• 공업화학전망
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• 제21권1호
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• pp.3-18
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• 2018

전자피부(Electronic skin)는 외부 환경과의 상호작용하는 인간 피부의 기능을 대체하여 외부 자극 신호를 전기적 신호로 변환하는 센서들로 이루어진 인공피부로써, 최근 인간과 전자기기 간의 인터페이스에 대한 관심이 급증하면서 이에 대한 많은 연구들이 진행되고 있다. 그중에서도 피부의 주된 기능인 외부 물리적 자극을 인지하는 촉각을 모방하는 촉각센서는 많은 발전을 거쳐 왔으며, 한계를 극복하고자 다양한 연구들이 진행되고 있다. 촉각센서는 압력, 인장, 굽힘과 같은 물리적 자극에 반응하며, 물리적 자극 신호를 아날로그 및 디지털 신호로 변환하여 인지하는 연구들이 폭넓게 개발되고 있다. 또한, 소자의 구조에 따라 물리적 자극을 전달하는 다양한 변환 방식들이 있으며, 최근에는 각 신호 변환 방식의 민감도, 반응속도, 자극 인지 범위 등의 한계점을 극복하고, 소재의 기계적 물성을 향상시키기 위해 소재의 변형을 주거나 생체의 기관 구조 및 외부 자극 인지 원리 등을 모사한 연구들이 많은 관심을 받고 있다. 본 기고에서는 이러한 촉각센서의 물리적 자극 신호 변환 방식과 소재 변형 및 생체 모사를 통한 다양한 연구들을 소개하고자 하며, 이를 통하여 촉각센서의 나아갈 방향을 제시하고자 한다.

• 감성과학
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• 제1권1호
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• pp.153-160
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• 1998

본 연구는 피부에 가해지는 직물촉각 자극에 따라 나타나는 정서와 관련된 뇌파특징을 알아보려는 기초연구이다. 실험l에서는 촉각에 의한 정서가 생리적인 측정치를 통해 구분될 수 있는지를 알아보고자, 피험자에게 물리적 특성이 극단적으로 다른 자극을 선택하여 실험을 실시하였다. 20명의 대학생 치험자 (20-25세)에게 자극이 무선적으로 제시되었고, 각 자극제시후 피험자는 제시자극에 대한 느낌을 주관적 정서척도로 평정하였다. 뇌파는 양쪽 귓볼(A1, A2)을 기준전극으로 하여 F3, F4, C3, C4, T4, P3, P4, O1, O2에서 측정되었고, 측정된 뇌파는 FFT방법으로 분석되었다. 각 피험자의 주관적 평가 결과에 따라 가장 쾌한 자극과 가장 불쾌한 자극이 제시되었을 때 측정한 뇌파의 분석결과를 비교하였다. 전두엽, 두정엽, 후두엽 영역에서 쾌자극 제시시에 alpha파가 유의미하게 높은 값을 나타내었고, 후두엽 영역에서 불쾌자극 제시시 beta가가 유의미하게 높게 나타났다. 물리적 특성이 유사한 다섯 가지 직물자극을 가진 실험 ll에서와 유사한 절차에 다섯 가지 직물자극을 가진 실험 1에서와 유사한 절차에 의해 실험ll가 실시되었다. 실험l의 결과에 근거하여 측정 부위를 F3, F4, P3, P4, O1, O2로 축소되었다. 쾌자극 제시시의 뇌파는 불쾌자극 제시시보다 slow alpha(8-10Hz)파의 출현량이 많은 반면, slow beta(13-20Hz)파의 출현량은 적었다. 결론적으로 직물촉각자극에 의해 유발되는 심리적 반응에 특정적인 뇌파반응이 존재하며, 이는 촉각에 의해 유발되는 주관적인 쾌.불쾌정서를 객관적으로 측정하기 위한 지표로서 뇌파특징을 사용할 수 있음을 의미한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2013년도 추계학술발표대회
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• pp.1474-1475
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• 2013

