• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(A)
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• pp.337-339
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• 2012

최근 인간공학 및 감성공학 분야에 대한 관심이 크게 증가하여 다양한 연구가 활발히 진행되고 있다. 바이오피드백 인터페이스 기술에 대한 기초 연구로서 복합 생체신호를 처리하고 모델링 하는 시스템을 만드는 것은 매우 중요하며 이러한 기술들의 궁극적 역할은 쾌적한 삶의 환경을 제공하는 것이므로 생체 신호 분석을 기반으로 한 인간 중심의 시스템이 미래 기술의 핵심 키워드가 될 것이다. 본 논문에서는 생체신호(EEG, ECG)분석을 통해 사용자의 집중도 및 감정 상태를 인식하고 사용자의 의도를 효과적으로 반영 가능한 바이오피드백 인터페이스를 설계하였다. 기존의 단일 생체신호를 이용한 인터페이스 기법에 비해 복합 생체신호를 분석함으로써 사용자의 상태 및 의도를 판단함에 용이하고 활용성이 향상 되도록 하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(B)
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• pp.98-101
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• 2011

건강에 대한 관심이 높아지면서 헬스케어와 IT와의 결합으로 많은 IT관련 헬스 케어 시스템이 개발되고 있으며, 이러한 시스템의 수요 또한 증가하는 추세에 있다. 본 논문에서는 이와 같은 건강에 대한 관심을 반영하여 자신에 맞는 운동을 선택 및 수행하고 그에 따른 피드백을 받을 수 있는 시스템을 소개한다. 본 시스템은 헬스케어의 건강 관리 시스템을 피트니스 관점에 비중을 두어 이용자의 초기 운동 정보를 기반으로 몸에 맞는 운동을 처방하여 운동을 수행 시키고 그 결과를 저장한다. 운동 정보는 생체 신호 계측을 위한 물리량 센서 및 모듈에 의하여 측정된다. 저장된 운동 결과는 다음 운동 처방에 반영되어 피드백 방식으로 이용자의 운동에 적용된다. 운동 처방은 주단위로 수행되면서 지속적인 관리를 받을 수 있도록 설계되었다. 본 시스템은 운동 중 발생하는 무구속, 무자각적 생체 신호 계측을 위한 물리량 센서 및 모듈을 이용하여 다차원 생체 정보를 수집하고 생체 신호 표준화 및 생체 역학적 해석을 통해 데이터베이스를 구축하였다. 이렇게 구축한 데이터들을 통하여 지능형 바이오피드백 기반의 사용자 맞춤형 운동 관리 시스템을 개발하여 사용자의 건강 및 운동능력을 향상시키는데 그 목적이 있다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.90-94
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• 2002

이전연구에서 가상현실에 몰입하는 동안 넓은 시야 (Field of view: 150$^{\circ}$)와 빠른 운행속도 (70 km/sec)가 사이버멀미를 심화시킨다는 결과를 얻었다: 피험자의 90%가 좁은 시야 (50$^{\circ}$)와 느린 운행속도 (30 km/sec)에서 사이버멀미 증상이 적었다. 본 실험에서는 피험자가 생리적인 동요를 경험할 때마다 바이오피드백 방법을 사용해서 사이버멀미 감소 가상환경 (cybersickness alleviating virtual environment, CAVE)을 제시한 후, 그 효과를 관찰하였다. 피부전도도, 말초체온, 말초혈류량, 심박률, 눈 깜박임, 뇌전위의 변수들을 입력으로 하는 인공신경망으로 구성된 실시간 멀미 탐지 시스템과 CAVE-제시 피드백 시스템을 구축하였다. 이 시스템은 생리적 측정치들이 사이버멀미의 출현을 신호할 때마다 피드백 출력으로 좁은 화면과 감소된 운행속도를 일시적으로 제공했다. 36명의 피험자를 대상으로 SSQ (simulator sickness questionnaires)와 자기보고를 이용하여 사이버멀미의 빈도와 심각도를 조사하였다. 모든 피험자는 한달 간격으로 CAVE 조건과 non-CAVE 조건에서 두 번 가상현실을 경험하였다. 사이버멀미의 빈도와 심각도는 non-CAVE 조건보다 CAVE 조건에서 유의미하게 감소하였다. 즉, 전기생리학적 특징들에 기반한 인공신경망에 의해 제공된 좁은 시야와 느린 운행의 가상환경은 사이버멀미 증상들을 의미있게 감소시켰다. 이러한 결과들은 생체신호 피드백 시스템을 이용하여 인간 친화적 가상환경을 구축할 수 있는 가능성을 보인 것이다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권2호
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• pp.191-198
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• 1999

