The identification of delays and delay compensation are critical problems in real-time hybrid simulations (RTHS). Conventional delay compensation methods are mostly based on the assumption of a constant delay. However, the system delay may vary during tests owing to the nonlinearity of the loading system and/or the behavioral variations of the specimen. To address this issue, this study presents an adaptive delay compensation method based on a discrete model of the loading system. In particular, the parameters of this discrete model are identified and updated online with the least-squares method to represent a servo hydraulic loading system. Furthermore, based on this model, the system delays are compensated for by generating system commands using the desired displacements, achieved displacements, and previous displacement commands. This method is more general than the existing compensation methods because it can predict commands based on multiple displacement categories. Moreover, this method is straightforward and suitable for implementation on digital signal processing boards because it relies solely on the displacements rather than on velocity and/or acceleration data. The virtual and real RTHS results show that the studied method exhibits satisfactory estimation smoothness and compensation accuracy. Furthermore, considering the measurement noise, the low-order parameter models of this method are more favorable than that the high-order parameter models.
In modern society, development of medical technology has extended the human life span. However, it has also caused some side-effects. Mostly old people who live alone are not available the medical service quickly when they are in emergency situations. Moreover heart related diseases as well are rapidly increasing with aging. This study proposes the emergency medical alarm system. This system measures the physiological signals such as ECG(electrocardiogram), temperature, and motion data, analyzes those data automatically, and sends the urgent message to the Emergency Medical Center and to their family. There are two main parts in the system. In the first part, physiological data acquisition part, the troublesome addition and deletion of body signals on existing proposed systems have been supplemented, which led to the modulized production by means of ECG sensor module, temperature sensor module, acceleration sensor module. The other part is mobile unit, which includes signal processing and transmission functions. And bluetooth allows two parts to communicate with each other. Data that are processed in the mobile unit are stored in the PC database through the WLAN using TCP/IP protocol.
Coupled structures are widely seen in civil and mechanical engineering. In coupled structures, monitoring the translational motion of its key components is of great importance. For instance, some coupled arms are equipped with a hydraulic piston to provide the stiffness along the piston axial direction. The piston moves back and forth and a distance sensing system is necessary to make sure that the piston is within its stroke limit. The measured motion data also give us insight into how the coupled structure works and provides information for the design optimization. This paper develops two distance sensing systems for coupled structures. The first system measures distance with ultrasonic sensor. It consists of an ultrasonic sensing module, an Arduino interface board and a control computer. The system is then further upgraded to a three-sensor version, which can measure three different sets of distance data at the same time. The three modules are synchronized by the Arduino interface board as well as the self-developed software. Each ultrasonic sensor transmits high frequency ultrasonic waves from its transmitting unit and evaluates the echo received back by the receiving unit. From the measured time interval between sending the signal and receiving the echo, the distance to an object is determined. The second distance sensing system consists of a wire draw encoder, a data collection board and the control computer. Wire draw encoder is an electromechanical device to monitor linear motion by converting a central shaft rotation into electronic pulses of the encoder. Encoder can measure displacement, velocity and acceleration simultaneously and send the measured data to the control computer via the data acquisition board. From experimental results, it is concluded that both the ultrasonic and the wire draw encoder systems can obtain the linear motion of structures in real-time.
In this paper, in order to improve the error is utilized to location tracking the smart sensor detects a walking information user, RSSI is to provide an indoor position tracking system that is capable of correcting an error in terms weak. The acceleration sensor is able to detect the activity in the user walking and detects the number of step and the moving distance using the same. The Direction sensor is utilized as a digital compass, to detect the moving direction of the user. As a result of detecting the walking information using the sensor, it can be showed that this proposed indoor positioning system has a high degree of accuracy for the number of steps and the movement direction. Therefore, this paper shows that the proposed technique can correct the error of the location information to be problem in the conventional indoor location system which uses the only Wi-Fi APs by estimating the user's movement direction and distance using the sensors in smartphone without an additional equipment and cost.
The next generation mobile computing technology is recently attracting attention that smartphone and wearable device imbedded with various sensors are being deployed in the world. Existing activity and posture recognition research can be divided into two different ways considering feature of one's movement. While activity recognition focuses on catching distinct pattern according to continuous movement, posture recognition focuses on sudden change of posture and body orientation. There is a lack of research constructing a system mixing two separate patterns which could be applied in real world. In this paper, we propose a method to use both smartphone and wearable device to recognize activity and posture in the same time. To use smartphone and wearable sensor data together, we designed a pre-processing method and constructed recognition model mixing signal vector magnitude and orientation pattern features of vertical and horizontal. We considered cycling, fast/slow walking and running activities, and postures such as standing, sitting, and laying down. We confirmed the performance and validity by experiment, and proved the feasibility in real world.
