• 제목/요약/키워드: 신경 진동자

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연산기능을 갖는 새로운 진동성 신경회로의 하드웨어 구현 (Hardware Implementation of a New Oscillatory Neural Circuit with Computational Function)

  • 송한정
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.24-29
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    • 2006
  • 연산기능을 갖는 새로운 진동성 신경회로를 설계하여 $0.5{\mu}m$ CMOS 공정으로 칩 제작을 하였다. 제안하는 진동성 신경회로는 흥분성 시냅스를 가진 3개의 신경진동자와 억제성 시냅스를 가진 1개의 신경진동자로 이루어진다. 사용된 진동자는 가변 부성저항과 트랜스콘덕터를 이용하여 설계하였다. 진동자의 입력단으로 사용되는 가변 부성저항은 가우시안 분포의 전류전압 특성을 지니는 범프 회로를 이용하여 구현하였다. 뉴럴 회로의 SPICE 모의실험결과 간단한 연산기능을 확인하였다. 제작된 칩을 ${\pm}$ 2.5 V 의 전원전압 조건에서 측정하였고 이를 모의실험결과와 비교 분석하였다.

Neural Oscillator 특성을 활용한 2축 링크 로봇 팔 제어 (Neural Oscillator based Two-link Robot Arm Control)

  • 권재성;양우성;박귀태;유범재
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.1813-1814
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    • 2008
  • 본 논문에서는 생물학적 운동 메카니즘을 유사하게 구현하기 위해 신경 진동자를 이용한 로봇 팔 제어 시스템을 제안한다. 인간 및 동물의 주기적인 자율 운동을 관장하는 Central Pattern Generator (CPG)를 수학적으로 모델링한 신경 진동자는 그 중요 특성의 하나인 entrainment 효과를 보여준다. 일반적으로 우리는 이 기능을 이용하여 미지의 외부 환경 변화와 같은 외란에 적절히 상호 작용할 수 있는 운동을 생성해 낼 수 있다. 이러한 결과를 보이기 위해, 각 관절에 가상의 신경 진동자 모델을 결합하였고 외부 환경의 변화나 외란의 감지를 위한 F/T센서를 팔의 말단에 부착하여 시스템을 구현하였다. 신경 진동자 모델을 결합한 2축 링크 로봇 팔 시스템(real time)은 주어진 목적운동을 (원 운동) 수행함과 동시에 미지의 외부 환경의 변화(임의의 벽)를 인지하여 적절한 모션을 생성하는 지를 살펴본다.

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Sensory 피드백 시스템을 활용한 자율 적응 모션 생성 (Self-adjusting Motion Generation Based on Sensory Feedback System)

  • 권재성;양우성;박귀태;유범재
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.1789-1790
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    • 2007
  • 이 논문에서 우리는 생체모방 시스템을 구현하기 위해 일반적인 기계 시스템과 인간의 신경 진동자 모델을 결합하였다. 이러한 시스템은 외부환경의 변화에 따른 효과적인 자율 적응 운동 형태를 생성할 수 있다. 인간 및 동물의 주기적 자율 운동을 관장하는 Central Pattern Generator (CPG)는 신경 진동자 네트웍에 의해서 표현가능하고 이는 신경 진동자 모델 내부의 sensory 피드백 신호를 통해, 주기성을 같은 외란에 상호 작용하여 적절한 운동을 생성해 낸다. 따라서 이를 기계 시스템에 결합하면 이러한 시스템은 변화되는 환경이나 잘 알지 못하는 외란에 대하여 자율적으로 적응된 운동을 보일 수 있다. 이를 위해 본 논문은 이러한 신경 진동자 모델과 결합된 realtime 시스템을 구현하고 그 자율 적응 운동의 생성 가능성을 살펴본다.

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신경 진동자 위상모델의 동기화를 이용한 한글인식 (Recognition of the Korean alphabet Using Neural Oscillator Phase model Synchronization)

  • 권용범;송홍준;박영식;이준탁
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2280-2282
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    • 2003
  • 신경 진동자는 이미지정보의 해석, 음성인식, 지질 변화 예측 등의 진동하는 시스템에 응용되어진다. 이러한 진동하는 시스템에 기존의 역전파 알고리즘을 이용하는 경우, 복잡 다양한 입력 패턴을 추정하기가 어려우므로 학습단계에서 더 많은 양의 학습 데이터가 필요하게 되며 수렴 속도의 지연과 근사화가 어렵다. 따라서 본 논문에서는 모델에 대한 함수의 근사화가 쉬우며 학습하는 구조를 가지는 신경 진동자에 의한 위상 동기화 특성을 연구하고 이를 이용한 한글 문자 인식시스템을 구현하였다.

