• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.97-97
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• 2023

최근 재해분야에서 인공신경망(ANN), 기계학습(ML), 딥러닝(DL) 등 AI 기술이 활용성이 점차 증가하고 있으며, 센싱정보와 연계한 시설물 안전관리, 원격탐사와 연계한 재해감시(녹조, 산사태, 산불 등), 수문시계열(수위, 유량 등) 예측, 레이더·위성강수 자료의 보정과 예측, 상하수도 관망누수예측 등 다양한 분야에서 AI 기술이 적용되고 그 활용성이 검증된 바 있다. 본 연구에서는 ML, DL, 물리기반신경망(Pysics-informed Neural Networks, PINNs)을 이용한 다양한 재해분석 사례를 소개하고, 그 활용성과 한계에 대해서 논의하고자 한다. 주요사례로는 (1) SAR영상과 기계학습을 이용한 재해피해지역(울진 산불) 감지, (2) 국가 디지털 정보를 이용한 산사태 위험지역 판별(인제 산사태) (3) 기계학습 및 딥러닝 기법을 이용한 위성강수 자료의 보정·예측 및 유출해석, (4) 수리해석을 위한 수치해석분야에서의 PINNs의 적용성(1차원 Saint-Venant 식 해석) 평가 연구결과를 공유한다. 특히, 자료의 입·출력 자료만으로 학습된 인공신경망 모형 대신 지배방정식(물리방정식)을 만족하도록 강제한 PINNs의 경우, 인공신경망 모형보다 우수한 모의능력을 보여주었으며, 향후 복잡한 수리모델링 등 수치해석분야에서 그 활용가능성이 매우 높을 것으로 판단된다.

• 대한물리의학회지
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• 제18권3호
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• pp.73-84
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• 2023

PURPOSE: This study analyzed the impact of AI and biosensors on physical therapy, identifying the stage of customized technology development and future prospects. AI and biosensors improve the efficiency, establish customized treatment plans, and expand patient treatment opportunities. The study employed a literature review by searching databases and collecting research. METHODS: This study searched various databases related to the topic, collected existing research, papers, and reports, evaluated the literature, and summarize the results. RESULTS: Exercise therapy utilizing artificial intelligence can provide personalized and optimal exercise plans while monitoring rehabilitation progress. In addition, biosensors such as EMG sensors and accelerometers can monitor the individual progress in physical therapy, particularly in stroke patients, which can help improve physical therapy strategy and promote patient recovery. CONCLUSION: This study suggested that artificial intelligence can be applied in many areas of physical therapy, such as exercise therapy, customized treatment plans, rehabilitation and management, pain management, neuro rehabilitation, and auxiliary devices. Using AI technology, it is possible to analyze and improve exercise and posture, retrain the central nervous system, establish customized treatment plans for individual patients, predict and compare patient progress before and after treatment, and provide customized pain analysis and treatment methods. In addition, AI can provide neuro rehabilitation programs and customized auxiliary devices.

• 환경정책연구
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• 제11권4호
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• pp.39-57
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• 2012