부항은 열 또는 음압(陰壓)장치에 의하여 부항단지 안에 음압을 조성하여 피부에 붙임으로써 피를 뽑거나 울혈(鬱血)을 일으키며 물리적 자극을 주어 병을 치료한다. 부항으로 얻어지는 물리적인 자극은 혈액순환을 촉진하고, 죽은피를 빼냄으로써 혈관을 자극하고 그로인해 다양한 효과를 얻는다. 따라서 본 논문에서는 신장에 해당하는 명문혈을 자극하여 신장과 관련된 음성분석 요소의 변화를 측정하였다. 이를 위해 신장에 이상이 없는 피실험자 10명을 선정하고 신장에 해당하는 명문혈을 자극하기 전과 후의 음성을 수집하였다. 실험은 음성분석 요소 중 신장과 관련된 1 Formant Bandwidth를 적용하여 신장 명문혈 자극 전과 후의 변화를 측정, 분석하였다. 실험 결과, 90%의 피실험자가 값이 감소하는 현상을 보였으며, 이를 통해 명문혈 자극에 따른 신장과 음성신호와의 상관성을 분석할 수 있었다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1361-1365
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• 2003

본 연구에서는 슈트용 직물의 촉각 자극 시 나타나는 감성 특성을 파악하고, 이를 바탕으로 직물의 스치는 소리가 공감각적 감성변화에 어떠한 영향을 미치는지를 분석하기 위해 물리적 평가 및 주관적 평가를 실시하였다. 피험자 20명을 대상으로 직물의 촉감을 평가하게 한 후, 그 직물의 스치는 소리를 제시하여 감각과 감성을 평가하도록 하였다. 복합자극으로는 직물별 tm치는 소리와 촉감을 동시에 제시하여 때 감성을 평가하였다. 실험결과 촉감에 대한 감성차원으로는 '심미성'과 '개성'의 두 가지 요인이 나타났고, 소리에 대한 감성차원으로는 '심미성'과 '고급감', '개성'의 세 가지 요인이 도출되었다. 심미성을 유발하는 촉각성 요인으로는 'pliable'과 'cool', 개성을 유발하는 촉감성 요인으로 'smooth'와 'cool'로 나타났다. 청각자극에 의한 감성은 'loudness'가 가장 큰 영향을 미쳤다. 촉감자극에 의한 직물 별 소리 자극을 부가하였을 경우 직물 소리의 물리량에 따라 심미성 요인에서 감성의 상승 및 하강 효과를 발견할 수 있었다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 1997년도 한국감성과학회 연차학술대회논문집
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• pp.189-192
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• 1997

인간의 정서를 분류하려는 노력은 오래전부터 있어왔다. 시각 및 청각 자극을 사용한 심리생리적 정서연구는 최근에 들어 활발하게 이루어지고 있으나, 촉각 자극을 사용한 정서연구는 찾아보기 힘들다. 본 연구는 피부에 가해지는 다양한 자극에 따라 나타나는 정서와 관련된 뇌파특징을 측정하고자 하는 기초연구이다. 물리적 특성이 다른 다섯가지의 직물자극을 20명의 대학생 피험자(20-25세)에게 무선적으로 제시하였다. 각 자극의 제시시간은 1분이었으며, 자극간 간격은 3분이었다. 각 자극제시후 매자극후 피험자는 제시자극에 대한 느낌을 주관적 정서척도로 평정하였다. 뇌파는 양쪽 귓볼(A1, A2)을 기준전극으로 하여 좌.우반구의 전두엽(F3, F4), 두정엽(P3, P4), 후두엽 (O1, O2)에서 측정되었고, 측정된 뇌파는 FFT방법으로 분석되었다. 각 피험자의 주관적 평가의 결과에 따라 가장 쾌한 자극과 가장 불쾌한 자극이 제시되었을 때 측정한 뇌파의 분석결과를 비교하였다. 쾌자극 제시시의 뇌파는 불쾌자극 제시시보다 slow alpha(8-10Hz)파의 출현량은 적었다. 결론적으로 직물촉각자극에 의해 유발되는 심리적 반응에 특정적인 뇌파반응이 존재하며, 이는 촉각에 의해 유발되는 주관적인 쾌.불쾌정서를 객관적으로 측정하기 위한 지표로서 뇌파특징을 사용할수 있음을 의미한다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권4호
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• pp.309-314
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• 2004

