• 제목/요약/키워드: 운동학적 데이터

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보행의 운동학적 데이터를 이용한 지면반발력 계산 (Computation of Ground Reaction Forces During Gait using Kinematic Data)

  • 송성재;김세윤;김영태;이상돈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권4호
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    • pp.431-437
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    • 2010
  • 본 연구의 목적은 편마비 환자와 같이 정상 보행이 아닌 경우의 보행 실험에서 힘측정판을 이용한 지면반발력의 측정이 매우 어려웠던 경험에서 출발하여 힘측정판을 사용하지 않고 운동학적 데이터만으로 보행 중 발생하는 지면반발력을 계산하는 것이다. 3차원 동작분석 시스템과 동기화된 힘측정판을 이용하여 보행실험을 실시하여 3차원 동작분석 시스템으로부터 보행의 운동학적 데이터를 추출하였고 이로부터 보행주기를 검출하였다. 인체를 13개의 체절로 모델링하고 각 체절의 거동이 추출한 운동학적 데이터를 따르도록 하였다. 각 체절의 질량과 질량 중심은 인체측정학의 자료를 이용하였다. 보행실험에서 측정한 지면반발력과 운동학적 데이터만을 이용한 계산 결과의 비교에서 크기가 가장 큰 수직방향은 잘 일치하였고 전후방향이나 횡방향도 유사한 경향을 보였다. 본 계산 결과는 보행에 관한 역동역학 해석의 기본 자료로 활용할 수 있다.

골연령 기반 유소년 생물학적 성숙도 빅데이터 분석 (Bone age-based big data analysis of the biological maturity of adolescents)

  • 배상준;김동호
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2022년도 제65차 동계학술대회논문집 30권1호
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    • pp.153-154
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    • 2022
  • 본 논문에서는 역연령으로 구분되었던 기존 생물학적 성숙도에 기반한 체력 지표가 아닌 골성숙도를 활용한 생물학적 성숙도에 기반하여 유소년의 신체에 맞는 체계적인 운동을 추천하는 기법을 제안한다. 이를 통해 유소년의 성장기에 개인화된 운동능력 발달을 성취하게 함으로써 국민 체력 증진에 기여하고 체육 공교육 활성화 및 유소년 피트니스 관리 산업 발전에 도움이 될 것으로 기대한다.

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운동학적 접근 방법을 사용한 복잡한 인간 동작 질의 시스템 (A Kinematic Approach to Answering Similarity Queries on Complex Human Motion Data)

  • 한혁;김신규;정형수;염헌영
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.1-11
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    • 2009
  • 대규모 인간 동작 데이터베이스에서 고차원의 데이터를 처리하는 것이 큰 비용을 요구하기에, 최근 데이터베이스 및 그래픽스 학계는 인간 동작 데이터 질의 및 접근에 큰 관심을 가지게 되었다. 특히, 인간 동작 데이터를 위한 효과적인 유사도(거리) 측정 방법이나 질의 처리는 여전히 많은 연구진들이 도전하고 있는 문제이다. 이에, 본 연구진은 SMoFinder 라고 명명한 동작 질의 처리 시스템을 제안한다. SMoFinder는 새롭게 고안된 운동학적 거리 측정 그리고 적응적 프레임 세그멘테이션에 기반하는 효율적인 인덱싱을 사용하여 동작 질의를 처리한다. 이를 위해, SMoFinder에서는 인간 동작을 다연결 물리 운동으로 간주하고 새로운 가중치 Minkowski 함수를 정의했다. 또한, 효율적인 인덱싱을 위해 모든 프레임을 저장하지 않고 유사한 프레임들 중에서 대표 프레임을 뽑아서 저장하는 적응적 세그멘테이션을 고안했다. 그리고, 효율적인 검색을 위해 이들 대표 프레임들만 가지고 k-근접 이웃 질의를 수행하는 새로운 방법을 제안한다. 마지막으로, SMoFinder가 데이터베이스 용량이 크게 줄지만(1/25배), 검색 능력은 다른 시스템과 동일하거나 우월하다는 것을 실험을 통해 보여주고자 한다.

