An EMG-based Input Interface Technology for the Tetraplegic and Its Applications

사지마비 장애인을 위한 근전도 기반 입력 인터페이스 기술 및 그 응용

We propose an EMG-based input interface technology for helping the tetraplegic to utilize mouse, keyboard and power wheelchair. Among possible actions for the tetraplegic utilizing these devices, teeth-clenching is chosen as an input action. By clenching left, right or both teeth, and controlling the clenching duration, several input commands for utilizing the devices can be conducted. EMG signals generated by teeth-clenching are acquired around one's left and right temples and they are used as control sources for utilizing the devices. We develop signal acquisition devices, signal processing algorithms, and prototype systems such as power wheelchair control, mouse control, and game control. Our experimental results with the tetraplegic show that the proposed method is useful for utilizing the devices.

본 논문에서는 사지마비 장애인이 활용할 수 있는 동작을 이용하여 마우스, 키보드, 전동휠체어 제어 등에 적용 가능한 근전도 기반 입력 인터페이스 기술을 제안하였다. 먼저 사지마비 장애인이 활용 가능하면서도 데이터 획득 및 처리가 용이한 동작으로서 이 (치아) 물기 동작을 선택하였다. 또한 좌측, 우측 및 양측 이 물기 동작 및 이 물기 시간의 조절을 통해 사지마비 장애인의 경우에도 몇 가지 명령어 수행이 가능하다. 이때, 이 물기 동작의 인식은 관자놀이 부근에 위치한 관자근에서의 근전도 (electromyogram) 신호를 이용하였다. 본 논문에서는 데이터를 획득하여 전송하고 처리하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어, 그리고 전동휠체어 제어, 마우스 제어, 게임 제어를 위한 시범 시스템도 개발하였다. 또한 개발된 시범 시스템을 사지마비 장애인에게 적용하여 그 효용성을 평가하였다.