본 연구에서는 세포배양을 위해 개발된 복합생물반응기(Hybrid bioreactor)의 배양조건의 유효성을 평가하고, 3차원 키토산 지지체 (Chitosan-Scaffold Sponge Type)에 배양된 세포에 Hybrid Bioreactor를 이용한 물리적 자극에 대한 반응을 실험하였다. Hybrid bioreactor는 압축변형과 전단변형을 동시에 가할 수 있도록 제작되었다. 본 실험에서는 지지체 크기의 2.5% 변형으로 14일간 150회씩 0.5Hz 로 물리적 자극을 가하였다. 14일간 배양한 세포군은 일정 날짜에 샘플링 (sampling) 하였다. (Day 6, 8, 10, 12, 14). 세포 성장 정도를 알 수 있는 전체 단백질 양을 Lowey의 방범으로 분석하였으며, 분화의 시작을 알리는 표적단백질인 알카라인 포스파타제(Alkaline phosphatase)양을 ELISA로 측정하였다. Hybrid bioreactor를 이용하여 물리적 자극을 가한 군은 자극을 가하지 않은 군에 비하여 표적단백질의 형성을 촉진하였으며, 자극을 가한 관에서 사극을 가하지 않은 군에 비해 빠른 칼슘침착을 나타내었다.

• 감성과학
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• 제21권4호
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• pp.91-102
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• 2018

인간이 외부 환경에 적절하게 대응하기 위해서는 정확한 시간 지각이 필요함에도 불구하고 다양한 비 시간적(non-temporal) 특성들이 시간 지각에 영향을 주는 것으로 나타났다. 그동안 시간 지각에 영향을 주는 다양한 요인들이 검증되었지만 참가자와 자극 간의 거리가 시간 지각에 영향을 주는지 직접 검증한 연구는 없다. 본 연구는 자극의 망막상 크기, 물리적 크기, 지각된 크기를 고려하여 관찰 거리가 시간 지각에 미치는 영향을 검증하였다. 연구 결과, 자극의 물리적 크기 및 지각된 크기가 동일한 실험에서 관찰 거리의 효과가 나타나지 않았으며, 자극의 망막상 크기가 동일한 실험에서만 관찰 거리의 효과가 나타났다. 이는 자극의 망막상 크기가 동일한 경우, 관찰 거리가 증가할수록 자극의 물리적 크기 또한 커지기 때문에 자극의 크기가 시간 지각에 영향을 준 결과일 수 있다. 이러한 실험 결과는 정보가 제한되지 않는 경우에 관찰거리가 변화하더라도 대상의 지속시간이 항상성 있게 지각될 수 있음을 시사한다.

• 한국정보과학회 언어공학연구회:학술대회논문집(한글 및 한국어 정보처리)
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• 한국정보과학회언어공학연구회 2009년도 제21회 한글 및 한국어 정보처리 학술대회
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• pp.67-72
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• 2009

ERP의 일종인 MMN(Mismatch Negativity)은 언어의 청각 인지정보 처리과정(central auditory processing)을 규명하는 데 유용한 수단으로 이용되어 왔다. 그런데, 최근의 연구들은 이러한 MMN이 청각 자극뿐만 아니라 시각 자극에 의해서도 검출될 수 있음을 밝혀냈다. 본 연구는 이러한 시각적 MMN을 이용하여 뇌에서 이루어지는 한국어 화자의 무의식적인 한국어 문자 정보처리과정을 규명하려고 시도하였다. 본 연구에서는 한국어의 글말 최소쌍 '므'/'모'와 '므'/'무', 이에 대응되는 비언어자극 '+ㅡ'/'+ㅗ'와 '+ㅡ'/'+ㅜ'(+표시의 아래에 모음을 붙여서 만든 인공문자, 그림1 참고)를 수동적(passive) Oddball paradigm으로 제시하고 언어 자극에 대한 EEG를 비언어자극과 비교 하에 측정, 분석하였다. 본 연구의 결과, 언어자극과 비언어자극 모두에서 시각적 MMN이 검출되었다. 하지만, 언어자극의 시각적 MMN이 비언어자극의 시각적 MMN보다 높게 나타남을 확인하였다. 이는 한국어 모국어화자들이 무의식적인 인지과정에서 언어자극이 갖는 물리적인 시각 정보뿐만 아니라 한국어 문자의 언어적 정보도 함께 처리하고 있음을 보여주는 것이다. 본 연구의 결과들은 한국어 글말의 무의식적인 인지처리과정을 밝혀주는 한편, 한국어 문자가 인지과학에서 갖는 중요한 지위를 보여줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 공업화학전망
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• 제24권6호
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• pp.3-18
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• 2021