바이오피드백은 혈압 심박율, 말초체온, 호흡, 근전도 등과 같이 자율신경에 의해 지배받는 신체 기능들을 훈련을 통해 스스로 조절할 수 있게 하여 자율신경의 이상으로 인한 여러 가지 질병들을 치료할 수 있게 하는 방법이다. 븐 논문에서는 주정중독증 환자들을 대상으로 바이오피드백 훈련을 실시할 수 있도록 근전도, 호흡, 맥파, 말초체온, 피부전기전도도 등 다섯 가지 신호를 측정할 수 있는 바이오피드백 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템을 이용해 주정중독증 환자들을 대상으로 바이오피드백 훈련을 실시하였다 이완 바이오피드백 훈련을 실행하였으며 생체신호변화에 대해 퍼지이론을 적용하여 긴장상태를 판단하였다. 8명의 주정중독증 환자들이 실험에 참가하였으며 측정된 데이터를 분석한 결과는 다음과 같다. 1) 환자 군은 일반인에 비해서 높은 긴장도 값을 보였다. 2) 환자들의 긴장도 값은 훈련 회수가 증가함에 따라 감소하는 추세를 보였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제22권10호
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• pp.861-869
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• 2022

투렛증후군 환자에게서 뮤파(Mu wave) 동기화가 깨졌을 때 틱이 발생하고, 그 반대로 뮤파 동기화를 이루면 틱이 발생하지 않는다. 연구시험 결과는 전운동피질(Frontal Cortical 3 사이트)에서 뮤파 동기화를 틱 환자가 인위적으로 하지 않고 뉴로피드백 훈련처럼 자율적으로 뇌파 조절이 이뤄진다면 마찬가지 결과로 틱이 발생하지 않는다는 사실을 시사한다. 피시험자에게 틱을 억제시켰을 때 인지 제어 반응 프로세스가 변경된다. 변경된 인지 제어를 뇌파 주파수 파워를 조절하는 뉴로피드백으로 훈련하면 환자가 인위적으로 틱을 억제하지 않아도 자율적으로 치료가 된다. 연구시험 결과는 뇌 운동영역의 뮤파 통제를 통해 틱이 발생하지 않는 생체신호 지표가 뉴로피드백 훈련의 치료프로토콜이 될 수 있는 단초를 마련하였다. 기존 뉴로피드백 치료 프로토콜인 SMR강화, 세타파-베타파 불균형 수정, 알파파 강화 등에 뮤파 강화를 추가할 수 있게 되었다. 본 연구가 투렛증후군 환자 치료법인 뉴로피드백 치료 프로토콜을 보다 과학적으로 검증하는 후속 연구와 임상시험에 활용될 것이다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(A)
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• pp.146-149
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• 2011

최근에 우리 사회는 급격히 증가하는 만성질환으로 위기에 처해있다. 진보된 의료기술도 여전히 만성 질환을 완벽히 진료해 주지 못하고 있다. 현대 사회의 많은 사람들은 긴 수명을 보장받는 대신에 만성질환 장애를 가지게 되었고 비싼 의료 비용은 심각한사회 문제로 대두되고 있다. IT가 발달함에 따라 병원 중심의 치료서비스에서 개인과 주치의가 상호 긴밀하게 협력하여 질병의 예방, 관리, 건강증진 등을 제공하는 u-Healthcare 시스템이 빠르게 발전하고 있다. u-Healthcare 시스템은 개인 건강 기기로부터 측정된 생체 정보 데이터가 병원과 주치의에게 전달되어 언제 어디서나 검사 및 피드백이 가능하도록 하는 것이 목적이다. 본 논문에서는 유헬스케어 시스템에 발 맞추어 스마트 폰 기반의 만성질환자를 위한 u-DailyCare 시스템의 설계한다. 스마트폰 사용자로부터 얻어진 행위 데이터 및 생체 정보 데이터를 수집하여 서버에 보내면, 이 정보들을 바탕으로 주치의 혹은 병원에서 실시간으로 데이터를 분석하여 피드백을 준다. 본 논문의 특징으로는 키넥트 카메라와 신체 활동을 측정하는 MET 단위를 사용하여 정확한 행위 데이터 측정과 분석에 도움을 주었다. 이로써 주치의는 환자에게 좀더 정확하고 정교한 피드백을 전달할 수 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.37-47
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• 2016