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2족 보행운동 생성을 위한 적응적 노드 선택에 의한 유전적 프로그래밍의 성능 향상 (Improving Efficiency of GP by Adaptive Node Selection for Bipedal Locomotion with Evolutionary Algorithm)

  • 옥수열
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2004년도 추계학술대회 학술발표 논문집 제14권 제2호
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    • pp.165-168
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    • 2004
  • 본 연구에서는 근골격계로 구성된 신체 역학계와 신경 진동자로 구성된 신경계의 상호작용에 의해서 자율적인 2족 보행운동 생성하려고 하고 있다. 이를 위해서는 역학계와 신경계의 않은 파라메트(Parameter)의 조절이 필요하다 본 연구에서는 유전적 프로그래밍(GP)을 이용하여 파라메트의 자동조절 수법을 제안하였다. GP는 문제를 해결하기 위한 계산 프로그래밍을 탐색하는 진화형 탐색 알고리즘으로, GP를 이용해서 문제해결을 행하기 위해서는 노드의 선택이 매우 중요하다. 그러나 대상문제에 대한 충분한 정보가 없는 경우에는 노드를 용장성 있게 설계하게 되어, 이로 인한 탐색공간의 확장으로 GP에 대한 탐색성능의 저하를 초래한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서 용장성 노드 집합으로부터 유용한 노드를 획득하기 위해 제안한 수법을 2족 보행운동 생성 시스템에 적용하기 전에 사전 평가로서 기호회귀(Symbolic Regression)문제에 적용하여 실험을 통해 제안 수법의 타당성과 탐색성능 향상의 효과에 관해서 논하고자 한다.

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인공신경망을 이용한 수정진동자 유기용매 인식시스템의 개발 (The development of AT-Cut Quartz Organic Vapor Recognizing System Using Artificial Neural Network)

  • 박수행;유민수
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제6권1호
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    • pp.31-36
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    • 2003
  • 8개의 수정진동자 위에 서로 다른 종류의 Lipid를 코팅하여서 만든 센서 배열을 가지고 유기용매를 인식할 수 있는 System을 구성한다. 유기용매 인식센서에 대한 수학적 모델을 사용하여 여러 가지 유기용매에 대한 센서의 응답으로부터 센서 표면과 유기용매 간의 물질 전달속도 패턴과 친화력 패턴을 얻어 유기용매 종류를 인식하였다. 패턴인식은 인공신경망을 이용하였으며 인공신경망의 연결 강도 수정은 Levenberg-Marquardt 알고리즘을 사용하였다. 신경망의 출력은 4개로 하였고, 디지털 신호인 0과 1의 조합으로 유기용매 종류를 구분하였다. 이 시스템을 이용하여 9개의 유기용매 Acetone, Benzene, Chloroform, Carbon-tetrachloride, Ethylacetate, Buthylacetate, Cyclohexane, Dichloromethane, 1,1,2,2,Tetrachloroethane, 2,2,4Trimethylpentane을 구분하여 인식할 수 있었다.

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특집 : IT 융복합의료기기 기술 - 가상현실과 연동된 전신 진동기의 운동효과 및 관련 동향

  • 정경열;임병주;박창대;이병권;천승철
    • 기계와재료
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    • 제23권1호
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    • pp.24-32
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    • 2011
  • 최근 다양한 연구를 통하여 전신 진동기 운동이 신체의 근골격계, 순환계 및 내분비계 등에 효과적임이 보고되고 있다. 특히 전신 진동운동이 노인의 낙상예방, 파킨슨 및 뇌졸중 환자와 같은 신경학적 질환자의 자세조절 및 기능향상을 위한 재활치료 방법으로 효과가 있다고 밝혀졌다. 그러나 아직까지 전신 진동운동에 적합한 의료 허가를 받은 제품이 없으며, 일부 유사한 진동감을 제공하는 기기를 위주로 제작되고 있는 상황이다. 추후 의료기기의 수요를 고려할 때 고령사회로의 진입 속도가 빨라짐에 따라 노인들에게 적합한 진동기의 개발이 필요하다. 노인들은 운동참여에 보수적이며 사회성이 떨어지기 때문에 운동기의 기능적 요건과 더불어 참여를 유도하는 환경 요인을 함께 제공할 필요가 있다. 본 논문에서는 진동 운동기를 이용한 운동 효과를 분석하고 전신 진동운동에 적합한 가상현실 컨텐츠를 제시하였으며, 국내외 개발 및 연구 중인 기기와 컨텐츠 개발 동향을 제시하였다.

