• 감성과학
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• 제24권1호
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• pp.37-44
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• 2021

본 논문에서는 시야의 좌측과 우측만 가리는 시야 가리개를 이용하여 주변 시야 가림에 따른 집중력 향상 효과에 대한 연구를 수행하였다. 사용한 시야 가리개는 가로와 세로 5 cm × 4.8 cm 의 사다리꼴 모양으로 안경의 좌측과 우측에 고정 클립으로 부착할 수 있도록 하였다. 재질은 검정색의 폴리프로필렌(Polyprolylene)소재를 이용하였으며 클립을 포함하여 무게는 2.3 gram이었다. 건강한 20대 대학생 50명을 대상으로 15일간 시야 가리개를 사용하도록 한 후 정성평가와 정량평가를 수행하였다. 정성평가는 집중력 향상과 시야 가리개의 구조에 대한 설문조사로 진행하였다. 정량평가를 위하여 주의력 집중이 필요한 학습 동영상을 시청하도록 하면서 뇌파를 측정하였고 전두엽(frontal lobe) 영역인 F4 위치에 대한 Mid β 밴드(15~20Hz) 신호의 파워(power)와 ERD/S 분석을 수행하였다. 분석 결과 50명 중 80%인 40명이 시야 가리개를 착용하였을 때 집중력이 향상되었다고 보고하였다. 정량평가 결과 시야 가리개를 착용하고 동영상을 시청하였을 때 ERS peak(p=.023)와 ERD+ERS peak 값이 유의(p=.017)한 차이를 나타내었다. 결론적으로 좌측과 우측의 시야 가리개만을 사용하여도 집중력이 향상되는 결과를 도출하였다. 시야를 모두 가리는 덮개 형태 또는 시야의 상측과 하측을 가리지 않더라도 집중력을 향상시킬 수 있기 때문에 향후 간편한 방법으로 집중이 필요한 다양한 환경에서 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• 감성과학
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• 제24권2호
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• pp.49-56
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• 2021

본 연구의 목적은 생체 신호 측정 압력 및 인장 직물 센서의 전극을 자수 공정을 이용하여 제작할 때 전도사의 필요 물성을 파악하는 것이다. 스마트 웨어러블 제품의 전극을 전도사를 이용한 자수 공정을 통해 전극 및 회로 등을 제작하면 불필요한 재료 손실이 없고 복잡한 전극 모양이나 회로 디자인을 컴퓨터 자수기를 이용하여 추가 공정 없이 제작할 수 있다. 하지만 보통의 전도사는 자수 공정 내의 부하를 못 이기고 사절 현상이 발생하기에 본 연구에서는 silver coated multifilament yarn 3종류의 기계적 물성인 S-S curve, 두께, 꼬임 구조 등을 분석하고 동시에 자수기의 실의 부하를 측정하여 자수 공정 내 전도사의 필요 물성을 분석하였다. 실제 샘플 제작에서 S-S curve의 측정 결과가 가장 낮은 silver coated polyamide/polyester가 아닌 silver coated multifilament의 사절이 발생하였으며 그 차이는 실의 꼬임 구조와 사절이 일어난 부분을 관찰한 결과 수직으로 반복적인 부하가 일어나는 자수 공정에서 꼬임이 풀리면서 사절이 일어나는 것을 알 수 있었다. 추가적으로 압저항 압력/인장 센서를 제작하여 생체 신호 측정용 지표인 gauge factor를 측정하였으며 스마트 웨어러블 제품의 대량 생산화에 중요한 부분인 자수 전극 제작으로의 적용 가능성을 확인하였다.