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오더분석 및 상관관계를 활용한 철도차량 진동 데이터의 시간-주파수 분석 (Time-frequency Analysis of Train Vibration Using Order Analysis and Correlation)

  • 최성훈;;박춘수
    • 한국철도학회논문집
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    • 제12권6호
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    • pp.989-995
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    • 2009
  • Short-time Fourier transforms(STFT)은 시간에 따라 변동하는 조화성분을 가지는 신호의 분석에 유용하게 적용되는 방법이다. 철도차량의 진동신호에서 많이 발견되는 운동학적 진동은 조화 특성이 속도 변화에 따라 점진적으로 변하기 때문에 오더 분석 방법과 상관함수를 이용하면 STFT 분석 방법을 개선할 수 있다. 본 논문에서는 차량의 속도 신호를 구할 수 없거나 잡음이 많을 때 상관함수를 이용하여 신호를 재추출하여 오더 분석을 적용하는 방법에 대하여 다룬다. 이 방법을 한국형고속열차의 운행 중에 취득한 차축 및 차체 진동데이터의 분석에 적용하여 기존의 STFT와 오더 분석을 이용한 방법을 비교 하였다.

관절의 수동탄성특성을 이용한 족부의 생체역학적 해석 (Biomechanical Analysis of the Human Foot by Using Passive Elastic Characteristics of Joints)

  • 김시열;최현기
    • 한국정밀공학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.197-204
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    • 2004
  • In this study we presented kinematic and kinetic data of foot joints using approximated equations and partial plantar pressure during gait. The maximum angular displacements of each tarsometatarsal joint were found to range from 4$^{\circ}$to 7$^{\circ}$ and the maximum moments were from 200Nㆍcm to 1500Nㆍcm. It was relatively wide distribution. Foot kinematic data calculated from the approximated equations, which were represented by the correlation between moment and angular displacement, and the data from motion analysis were similar. We found that the movements of foot joint were mainly decided by the passive characteristics of the joint when ground reaction force acts. The method of kinematic and kinetic analysis using approximated equations which is presented in this study is considered useful to describe the movements of foot joints in gait simulations.

보행 시 하지근육 역할에 대한 최적화 기법적 해석 (Analysis of Lower Extremity Muscle Force Variations during the Gait Cycle with Optimization Method)

  • 전응식;김영은
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.509-514
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    • 2003
  • 보행시 하지 주요 근육내의힘의 변화를 계산하기 위한 수학적 모델을 개발하였다. 인체는 7개의 운동 분절로 모델링 하였으며, 하지 당 8개의 수요 근육을 고려한 모델을 사용하였다. 보행시 하지 근육의 발생되는 힘의 변화는 최적화 기법을 적용하여 계산하였으며, 계산 결과는 기존의 EMG 데이터와 비교 검토하여 모델의 타당성을 확인하였다. 또한 보행시 각 운동 분절의 운동 데이터를 이용하여 역동력학적 기법으로 구해진 하지 관전내의 토크량의 변화와 비교에서도 본 연구에서의 계산 결과는 만족할 만한 일치를 보이고 있었다.

사회심리학적인 요인들, 흡연습관, 운동습관이 음주운전 의도에 미치는 영향 (Influence of sociopsychological aspects, smoking habit, exercise habit on the intentions of drink-driving)

  • 이기형;권용만
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제26권1호
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    • pp.21-29
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    • 2015
  • 본 연구의 목적은 음주운전으로 인한 자동차 사고를 줄이기 위한 방법으로 음주운전의 의도에 영향을 주는 여러 가지 요인들을 조사하였다. 본 논문에서는 흡연습관과 운동습관과 같은 운전자의 생활방식뿐만 아니라 사회심리학적인 요인들을 조사에 포함시켰다. 조서결과 음주운전자의 사회심리학적인 특성 중에서 행동통제력지각이 음주운전의 의도에 가장 큰 영향을 미치고, 뒤이어 음주운전의 의도에서 흡연습관, 운동습관 등의 순으로 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 흡연습관과 운동습관과 같은 운전자의 생활방식이 음주운동에 대한 태도나 주관적인 규정보다 음주운전의 의도에 더 큰 영향을 미친다는 것으로 해석될 수 있다. 따라서 음주운전자 교육과정에 금연습관과 운동습관을 포함시킴으로서 음주운전을 감소시킬 수 있도록 프로그램을 개선하여야 한다.