유전자원의 접근 및 이익의 공평하고 균등한 공유에 관한 나고야의정서(이하 '의정서'로 지칭함)의 발효에 따라 향후 우리나라의 바이오기업들이 해외 유전자원에 접근하고 이용과정에서 나타날 수 있는 추가적인 경제적 부담을 분석하였다. 의정서 가입에 따라 발생할 수 있는 우리나라 바이오기업들의 추가적인 부담 금액은 우리나라의 바이오산업 규모, 해외 유전자원 의존비율, 로열티 기준 ABS 적용비율을 이용하여 분석하였다. 의정서가 2009년에 발효했다면, 우리나라의 바이오기업들은 2009년 기준으로 국내 이용하는 해외 유전자원에 대한 ABS 비용으로 13억~60억 원을 추가로 지불해야 했다. 그리고 이 금액은 점차 증가하여 2015년에는 136억~639억 원(우리나라 바이오산업시장의 0.01% 이하)을 추가로 지불해야 할 것으로 예측하였다. 이 금액을 볼 때, 우리나라의 의정서 가입은 국내 바이오기업의 매출액 감소폭에 미미한 수준으로 작용할 것으로 보고 있다. 의정서가 발효하면, 의정서의 가입여부와 관계없이 외국의 유전자원을 이용하는 당사자(국)는 PIC 비용과 당사자(유전자원 제공자와 이용자)들 간의 MAT에 의한 ABS 비용을 지불해야 한다. 이 ABS 비용은 우리나라의 당사자와 상대국의 당사자 간의 사적 자치에 의해 결정될 것이다. 반면에 우리나라는 의정서 가입에 따른 유전자원 제공국으로서의 이점을 얻을 수 있다. 외국 기업의 우리 유전자원 이용에 따른 전통지식을 포함한 로열티 이익과 국내 유전자원을 이용한 라이센싱 수익 발생 등이다. 그 외 의정서의 발효 이후, 유전자원의 접근 및 이익 공유에 관한 소송 또는 특허 취소 소송과 규제 등을 포함하는 다양한 사회 경제적 편익을 고려할 때, 의정서 가입과 미가입에 따라 우리나라 바이오산업에 미치는 경제적인 영향 차이는 크지 않을 것으로 보인다.

• 한국자기학회지
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• 제25권4호
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• pp.117-122
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• 2015

고감도 바이오센서용 거대자기저항-스핀밸브(Giant magnetoresistance-spin valve; GMR-SV) 박막소자의 미세패턴 공정으로 인한 교환결합력과 보자력 약화 문제를 해결하고자 전자사이크로트론 공명(Electron Cyclotron Resonance) Ar-이온 밀링을 이용하여 GMR-SV 박막에 지름 $35{\mu}m$인 원형 모양의 홀(Hole)을 패턴닝 하였다. GMR-SV를 4-단자법으로 측정한 자기저항 곡선으로부터 홀 개수가 많아질수록 자기저항비와 자장감응도는 홀이 없을 때 측정된 초기값과 같은 값을 유지하였고, 교환결합세기와 보자력은 120 Oe에서 190 Oe, 10 Oe에서 41 Oe로 크게 향상되었다. 이러한 현상은 GMR-SV 박막내의 자화용이축과 같은 방향을 띄고 센싱 전류의 방향과 수직인 공간에 위치하는 용이 자구영역(Easy magnetic domain; EMD)의 역할에 기인하는 결과를 보여주었다. GMR-SV 바이오 소자 제작시 폭을 넓게 하고 소자내부에 홀의 개수를 증가시켜 발생하는 EMD 효과가 자기저항특성을 향상시킬 수 있었다.

• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.378-393
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• 2022

마찰전기 나노발전기(이하 TENG)의 새로운 발전 기술은 에너지 수집 및 자가 전력 공급 감지 응용 분야의 긍정적 전망으로 인해 점점 더 많은 관심을 받고 있다. 또한 최근 소프트로봇의 부상은 플렉시블과 소프트센서, 액추에이터 개발에 대한 폭넓은 관심을 불러 일으키고 있다. TENG는 액추에이터와 자가 전력 공급 센서를 구동하는 유망한 전원으로 간주되어 소프트웨어 로봇, 소프트 센서 및 액추에이터 개발을 위한 독창적인 방법을 제공한다. 이 리뷰에서는 TENG를 기반으로 다양한 형태와 기능을 가진 소프트웨어 로봇을 소개하려 한다. 그 중 자연계의 구조, 표면 형태, 재료 특성과 센싱/발전 메커니즘을 모방한 바이오닉 소프트 로봇의 설계는 TENG 성능 향상에 큰 도움이 되었다. 또한 다양한 바이오닉 소프트 로봇은 TENG의 간단한 구조, 자체 전력 공급 특성 및 조정 가능한 출력으로 인해 이전 구동 방식보다 향상되었다. 그리하여 이 리뷰에서는 TENG가 활성화한 소프트 로봇 응용의 특정 핵심 영역에서 다양한 연구를 종합적으로 검토하려 한다. 리뷰를 요약하자면 먼저 최근 개발된 다양한 TENG 기반 소프트웨어 로봇을 정리하고 다양한 장비 구조, 표면 형태 및 자연적으로 영감을 받은 재료를 비교 분석하여 그에 따른 TENG 성능 개선을 수행한다. 자연계에 사용되는 다양한 유비쿼터스 감지 원리와 발전 메커니즘 및 유사한 인공 TENG 설계가 확인되었고 촉각 디스플레이 및 웨어러블 기기, 인공 전자 피부 등의 기기에 TENG를 활성화하는 바이오닉 응용에 대해 논의한다. 마지막으로 TENG 기반 센서 및 구동 장비의 로봇 실제 적용에 대한 발전 기회, 도전 및 미래 전망을 분석한다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제16C권3호
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• pp.285-298
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• 2009