• 감성과학
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• 제24권2호
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• pp.65-74
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• 2021

최근 ICT 산업의 기술혁신이 일어남에 따라 생체신호을 인식하고 이에 대해 대응을 하기 위한 웨어러블 센싱 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 단순한 함침과정을 통해 3차원 스페이서(3D spacer)직물을 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT)분산용액에 함침공정을 진행해 단일층(monolayer) 압전 저항형 압력 센서(piezoresistive pressure sensor)를 개발하였다. 3D 스페이서 원단에 전기전도성을 부여하기 위해 시료를 SWCNT 분산용액에 함침공정을 진행한 후 건조하는 과정을 거쳤다. 함침된 시료의 전기적 특성을 파악하기 위해 UTM (Universal Testing Machine)과 멀티미터를 이용해서 압력의 변화에 따른 저항의 변화를 측정하였다. 또한 센서의 전기적 특성의 변화를 관찰하기 위해 분산용액의 농도, 함침횟수, 시료의 두께를 다르게 해서 시료의 센서로서의 성능을 평가했다. 그 결과 wt0.1%의 SWCNT 분산용액에 함침공정을 2번 진행한 시료가 센서로서 가장 뛰어난 성능을 나타냄을 알 수 있었다. 두께별로는 7mm 두께의 센서가 가장 높은 GF를 보이고 13mm 두께의 센서가 작동범위가 가장 넓음을 확인했다. 본 연구를 통해 3D spacer 원단으로 제작한 스마트 텍스타일 센서는 공정과정이 단순하면서도 센서로서 성능이 뛰어나다는 장점을 확인할 수 있었다.

• 방송공학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.861-869
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• 2020

본 논문은 영화 장르마다 나타나는 클라이맥스 패턴이 다름을 활용하여 사용자의 디바이스 내에 저장되어 있는 이미지들을 하나의 영상으로 자동생성해주는 애플리케이션 개발을 소개한다. 영화의 장르 특성 분류는 국내 영화 드라마, 액션, 공포와 국외 영화 드라마, 액션, 공포 장르를 분석하여 클라맥스 패턴 모델형을 만들었다. 클라이맥스 패턴은 영화의 특정 씬 부분에서 샷사이즈의 변화, 샷의 길이, 인서트샷 사용의 빈도를 특성 요소로 하였고, 결과를 시각화하였다. 장르별 시각화된 모델을 Firebase DB를 활용하는 템플릿으로 개발하였다. 사용자의 디바이스에 저장된 이미지를 선택하여 장르별 템플릿으로 개발된 클라이맥스 패턴 모델과 매칭하였다. 짧은 영상이지만 장르의 특성이 반영되어 감성스토리 영상을 자동생성할 수 있는 것이 본 애플리케이션의 특징이다. 최근 유튜브, 네이버와 같은 플랫폼 사업자들은 사용자가 스마트폰으로 직접 촬영한 사진이나 영상을 활용하여 자동으로 영상을 생성해주는 애플리케이션들을 매년 업그래이드하고 있으나, 영화와 같이 장르 특성을 갖는다거나, 스토리가 보이는 영상생성 기술을 포함한 애플리케이션은 아직 미흡하다. 제안한 자동영상편집은 감성전달이 가능한 영상편집 애플리케이션으로써의 발전 가능성이 있다고 예측한다.

• 감성과학
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• 제24권2호
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• pp.81-92
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• 2021

