A Study on Development of ECS for Severly Handicaped

In this paper, we present a speech-based Environmental Control System(ECS) and its application. In the concrete, an ECS using the speech recognition and an portable wheelchair lift control system with the speech synthesis are developed through the simulation and the embodiment. The developed system apply to quadriplegic man and we evaluate the result of physical effect and of mental effect. Speech recognition system is constructed by real time modules using HMM model. For the clinical application of the device, we investigate the result applied to 54-years old quadriplegic man during a week through the questionnaires of Beck Depression Inventory and of Activity Pattern Indicator. Also the motor drive control system of potable wheelchair lift is implemented and the mechanical durability is tested by structural analysis. Speech recognition rate results in over 95% through the experiment. The result of the questionnaires shows higher satisfaction and lower nursing loads. In addition, the depression tendency of the subject were decreased. The potable wheelchair lift shows good fatigue life-cycle as the material supporting the upper wheelchair and shows the centroid mobility of safety. In this paper we present an example of ECS which consists of real-time speech recognition system and potable wheelchair lift. Also the experiments shows needs of the ECS for korean environments. This study will be the base of a commercial use.

중증 장애인을 위한 생활환경 제어장치개발에 관한 연구

본 논문은 음성기반 생활환경 제어장치 (Enviropmet Control System: ECS)의 개발과 적용에 대해 다룬다. 구체적으로 개발 내용은 음성인식을 통한 생활환경의 제어 장치와 음성 지원 이동형 휠체어 리프트 제어장치를 구현하였다. 구현된 시스템은 경수 손상 사지마비 환자에게 적용되었고 활용의 문제점과 장치의 사용이 장애인 및 가족에게 미치는 신체적 정신적 영향을 평가 고찰하였다. 음성 인식 시스템은 HMM기반 실시간 음성 인식 시스템을 구성하였고 임상의 적용을 평가하기 위하여 가전 기구를 제어하도록 간략화된 음성인식 모듈을 구현하여 54세 남자로 완전 제 4 경수 손상인을 대상으로 1주간 관찰하였다. 그리고 설문 조사를 통하여 Beck 우울 척도와 오락 및 사회적 관계성의 변화를 평가하였다. 또한 음성 지원 이동형 휠체어 리프트의 전동기 구동 제어 장치를 개발하고 구조 역학 해석을 통해 기계적 안정성을 평가하고 시제품을 제작 성능 시험을 하였다. 시스템의 실험 결과 95%이상의 인식률을 나타내었다. 설문조사 결과 장애인의 장치에 대한 만족도는 높은 편이고 간호의존도와 사회적 관계성의 증진을 확인할 수 있었다. 이에 더불어 간병인의 부담과 우울 경향의 감소가 있었다. 또한 음성 지원 이동형 휠체어 리프트는 구조 해석 결과, 상단 휠체어 바퀴 지지대의 재료로서의 피로 수명이 우수하고 무게 중심 이동이 안정성을 가짐을 확인하였다. 본 논문은 실시간 음성 인식 시스템과 이동형 휠체어 리프트를 이용한 장애자를 위한 생활환경 제어장치 구성의 한 예를 제시하였고, 실험을 통하여 실시간 음성인식의 중요한 활용 분야인 재활 의학 분야에서 한국형 생활환경 제어장치의 개발의 필요성을 확인하였으며 상용화를 모색의 발판이 될 것이다.