유비쿼터스 기술의 발전과 함께 센서 네트워크는 다양한 분야에서 활용되고 있다. 그 중 특히 의료 분야는 중요한 응용 분야 중의 하나로 바디 센서 네트워크의 표준화 동향과 함께 관심이 집중되고 있다. 의료 센서 네트워크는 기존의 일반적인 환경의 센서 네트워크와는 다른 의료 환경만의 특징들을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 이와 같은 특징들을 반영하여 계층적인 의료 센서 네트워크 구조를 제안하였고, 계층적인 구조를 바탕으로 하여 센싱 데이터 전송 방식을 소개하였다. 즉, 효율적인 센싱 데이터 전송을 위해서는 환자들의 요구 사항과 건강 상태를 고려하여 각 센서 노드들에게 우선 순위(Priority)와 경계값(Threshold Value)을 주었다. 이를 통해 클러스터 헤드에서 응급 데이터를 우선적으로 빠르게 베이스스테이션으로 전송하도록 하였다. 또한 이와 같은 구조와 전송 방식을 바탕으로 센서 네트워크를 위해 Eschenauer와 Gligor가 제안한 키 메커니즘을 기반으로 하여 새로운 키 관리 기법을 제안하였다. 이는 각 클러스터 헤드들이 높은 우선 순위를 갖는 응급 노드들에 대해서 이웃 클러스터로 응급 노드와의 키를 미리 전송해주는 Key Provisioning 방법을 사용하여 응급 노드들에 대해서 키 설립을 준비하도록 하여 키 설립이 보다 빠르게 이루어지도록 하였다. 이를 통해 키 설립 지연으로 인한 데이터 전송의 기다림 없이 바로 응급 노드들의 데이터를 클러스터 헤드로 전송할 수 있도록 한다. 이와 같은 계층적인 구조에서의 데이터 전송 방식과 이를 바탕으로 제안한 키 관리 기법은 수식 및 QualNet 시뮬레이터를 사용한 시뮬레이션을 통하여 네트워크 트래픽 오버헤드와 에너지 소모량을 분석하였으며, TmoteSKY 센서보드를 사용해 구현함으로써 그 효율성을 증명하고 실제 응용환경에서의 실현가능성을 입증하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제49권5호
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• pp.1-6
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• 2012

최근의 스마트 라이프를 추구하는 경향은 자동차 활용에도 영향을 미치게 되었다. 자동차의 안전성 향상에 대한 만족도가 부족한 상황에서 첨단 통신, 제어 및 센싱 기술을 활용하여 운전자 및 도로 이용자의 안전성, 운전효율성 및 편리성을 향상시키는 차세대 스마트 자동차 서비스 개발이 진행되고 있다. 이러한 스마트 자동차 서비스용 통신기술로 특화되어 개발되고 있는 기술이 바로 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment)이다. 이와 관련하여 해외 업체들은 차량간 통신 기술인 WAVE 관련 부품, 플랫폼, 플랫폼 및 안전 서비스를 개발하고 있다. 국내 ITS 업체들도 관련 기술 확보 및 제품 개발을 추진하고 있지만 국내에는 WAVE용 주파수가 할당되어 있지 않다. 본 연구에서는 국내 WAVE 주파수 할당 여부를 판단하기 위해 필요한 기초 자료인 ITS 관련 표준화 동향, 국내외 ITS용 주파수 할당 현황, 국내 WAVE 주파수 할당시 문제점 및 주파수 간섭과 관련한 실험 결과를 토대로 국내 현실에 적합한 정책적 방향을 제시한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 춘계종합학술대회
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• pp.514-517
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• 2003

