갖도록 설계하여 제안하였다.

• 감성과학
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• 제20권3호
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• pp.141-150
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• 2017

본 연구에서는 E-textile 기반 신축성 센서의 모양과 부착 위치가 동작 센싱 성능에 미치는 영향을 분석하고, 이를 통해 인체 동작 센싱에 가장 적합한 의복 구조 요건을 규명하고자 하였다. 실험 대상 아동에게 센서의 모양과 부착 위치에 따라 조작된 실험복을 착의시킨 후 60 deg/sec의 속도로, $60^{\circ}$, $90^{\circ}$, $120^{\circ}$의 동작 각도별로 팔과 다리의 굽힘, 폄 동작 의한 직물 센서의 신장과 수축에 따른 전압의 변화량을 측정하였으며, 가속도 센서를 함께 부착하여 동작의 일치도를 검증하였다. 또한 아동의 모형 팔과 다리를 제작하여 이를 대상으로 동일한 실험을 수행함으로써 인체의 팔, 다리의 동작 실험 결과와 비교하였다. 분석 결과 센서의 모양에서는 모형 대상 실험과 아동 대상 실험 모두에서 보트형의 센서 보다 장방형의 센서가 더 균일하고 안정적인 경향을 보여 재현성과 신뢰성이 높은 것으로 나타났다. 센서의 부착 위치는 모형 대상 실험에서는 팔꿈치와 무릎의 관절부로부터 4 cm 아래 지점에 부착된 경우, 아동 대상 실험에서는 팔꿈치와 무릎의 관절부에 위치했을 때 재현성과 신뢰성이 더 높았다. 본 연구에서는 아동의 사지 동작 측정에 적합한 센서를 개발하고 동작 센싱에 적합한 센서의 모양과 부착 위치의 조건을 분석하였으며, 의복에 통합된 유연한 직물 센서를 활용하여 인체 부위별 동작 센싱이 가능하다는 것을 규명하였다.

• 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.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권1호
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• pp.35-40
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• 2018

Nd:YAG Laser를 이용하여 polyimide film에 탄화(carbonization)를 진행하여 Carbon을 생성하여 저가의 센서를 간단한 제조과정으로 만들었다. 이를 통하여 유연한 저가형 압저항 센서의 특성에 관한 연구를 수행하였다. 기존에 많은 연구들이 Polyimide에 $10.6{\mu}m$의 파장을 가지는 $CO_2$ laser를 이용하여 carbonization을 하여 센서를 제작하였다. 본 논문에서는 polyimide film에 $1.064{\mu}m$의 파장을 가지는Nd:YAG laser를 이용하여 carbonization(탄화공정)을 진행하였다. 또한 Nd:YAG laser를 사용하여 polyimide film위에 직접 탄화시키며 carbon을 생성하는 최적의 전력밀도($W/cm^2$)과 속도(scan rate) 조건 조합을 찾아 해상도를 높였다. $CO_2$ laser를 사용하였던 기존의 선행연구에서는 carbon생성의 최소 선폭이 $140{\sim}220{\mu}m$의 길이를 가졌지만, 본 연구에서는 카본의 생성되는 선폭이 $35{\sim}40{\mu}m$으로 축소시켰다. 이번 연구에서 제작된 센서의 초기 면저항은 $100{\sim}300{\Omega}/{\square}$ 이였다. 곡률 반경 21 R 로 인장을 하였을 때 저항이 30% 줄어들었고, 이를 통하여 계산된 게이지 팩터는 56.6이였다. 본 연구는 압저항 센서를 제조하기 위한 단순하고, 매우 유연하고 저렴한 공정을 제공한다.