가역적인 표면 젖음성의 제어가 가능한 스마트 표면은 첨단 센서, 기능성 멤브레인 등 여러 산업분야에 적용될 수 있는 계면제어 기술로써 많은 관심을 받을 것으로 기대된다. 표면의 젖음성은 표면의 화학적 구조와 기하학적 입체 구조에 의해 영향을 받는 데, 특히 외부자극에 의해 소재 물성을 가변시킬 수 있는 스마트 고분자 소재를 나노구조가 제어된 표면에 도입함으로써 표면의 젖음성을 초발수에서 초친수로 가역적으로 전환시킬 수 있는 스마트 표면을 효과적으로 구현할 수 있다. 자극 응답성 스마트 소재는 인가하는 외부자극에 따라 물리적 자극(빛, 온도, 전기, 자기)과 화학적 자극(pH, 용매, 이온)으로 구분할 수 있으며, 이를 복합적으로 적용한 이중/다중 유발 자극에 반응하는 소재가 있다. 본 기고문에서는 외부자극에 응답하는 자극응답성 고분자를 나노 구조 표면에 도입하여 초발수에서 초친수로의 가역적인 젖음성 변화가 가능한 고기능성 스마트 표면의 최근 연구 동향과 미래 전망에 대해 소개하고자 한다. 이런 다양한 외부자극을 이용한 표면 특성의 가역적 제어 기술을 통해 물-오일의 분리, 바이오센서, 약물 전달, 소프트로보틱스와 같은 스마트 소재의 잠재적 발전 가능성 또한 엿볼 수 있을 것으로 기대된다.

• 감성과학
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• 제25권1호
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• pp.79-90
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• 2022

시감각기관을 통해 지각하는 1초 미만의 시간은 자극이 지속되었던 지속시간 이외의 요소인 비 시간적 특성에 의해 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 그런데 거리 정보가 풍부하여 크기 항상성이 유지될 경우, 대상의 지속시간을 항상성 있게 지각한다는 연구들이 있다. 본 연구는 이전 연구들과는 달리 거리 정보를 제한한 실제 환경에서 크기 항상성과 시간 지각 항상성의 관계를 검증하였다. 이를 위해 참가자들의 양안 단서와 단안 단서를 제한하기 위한 장치를 고안하였다. 참가자들은 크기 항상성을 유지할 수 없었으며, 크기 착시가 발생하여 물리적 크기를 정확하게 지각할 수 없었다. 실험 1에서는 관찰 거리별 참조 자극과 시험 자극의 물리적 크기를 동일하게 제시하였다. 실험 결과 물리적 크기가 동일했음에도 불구하고 관찰 거리가 가까운 자극을 더 크게 지각하였으며, 자극이 더 오래 지속되었다고 지각하였다. 실험 2에서는 관찰 거리별 참조 자극과 시험 자극의 망막상 크기를 동일하게 통제하였다. 관찰 거리가 멀어질수록 자극의 물리적 크기는 커졌으나, 모든 자극의 지각된 크기가 동일하였다. 그 결과 모든 관찰 거리에서 대상의 지속시간을 항상성 있게 지각하였다. 본 연구 결과는 거리 정보가 제한되었을 때에도, 시간 지각이 대상의 지각된 크기에 영향을 받음을 보여준다. 또한 풍부한 거리 정보가 존재할 때, 관찰 거리가 달라지더라도 대상의 지속시간을 항상성있게 지각할 수 있음을 시사한다.