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컬러 정보를 이용한 신경 진동망 기반 얼굴추적 방법 (Face Tracking Method based on Neural Oscillatory Network Using Color Information)

  • 황용원;오상록;유범재;이지용;박민용;정문호
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제48권2호
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    • pp.40-46
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    • 2011
  • 본 논문은 출입통제시스템이나 사용자인증이 필요한 통제시스템 등에 적용될 수 있는 신경 진동자(Neural Oscillators)를 이용한 실시간 얼굴검출 및 추적에 필요한 새로운 알고리즘을 제안한다. 신경 진동자(Neural Oscillators)는 생물학적 뉴런의 동작원리를 모방한 것으로서 뉴런의 활성과 비활성의 주기적인 반복동작 특성을 모델링 한 인공신경모델이다. 본 논문에서 제안한 시스템은 크게 두 단계의 처리과정을 가진다. 첫 번째 단계는 얼굴검출 과정인데, 우선 비용이 저렴한 Webcam을 이용하여 실시간 전달되는 RGB24bit 컬러 영상을 획득, LEGION(Locally Excitatory Globally Inhibitory) 알고리즘을 이용하여 분할과정을 거쳐 얼굴영역을 검출한다. 두 번째 단계는 검출된 얼굴영역에서 이웃뉴런들로부터 연결강도가 가장 큰 리더뉴런(Max Leader Neuron)을 찾아 얼굴을 추적하는 방법으로 스케일 문제해결 과 안정된 새로운 얼굴 추적 방법을 제안한다.

음차를 일정하게 자극하는 장치의 개발 및 이 장치로 측정한 진동 감지 시간의 변이 (Development of A Device Constantly Stimulating Tuning Fork and Variability of Its Vibration Perception Time)

  • 이종영;홍대용;윤형렬
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제24권1호
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    • pp.93-97
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    • 1991
  • 진동감각의 이상을 검사하는데 음차를 이용한 진동 감지 시간을 측정하는 방법이 임상에서 널리 이용되고 있으나 이 방법은 동일 피검자에 대해서도 검사자에 따라 많은 차이가 있다. 이는 주로 음차에 가해지는 자극이 표준화되어 있지 못하고 경험에 의해 이루어 지고 있기 때문이다. 검사자간의 오차를 제거하기 위해 음차에 일정한 자극을 줄 수 있는 장치 (그림 1)를 전자석의 원리를 이용하여 개발하였다. 본 장비를 이용하여 28명의 건강한 의예과 남학생을 대상으로 그들의 오른손 집게손가락에서 측정된 진동 감지시간은 평균 12.44 초 였고, 9.47 에서 17.25 초 사이에 분포되었다. 그 변이 계수는 16.89% 였다. 30 분 후 재검사 한 결과와 첫 검사 사이의 상관계수는 0.957 이었다 (p<0.01). 본 검사법은 비침입적이며, 비염오적이고 간단하다. 이를 실시함에 있어 숙련이 요하지 않으며, 현상에서 쉽게 이루어질 수 있다. 검사 시간은 1 분 정도 밖에 걸리지 않으며 추적 조사도 가능하다. 또한 본 장비는 휴대에 간편하다. 진동감각의 장애가 말초신경 질환의 초기 징후일 수 있으며, 진동 지각 역치를 측정하는 방법들이 말초신경 질환의 조기발견에 이용되고 있음에 비추어 볼 때, 본 장치에 의해 진동 감지 시간을 측정하는 방법이 직업성 말초신경 질환의 조기발견을 위한 집단검진에 널리 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

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진동 및 전류신호의 데이터융합을 이용한 유도전동기의 결함진단 (Fault Diagnosis of Induction Motors Using Data Fusion of Vibration and Current Signals)

  • 김광진;한천
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제14권11호
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    • pp.1091-1100
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    • 2004
  • This paper presents an approach for the monitoring and detection of faults in induction machine by using data fusion technique and Dempster-Shafer theory Features are extracted from motor stator current and vibration signals. Neural network is trained and Hosted by the selected features of the measured data. The fusion of classification results from vibration and current classifiers increases the diagnostic accuracy. The efficiency of the proposed system is demonstrated by detecting motor electric and mechanical faults originated from the induction motors. The results of the test confirm that the proposed system has potential for real time application.