산소공급은 신체 요구 중 가장 기본적인 것이다. 호흡은 뇌의 연수(medulla oblongata)에 있는 호흡중추와 폐의 정상적 기능에 의해 조절된다. 즉 폐와 환경 사이의 공기 이동인 외 호흡과 헤모글로빈과 단세포 사이의 세포수준에서의 산소 이동인 내 호흡을 말한다. 성인의 호흡수는 보통 1분에 15-20회이나 연령, 운동, 기온, 심리적 변호, 질병상태, 대기의 산소 함량, 약물 투여 등에 따라 차이가 난다. 호흡측정은 대상자가 쉬고 있을 때 하는 것이 중요하다. 호흡 측정은 측정하고 있다는 사실을 대상자가 모르도록 기술적으로 해야한다. 현재 사용하는 방법은 주의를 끌지 않도록 대상자의 팔목에 손을 댄 채로 맥박을 측정한 바로 직후 계속해서 대상자의 가슴의 움직임을 관찰하면서 호흡을 측정하는 것이다. 본 논문에서 구현하고자 하는 것은 관성의 오차 및 압력의 오차에 영향을 거의 받지 않는, 그리고 반영구적으로 사용이 가능한 초음파 센서를 이용한 임베디드 환경의 호흡 량 측정기이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.492-498
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• 2016

운전 중인 유도전동기에 고장이 발생하면, 구동장치 등 전체 시스템에 2차적인 고장을 유발 시킬 수 있다. 이 경우 구동시스템의 신뢰도와 안전성이 저하되고, 경제적인 손실을 초래할 뿐만 아니라, 인명 피해의 위험 등 많은 문제가 발생할 수 있다. 따라서 유도전동기의 고장징후를 조기 감지하여 전체 시스템 고장을 방지할 수 있도록 하는 유도전동기 고장진단 방법이 필요하다. 본 논문은 유도전동기에서 고정자권선의 부분 단락과 회전자 바의 균열이 발생하는 경우, 인버터 입력전류를 분석하여 고장징후를 조기 감지하는 유도전동기 고장진단 방법을 제안한다. 제안한 고장진단 방법은 고정자 전류 3개를 모두 센싱해야 하는 기존 고장진단 방법과 달리, 인버터 입력전류 센서 한 개만으로 유도전동기 고장진단이 가능하다. 또한, 정상전류 주파수성분과 고장전류 주파수성분이 서로 분리되어 나타나는 인버터 입력전류 특성을 통해 기존 고장진단 방법보다 비교적 쉽고 확실한 고장진단이 가능하다. 시뮬레이션을 통하여 제안한 유도전동기 고장진단 방법의 우수성과 유효성을 확인한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권2C호
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• pp.238-245
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• 2010

협대역 사용자와 주파수를 공유하는 직교 주파수 분할 (orthogonal frequency division multiplexing: OFDM) 기반 인지 라디오 시스템에서 기존 사용자에게 미치는 간섭을 최소화하도록 부분대역모드가 제안된 바 있다. 부분 대역모드는 직교 주파수 분할 다중화 신호 전체 대역을 여러 부대역으로 나눈 뒤 스펙트럼 센싱 결과에 따라 특정 부대역만 이용할 수 있도록 한 것이다. 이 논문에서는 부분대역모드 정보를 프리앰블로 전송할 때 검출오류확률을 이론적으로 분석하고 그 성능을 무선 지역망 환경에서 살펴본다. 그 결과 이론적으로 얻은 검출오류확률이 모의실험 결과와 잘 들어맞고, 신호대잡음비가 낮을 때 검출오류확률이 $10^{-3}$이하임을 볼 수 있었다.