최근 인간과 에이전트 간의 감성적인 상호작용을 지원하기 위해 에이전트의 기쁨, 슬픔 등의 얼굴 표정에 대한 사용자의 반응을 분석하는 연구들이 진행되었다. 그러나 기존의 연구에서는 사용자가 긍정적 혹은 부정적으로 평가하는 지를 검증하기 위해 주로 설문지를 통해 사용자 피드백을 획득하는 방법을 사용하였다. 본 연구에서는 인간과 에이전트 상호작용에서 에이전트의 얼굴 표정에 대한 사용자의 생체신호를 측정하여 감성적인 영향이 있는지 살펴보았다. 일관성 있는 생체 신호 해석 결과를 도출하기 위해 실시간으로 심박수와 피부전도도 등의 생체 신호를 획득하고, 명시적 혹은 비명시적인 피드백 분석방법을 통합하여, 해석을 안정적으로 하도록 하였다. 실험결과 에이전트의 긍정(혹은 부정)적인 얼굴 표정이 사용자의 긍정(혹은 부정)적인 반응을 이끌어 냄을 확인할 수 있었다. 또한, 인간과 에이전트와의 상호작용에서도 인간과 인간의 상호작용과 유사하게 에이전트의 긍정적인 얼굴 표정이 사용자의 부정적인 감정을 감소시킴을 확인할 수 있었다. 본 연구는 인간과 에이전트의 감성적인 상호작용을 위해 에이전트의 얼굴 표정을 디자인하기 위한 근거로 활용할 수 있다.

• 정신신체의학
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• 제14권1호
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• pp.33-38
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• 2006

건강한 사람들은 복잡한 양상의 심박동수 변이 (Heart rate variability, 이하 HRV)를 보이는데, 이것은 생체의 항상성 유지를 위한 반응을 반영한다. 0.1Hz 내외의 속도로 호흡하도록 바이오피드백 훈련을 하면 호흡 동성 부정맥(Respiratory sinus arrhythmia, 이하 RSA)이 극대화되면서 심박동수 변이의 강도가 증가한다. 이러한 효과를 극대화하려면 압반사계에 의해 자연스럽게 발생하는 것으로 추정되는 리듬과 호흡동성 부정맥(RSA)사이의 동조가 일어나는 지점까지 호흡 속도를 늦춰야 한다. 기구를 이용한 바이오피드백 훈련을 통해 각자에게 알맞은 최적의 호흡 속도를 찾을 수 있다. 본고에서는 RSA 바이오피드백 원리에 따른 훈련 과정과 지침을 요약하여 제시하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1405-1406
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• 2011

• 감성과학
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• 제5권2호
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• pp.29-34
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• 2002

이전 연구에서 가상현실에 몰입하는 동안 넓은 시야(field of view : 150˚)와 빠른 운행속도(70km/sec)가 사이버 멀미를 심화시킨다는 결과를 얻었다. 피험자의 90%가 좁은 시야(50˚)와 느린 운행속도(30km/sec)에서 사이버멀미 증상이 적었다. 본 실험에서는 피험자가 생리적인 동요를 경험할 때마다 바이오피드백 방법을 사용하여 사이버 멀미 감소 가상환경(cybersickness alleviating virtual environment ; CAVE)을 제시한 후, 그 효과를 관찰하였다. 피부전도도, 말초체온, 말초 혈류량, 심박률, 눈 깜박임, 뇌전위의 변수들을 입력하는 인공 신경망으로 구성된 실시간 멀미 탐지 시스템과 CAVE-제시 피드백 시스템을 구축하였다 이 시스템들은 생리적 측정치들이 사이버 멀미의 출현을 신호할 때마다 피드백 출력으로 좁은 화면과 감소된 운행속도를 일시적으로 제공하였다. 36명의 피험자를 대상으로 SSQ(simulator sickness questionnaire)와 자기보고를 이용하여 사이버 멀미의 빈도와 심각도를 조사하였다. 모든 피험자는 한달 간격으로 CAW 조건과 non-CAYE 조건에서 두 번 가상현실을 경험하였다. 사이버멀미의 빈도와 심각도는 non-CAVE 조건보다 CAVE 조건에서 유의미하게 감소하였다. 즉, 전기 생리학적 특징들에 기반한 인공 신경망에 의해 제공된 좁은 시야와 느린 운행의 가상환경은 사이버 멀미 증상들을 감소시켰다 이러한 결과들은 생체신호 피드백 시스템을 이용하여 인간 친화적 가상환경을 구축할 수 있는 가능성을 보인 것이다.