노인 건강증진용 신발의 운동과학적 효과분석 (The Scientific Analysis of Aged' Shoe for Health Promotion)

  • 진영완;곽이섭
    • 생명과학회지
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    • 제21권9호
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    • pp.1336-1345
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    • 2011
  • 본 연구에서는 국내외 실버화와 일반적인 운동화에 대한 1차 운동기능학적 분석을 통하여 노인에게 가장 적합한 신발을 정하고 2차 운동생리학적 실험을 통해 체지방률변화, 운동강도에 따른 대사량의 변화 그리고 에너지 소비량의 변화를 분석하였다. 본 연구의 대상으로는 특별한 질병을 가지고 있지 않은 남자 어른들 20명을 대상으로 하였으며, 평균나이는 $62.78{\pm}4.32$세, 신장은 $170.89{\pm}3.56cm$ 그리고 몸무게는 $75.12{\pm}8.76kg$이었다. 실험 전 실험에 대한 충분한 설명을 하고 동의서를 받은 후 데이터를 수집하였다. 본 연구를 위하여 운동 기능학적 실험과 운동 생리학적 실험을 수행하였으며, 본 연구결과 걷기나 달리기 시 최초 발 뒤꿈치 접촉 시 발이 회내(pronation)되는 정도와 최대 회내가 되는 정도를 알아 본 결과 걷기속도가 가장 빠르게 나온 B형의 신발이 회내값($-2.3{\pm}1.05^{\circ}$)이 가장 크게 나타났으며 일반걷기용 신발에서 가장 작은 값($-1.5{\pm}0.49^{\circ}$)을 보여주고 있다. 또한 노인들의 일상생활에서 착용하는 건강증진용 신발을 대상으로 운동 생리학적 부분을 살펴보면 체지방율의 변화는 모든 그룹에서 감소는 하였으나, 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았는데, 이는 체지방율의 변화를 가져오기 위해서 일시적인 운동이 아닌 규칙적이고 장기적인 운동이 필요할 것으로 사료되어지며, 노인들이 건강증진용 기능화를 장기적으로 착용하여 운동할 경우 체 지방율에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 사료되어진다.

고로슬래그가 치환된 시멘트복합체의 열역학적 모델링 (Thermodynamic Modelling of Blast Furnace Slag Blended Cement Composites)

  • 양영탁;차수원
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제5권4호
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    • pp.488-495
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    • 2017
  • 본 연구에서는 열역학적 평형을 이용한 OPC의 재령에 따른 운동학적 수화 생성물 모델링과 GGBS의 치환률에 따른 수화 생성물의 변화를 모델링하였다. 열역학 데이터는 GEMS의 3rd party 데이터베이스, Cemdata18을 사용하였고, 시멘트 수화 모델링은 Parrot & Killoh 모델을 적용하였다. OPC모델링에서 재령에 따라 Pore solution의 이온 농도와 수화 생성물의 질량 및 부피 변화를 관찰할 수 있었다. GGBS모델링에서는 치환률이 증가함에 따라 장기강도를 지배하는 C-S-H의 생성량은 증가하지만, 내구성에 영향을 미치는 Portlandite의 생성량이 감소하여 탄산화에 대한 대책이 필요할 것으로 판단된다.

외골격 로봇의 동작인식을 위한 보행의 운동학적 요인을 이용한 보행유형 분류 (Gait Type Classification Based on Kinematic Factors of Gait for Exoskeleton Robot Recognition)

  • 조재훈;봉원우;김동현;최현기
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.129-136
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    • 2017
  • 외골격 로봇은 군사, 산업 및 의료와 같은 다양한 분야에서 사용되도록 개발된 기술이다. 외골격 로봇은 착용자의 움직임을 감지하여 작동한다. 외골격 로봇이 착용자의 일상적인 행동을 인지함으로써 착용자를 신속하게 보조하고 시스템을 효율적으로 활용할 수 있다. 본 연구에서는 피실험자로부터 얻은 운동학적 데이터를 통해 LDA, QDA, kNN을 활용하여 보행유형을 분류한다. 보행은 주로 일상생활에서 수행되는 일반보행과 계단보행을 선정하였다. 피실험자에게 7개의 IMUs 센서를 정해진 위치에 부착하여 운동학적 요소를 측정 하였다. 결과적으로, LDA는 78.42%, QDA는 86.16%, kNN는 k값에 따라 87.10% ~ 94.49%의 정확도로 분류하였다.