유비쿼터스 헬스케어에서의 착용형(Wearable) 생체신호 모니터링 시스템은 가슴 부착형, 손목시계형, 신발, 의복형 등과 같은 형태로 많은 연구들이 진행 중에 있으며, 본 논문에서는 가슴 부착형태의 인체 착용형 다중 생체신호 시스템을 설계하고, 다중 생체신호 모니터링 시스템을 위해 심전도와 3축 가속도 센서를 사용하여 심전도 신호 측정 및 신체 움직임에 따라 변화하는 값을 측정할 수 있도록 구현하였다. 구현한 시스템은 생체센서노드, 센서보드, 생체신호 수집을 위한 베이스스테이션 노드로 구성된다. 생체센서노드는 가슴 부착형으로 신체에 착용하여 사용자의 심전도와 가속도 신호를 계측하도록 설계하였으며, 서버 PC에 연결된 베이스스테이션 노드로 계측된 생체신호를 전송한다. 센서보드는 심전도와 가속도 신호를 측정하기 위한 센서로 구성되며, 생체센서노드와 일체형으로 장착이 가능하도록 설계하였다. 또한, 생체신호 수집을 위한 베이스스테이션 노드는 IEEE 802.15.4 무선통신을 통해 생체센서노드로부터 전송된 생체신호를 수집하여 그 수집된 생체신호를 실시간으로 서버 PC에 디스플레이가 가능하다. 본 논문에서 구현한 시스템을 통해 P, QRS, T파로 구성된 심전도 신호를 계측할 수 있었으며, 계측된 신호에서 심전도 신호의 파형 성분들이 나타남을 확인 할 수 있었다. 또한, 3축 가속도 센서에 의해 신체의 움직임에 따라 변화하는 x, y, z의 3축 가속도 출력 값을 얻을 수 있다.
본 논문은 사용자의 행동을 실시간 인지하여 그 행동과 연동하여 생체 신호를 측정 할 수 있는 착용형 단말 소프트웨어 구조를 제안한다. 착용형 단말은 사용자가 일상생활 동안 항상 착용하고 있기 때문에 이러한 장치를 통하여 생체 신호를 측정하는 것은 사용자 행동과 관련된 건강 정보를 얻을 수 있게 해준다. 이 중 산소포화도와 심박수는 사용자가 운동을 하거나 수면을 취하는 동안 변화를 측정하면 호흡기 상태를 진단하는데 사용할 수 있다. 그러나 이런 생체 신호를 생활 중에 측정하는데 있어서 기존의 방법과 같이 연속적으로 측정하는 것은 움직임으로 인한 신호 왜곡 때문에 정확성을 떨어뜨리게 된다. 또 왜곡을 고치기 위해서 복잡한 알고리즘을 적용하는 것도 착용형 단말의 한정적인 자원을 고려하면 적절하지 않다. 따라서 본 논문에서는 연산이 간단한 필터와 가속도 센서를 이용하여 사용자 행동을 먼저 판단하고 그에 연동하여 정확한 생체신호를 측정할 수 있는 착용형 단말 소프트웨어 구조를 제안한다.
착용형 컴퓨팅을 응용한 건강모니터링 분야는 급격한 성장이 이루어지고 있다. 본 연구의 목적은 유비쿼터스 헬스케어를 위해 착용형 ECG모니터링 시스템을 구현하는 것이다. 본 논문에서는 구현된 프로토타입의 착용형 건강모니터링 시스템의 계측성능, 무선전송, 계측된 ECG신호의 분석 등에 대해 기술하고자 한다. 구현된 하드웨어 시스템은 지그비 통신을 이용하여 무선으로 체스트 벨트타입의 센서에서 PC서버로 전송한다. 그리고 구현된 시스템을 이용하여 ECG 모니터링 테스트를 수행한 결과 원격 모니터링의 가능성을 확인하였다.