본 연구의 목적은 해부학적 근거로 제작한 5가지의 EMS 요추 복압 벨트가 요추 안정화에 미치는 영향을 연구하는 것이다. 본 연구는 요방형근, 척추세움근, 내복사근, 외복사근, 대요근으로 총 5가지의 코어 근육을 선정하여 이에 맞는 근육 모양과 통증 유발점인 압통점을 고려해 전도성 원단으로 패턴을 설계하여 복압 벨트에 결합했다. 총 4가지 동작으로 실험을 진행하여 각각 다른 EMS복압 벨트가 요추 안정화에 미치는 영향을 알아보았다. 건강한 신체의 20대 남성 5명을 대상으로 진행하였고 선정 조건은 최근 3개월 동안 요통 과거력이 없고 사전 검사를 통해 제한되는 동작이 없고, 체간의 근력이 정상등급에 속한 대상이다. 실험 동작의 순서는 하지직거상 검사, 좌전굴, 체전굴, 배근력으로 다음 동작에 제한되지 않게 선정하였다. 동작 간의 휴식은 2분으로 진행하였고, EMS복압 벨트를 착용 후 실험을 진행할 때는 혈류량 증가와 근 활성화를 위해 전기자극을 10분씩 적용하고 진행하였다. 실험 결과의 통계는 비모수 검정으로 윌콕슨 검정과 프리드만 검정을 실시함으로 구체적인 차이를 분석하였다. 본 연구의 결과 5가지의 패턴 중 5,4,3,1,2 순으로 Type별 순위 결과를 확인할 수 있었으며 각 근육의 움직임과 연관성이 있는 실험 동작에 조금 더 유의미한 결과를 확인할 수 있었다. 본 연구의 결론은 해부학적 근거로 제작된 패턴으로 인해 각 근육에 각기 다른 모양으로 전기자극을 전달하였을 때 구분되는 효과를 확인할 수 있었으며 일반인 대상으로 일상생활이나 트레이닝에 있어 요추 안정화를 향상할 수 있을 것으로 기대된다.

• 감성과학
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• 제24권4호
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• pp.69-78
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• 2021

요즘은 건강을 위한 스마트 헬스 케어 웨어러블의 개발이 가속화되는 시대이다. 그 중 활발한 연구 분야 중 하나인 EMS 전기자극을 활용한 웨어러블 제품이 많이 출시되었다. 하지만 연구되거나 출시되어있는 EMS 웨어러블은 근육의 세분화에 집중하지 못한 포괄적인 전신 슈트나 복부 전체를 덮는 벨트 형식으로 출시되어있다. 이에 본 연구에서는 특정 근육을 세분화시킨 EMS 패턴을 적용하고 복압 벨트에 호흡을 측정할 수 있는 스트레치 센서를 부착하여 두 가지 호흡법을 활용해 연구를 진행하고자 한다. 측정방법은 들숨과 날숨으로 실험을 진행하며 대상자는 건강한 신체의 20대 남성 10명을 대상으로 진행했다. 본 연구의 결과 흉식호흡과 복식호흡 모두 센서의 민감도는 5mm, 3mm, 기본 센서 순으로 센서별 순위 결과를 확인할 수 있었고 EMS 복압 벨트를 통해 전기자극을 적용 전, 후로 나누었을 때 전기자극을 적용한 후 호흡의 활성화가 향상되었음을 알 수 있었다. 연구의 결론은 2가지 호흡법을 신체 기능적 근거로 제작한 2가지 패턴으로 인해 호흡법에 적합한 전기자극을 적용 시 적용하지 않았을 때 보다 3가지 센서로 호흡 활성화 효과와 센서 간 민감도 차이를 확인할 수 있었다. 본 연구 결과를 기반으로 후속 연구에서는 EMS 패턴과 스트레치 센서가 통합된 의복형 웨어러블 제품에 실시간 모니터링이 가능한 호흡 스마트 의류를 개발하고자 한다.

• 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.

• 감성과학
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• 제24권4호
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• pp.117-128
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• 2021

본 연구의 목적은 마우스 사용 시 손목터널증후군을 예방할 수 있는 스마트장갑을 연구하는 것이다. 연구에 앞서 손목의 좌·우 움직임은 미세하므로 게이지율(Gauge Factor)이 크고, 이력현상(Hysteresis)이 적은 인장 직물 센서가 필요하다. 만능재료시험기(UTM)를 통해 4가지의 직물을 분석하여 각각의 게이지율을 계산하고, 이력현상도 가장 적은 직물을 선택하였다. 또한, 3가지 부착방법을 아두이노로 분석하여 센서값 변화(△Sensor Value) 값이 큰 방법을 선택하였다. 선택된 직물과 부착방법으로 제작한 프로토타입을 아두이노를 통해 데이터 패턴을 분석하였다. 첫 번째는 센서 1개(A 센서)로만 파악하는 방법이고, 두 번째로는 센서 2개(A, B 센서)로 파악하는 방법이다. 손목 왼쪽(A 센서), 손목 오른쪽(B 센서) 양쪽에 인장 직물 센서를 부착하고, 손목을 오른쪽으로 꺾을 때 A 센서는 늘어나서 △Sensor Value 값이 커지고, B 센서는 줄어들어서 △Sensor Value가 작아진다. 반면에 손목을 왼쪽으로 꺾을 때는 반대로 패턴이 분석되었다. 본 연구를 통해 손목이 꺾일 시 LED가 켜지는 알고리즘으로 손목터널증후군을 예방하는 스마트장갑을 연구하였고, 본 연구 결과를 기반으로 후속 연구에서는 10명을 대상으로 직접 마우스를 사용하면서 실제 사용 시 문제점을 파악하고 파악된 문제점을 해결하고자 한다.