Discrimination of Parkinson's disease (PD) from Essential tremor (ET) is often misdiagnosed in clinical practice. Since tremor is time-varying signal, and dominant and harmonic frequencies are shown in tremor only with moderate or severe symptom, there are some limitations to use frequency related features. Moreover, patients with PD or ET can suffer from both resting tremor and postural tremor. In this study, 28 patients with PD and 17 patients with ET were enrolled. Tremor was measured with accelerations on the more affected hand during resting and postural conditions. The ratio of root mean square (RMS) of resting tremor to RMS of postural tremor, the mean coefficients of autocorrelation function (ACF), and the mean of differences of two adjacent coefficients of ACF at resting and postural were calculated and compared between PD and ET. The performance showed 98% accuracy with support vector machine and leave-one-out cross validation. In addition, the method accurately differentiated the patients with tremor-dominant PD from patients with ET, with 100% accuracy. Therefore, the developed algorithm can assist clinicians in diagnosing and categorizing patients with tremor, especially, patients with mild symptom or the early stage of a disease, for proper treatment.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.41
no.3
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pp.347-358
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2016
The paper presents a software architecture for a wearable device to measure vital signs with the real-time user's behavior recognition. Taking vital signs with a wearable device help user measuring health state related to their behavior because a wearable device is worn in daily life. Especially, when the user is running or sleeping, oxygen saturation and heart rate are used to diagnose a respiratory problems. However, in measuring vital signs, continuosly measuring like the conventional method is not reasonable because motion artifact could decrease the accuracy of vital signs. And in order to fix the distortion, a complex algorithm is not appropriate because of the limited resources of the wearable device. In this paper, we proposed the software architecture for wearable device using a simple filter and the acceleration sensor to recognize the user's behavior and measure accurate vital signs with the behavior state.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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v.8
no.6
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pp.293-298
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2007
The aged are faced with increasing risk for falls. The aged have more fragile bones than others. When falls occur, it is important to detect this emergency state because such events often lead to more serious illness or even death. A implementation of PDA system, for detection of emergency situation, was developed using 3-axis accelerometer in this paper as follows. The signals were acquired from the 3-axis accelerometer, and then transmitted to the PDA through a Bluetooth module. This system can classify human activity, and also detect an emergency state like falls. When the fall occurs, the system generates the alarm on the PDA. If a subject does not respond to the alarm, the system determines whether the current situation is an emergency state or not, and then sends some information to the emergency center in the case of an urgent situation. Three different studies were conducted on 12 experimental subjects, with results indicating a good accuracy. The first study was performed to detect the posture change of human daily activity. The second study was performed to detect the correct direction of fall. The third study was conducted to check the classification of the daily physical activity. Each test lasted at least 1 min. in the third study. The output of the acceleration signal was compared and evaluated by changing various postures after attaching a 3-axis accelerometer module on the chest. The newly developed system has some important features such as portability, convenience and low cost. One of the main advantages of this system is that it is available at home healthcare environment. Another important feature lies in its low cost of manufacture. The implemented system can detect the fall accurately, so it will be widely used in emergency situations.
Simila, Janika;Gernig, Anita;Murray, Patrick;Fernandes, Sara;Tuohy, Maria G.
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.20
no.12
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pp.1653-1663
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2010
The first gene (${\alpha}$-gal1) encoding an extracellular ${\alpha}$-Dgalactosidase from the thermophilic fungus Talaromyces emersonii was cloned and characterized. The ${\alpha}$-gal1 gene consisted of an open reading frame of 1,792 base pairs interrupted by six introns that encoded a mature protein of 452 amino acids, including a 24 amino acid secretory signal sequence. The translated protein had highest identity with other fungal ${\alpha}$-galactosidases belonging to glycosyl hydrolase family 27. The ${\alpha}$-gal1 gene was overexpressed as a secretory protein with an N-terminal histidine tag in the methylotrophic yeast Pichia pastoris. Recombinant ${\alpha}$-Gal1 was secreted into the culture medium as a monomeric glycoprotein with a maximal yield of 10.75 mg/l and purified to homogeneity using Hisbinding nickel-agarose affinity chromatography. The purified enzyme was maximally active at $70^{\circ}C$, pH 4.5, and lost no activity over 10 days at $50^{\circ}C$. ${\alpha}$-Gal1 followed Michaelis-Menten kinetics ($V_{max}\;of\;240.3{\mu}M/min/mg,\;K_m\;of\;0.294 mM$) and was inhibited competitively by galactose ($K_m{^{obs}}$ of 0.57 mM, $K_i$ of 2.77 mM). The recombinant T. emersonii ${\alpha}$-galactosidase displayed broad substrate preference, being active on both oligo- and polymeric substrates, yet had strict specificity for the ${\alpha}$-galactosidic linkage. Owing to its substrate preference and noteworthy stability, ${\alpha}$-Gal1 is of particular interest for possible biotechnological applications involving the processing of plant materials.
This paper is implemented a control algorithm in order to be stable and minimized to entire train traffic system at delayed case. Signal ing system is described wi th algebraic equations given for train headway, Discrete-event simulation principles are reviewed and a demonstration block signaling model using the technique is implemented. Train congestion at station entrance for short headway operation is demonstrated and the propagation of delays along a platform of trains from any imposed delay to the leading train is also shown. A rail way signaling system is by nature a distributed operation with event triggered at discrete intervals. Although the train kinematic variables of position, velocity, and acceleration are continually changing, the changes are triggered when the trains pass over section boundaries and arrive at signals and route switches. This paper deals with linear-mode1ing, stability and optimal control for the traffic on such metro line of the model is reconstructed in order to adapt the circuits. This paper propose optimal control laws wi th state feedback ensuring the stability of the modeled system for circuits. Simulation results show the benefit to be expected from an efficient traffic control. The main results are summarized as follows: 1. In this paper we develop a linear model describing the traffic for both loop lines, two state space equations have been analyzed. The first one is adapted to the situation where a complete nominal time schedule is available while second one is adapted when only the nominal time interval between trains is known, in both cases we show the unstability of the traffic when the proceeding train is delayed following properties, - They are easily implemented at law cost on existing lines. - They ensure the exponetial stability of loop system. 2. These control laws have been tested on a traffic simulation software taking into the non-linearites and the physical constraints on a metro line. By means of simulation, the efficiency of the proposed optimal control laws are shown.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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