다수의 미디어와 기술 시장 보고서가 2016년을 가상현실(Virtual Reality: VR) 기술이 대중화되는 원년으로 전망하고 있다. 착용형 디스플레이는 컴퓨터로 시뮬레이션되는 가상의 콘텐츠 세계와 현실의 사용자를 연결하는 대표적인 VR 인터페이스 장치이다. 일정 수준 이상의 사용성을 제시하는 데에 필요한 기술의 진입 장벽이 낮아지면서 다양한 소비자 제품들의 시장 출시가 진행 중이고, 주요 업체들은 킬러 콘텐츠 발굴과 함께 새로운 산업 생태계 구축에 역량을 집중하고 있다. 선도적인 연구그룹들은 차세대 가상/증강현실(VR/AR) 인터페이스의 구현 목표를 가볍고 휴대성이 우수한 안경형 디스플레이에 두고 있으며, 모니터 및 키보드와 마우스를 벗어난 다양한 입출력 기술을 개발하고 있다. 본고에서는 VR 시장의 중심이 되고있는 완전몰입형 디스플레이(Head Mounted Display: HMD) 현황을 정리하고, 향후 AR 시장으로의 확대에 기반이되는 안경형 디스플레이(Eye Glasses-type Display: EGD) 기술의 연구개발 동향을 정리한다.
최근 IT기술의 비약적인 발전과 더불어 사용자의 편의성을 극대화 시키는 웨어러블 컴퓨팅 기술이 주목을 받고 있다. 이러한 기술은 일반인뿐만 아니라 장애인들의 일상생활의 보조 도구에 활용되어 큰 도움이 될 것으로 예상된다. 본 논문에서는 시각 및 청각장애인을 위해 개발된 착용형 단말기들을 소개하고자 한다. 시각 장애인용 단말기인 SmartWand는 시각장애인용 지팡이에 부착하거나 손에 휴대할 수 있는 장치로, 시작장애인을 위한 보행 보조 및 색상과 명암 정보 인식 보조 기능을 갖춘 장치이다. SmarWand는 시각장애인이 보행 시 이용하는 기존의 지팡이로는 감지할 수 없는 전방의 장애물을 초음파 센서를 통해 탐지하여 촉각이나 음성으로 경고해주고, 물체의 색깔이나 주변의 밝기 정도를 측정하여 시각장애인에게 알려준다. 청각 장애인용 단말기인 SmarWatch는 손목에 착용하는 장치로서 아기 울음소리, 노크나 초인종 소리, 물 끓는 소리, 화재 경보 등 가정에서 발생하는 일상적인 소리를 인식할 수 있도록 해준다. SmartWatch는 입력 모듈의 마이크로 입력된 소리를 문선통신을 통해 컴퓨터로 전송한 후에 소리의 종류를 인식하고 적절한 제어신호를 다시 무선통신을 통해 전송받아 감지된 소리의 종류를 해당하는 진동과 시각정보로 표시해준다. 이런 착용형 단말기들을 통해 시각 및 청각 장애인의 일상 생활의 안정성과 편의성이 증대 되기를 기대한다.
비침습적 맥파측정은 일상생활에서 손쉽게 활용이 가능하며 맥파신호의 계측을 통하여 건강모니터링을 함으로서 사용자의 지속적인 건강관리에 도움이 된다. 일반적인 맥파 측정을 위해선 경동맥, 대퇴골, 요골 동맥을 포함 만져서 할 수 있는 동맥에서 측정되거나 맥파 측정장비를 사용하여 측정하게 된다. 본 연구에서는 실시간 맥파측정과 병행하여 산소포화도의 모니터링을 위해 손목착용형 시스템을 구현하고 산소포화도의 추정 정확도를 높이기 위하여 광보정기법을 적용하였다. 실제 자연광 상태에서의 측정된 신호를 이용하여 광보정기법을 적용한 산소포화도 모니터링 기법을 적용하고 그 성능평가를 수행하였다.
정보통신과 콘텐츠 기술의 발달로 소비자는 고품질의 2차원 가시화 형태의 콘텐츠에 만족하지 않고, 보다 사실적인 체험이 가능한 3D 콘텐츠를 요구하고 있다. 2010년대에는 이미 3D 입체 디스플레이 기술이 소비자 가전 시장에서 주요 관심 대상이 되었고, 가상현실 연구의 전통적인 가시화 인터페이스로 활용된 착용형 디스플레이와 몰입형 및 대형 입체 디스플레이 장치도 3D 영화관 및 전시관 등을 통해서 일반 소비자기 쉽게 체험할 수 있게 되었다. 이러한 3D 입체 디스플레이 기술은 사용자 개인을 중심으로 보다 사실적인 입체감과 공간감을 제시하려는 형태로 발전되고 있으므로, 본고에서는 개인 사용자 중심의 착용형 디스플레이 기술과 고품질의 3D 영상 체험을 제공하는 관련 디스플레이 기술의 동향을 정리하고, 국내 최신 연구 개발 사례를 소개한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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