• 감성과학
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• 제25권1호
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• pp.115-128
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• 2022

본 연구의 목적은 EMS를 장착한 손목 보호대를 이용해 실제 루어낚시참여자의 손목 통증 저하와 손목 기능개선에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 본 연구는 장시간 손으로 낚싯대를 들고 있어야 하는 루어낚시에서 사용가능한 손목 보호대 두 가지 제품을 선별해 전도성 원단을 결합했다. 건강한 35세에서 45세 남성 10명을 대상으로 진행하였고, 선정 조건은 손목부위에 수술 이력이 없고 현재 취미로 루어낚시를 즐기고 있는 사람을 대상으로 선별하였다. 실험동작은 악력과 손목관절 굽힘의 측정(Range of Motion ROM)의 동작으로, 루어낚시를 했을 때의 손목피로도 유발을 위해 지연성 근육통을 유발하는 캐스팅 100회씩을 각 실험 전에 실시하였다. 본 연구의 결과 손목을 감싸는 형태와 반장갑형태의 손목밴드를 착용 후 전기 자극을 주었을 때 통증저하와 ROM 및 악력 기능이 향상되었음을 알 수 있었다. 본 연구의 결론으로 손목보호대에 전기 자극을 적용하였을 때 손목의 피로도와 기능 개선에 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 EMS를 장착한 손목 보호대 착용이 루어낚시 참여자들로 하여금 손목 부상을 예방하고 기능회복 증진에 유의미한 효과가 있음을 기대할수 있다.

• 감성과학
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• 제25권4호
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• pp.45-52
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• 2022

최근 신체활동에 대해 인식하는 센서와 그 제품군에 대한 관심 및 수요가 증가하고 있다. 특히 유연하고 연신이 가능하며 사용자의 생체신호를 감지할 수 있는 웨어러블 소재에 대한 개발이 주목받고 있다. 본 연구에서는 소수성 소재에 Micro Needle을 통해 미세 구멍을 형성한 후 SWCNT 분산용액에 대한 함침 효율을 향상시키는 실험을 수행하였다. 본 연구에서는 구멍을 뚫지 않은 소재를 대조(control) 군으로 함침을 진행, 비교 분석하였다. 센서의 전기전도도를 평가하기 위해 Strain UTM (Universal Testing Machine, UTM, Dacell)과 저항을 측정하는 멀티미터(Keysight)를 이용해 센서를 인장했을 때의 센서의 전기전도도를 측정하였다. 또한 센서의 내구성을 평가하기 위해 시료별로 500회 인장을 진행한 후에 센서의 전기전도도를 평가하였다. 그 결과 Needling을 한 센서의 전기전도성이 Needling을 하지 않은 센서에 비해 최소 16배 이상 뛰어남을 알 수 있었다. 또한 센서의 초기 저항에 비해 게이지 팩터도 우수해 센서로서 좋은 성능을 확인할 수 있었다. 이를 통해 친수성 소재에 비해 물성이 뛰어나지만, 높은 표면장력 때문에 함침 효율이 좋지 않았던 소수성 소재의 함침 효율을 높여 신체의 움직임을 더 효과적으로 감지하고 내구성과 활용 가능성이 뛰어난 센서를 제작했다.