최신 이동수단 발달과 관련하여 다양한 생체 신호 및 의료영상 측정용 의료기술 개발이 활발히 이루어 지고 있다. 특히, 인지/신경과학 분야에서 뇌파(electroencephalography, EEG) 측정의 중요성과 이동 중 차량에서의 정확한 뇌파 측정기술 개발은 매우 도전적인 분야이다. 본 연구에서는, 운전 중 뇌파를 이용한 기술에 대해 광범위하게 조사하고, 기술 연구의 동향을 분석하고자 하였다. 이를 위해, Scopus 데이터베이스를 활용하여 2000년 이후 진행된 뇌파 관련 연구를 탐색하였으며, 약 40여편의 논문을 선정하였다. 이를 통해 신호처리 기술, EEG 측정 디바이스 개발, 차량 내 운전자 상태 모니터링 기술의 현재 동향과 미래 방향을 조명하였다. 또한, 이를 위한 초소형 32채널 뇌파 측정 시스템을 설계해 보았으며, 간단히 이를 구현하여 뇌파 신호를 측정 분석함으로써 검토해 보았다. 본 연구는 운전 중 생체신호 측정 및 분석 기술이 자율주행 시대에 맞추어 운전자 케어와 건강 모니터링에 기여할 것으로 기대한다.
뇌파(Electroencephalogram, EEG)는 외부 자극 때문에 발생하는 뇌 활동을 연구하기 위해 사용되는 도구로 두피에 전극을 부착하여 기록한다. 이 과정에서 잡파(artifact)가 혼입되어 신호를 왜곡시키기 쉬워 이를 제거하기 위한 후처리가 필수적이다. 잡파 제거를 위해 널리 사용되는 방법으로 독립성분분석(Independent Component Analysis, ICA)이 존재한다. 이 방법은 성능은 우수하나 뇌파 정보를 일부 손실시키는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 보완하기 위해 시선 추적 센서(Eyetracker)를 통해 얻은 눈 깜빡임 정보를 이용하여 필터 적용 범위를 제한함으로써 뇌파 정보 손실을 줄이는 방법을 제안한다. 이후 신호 대 잡음 비(Signal to Noise Ratio, SNR), 스펙트럼 일관성(Spectral Coherence, SC) 등의 정량화 방법을 이용하여 기존의 방법과 제안하는 방법의 결과를 비교하였다.
The electronencephalogram (EEG) is a complex electrical signal which reflects generalized brain activity. The EEG is utilized in the clinical assesment of many neurological and psychiatric disorders and offers promise for monitoring of patients undergoing operation. This paper describes a technique for quantitative analysis of EEG signals which is based on an eigenspace. Examples of the application approach to simulated and clinical EEG data illustrate the capabilities.
멀미(Motion Sickness)란 전정기관에서 감지된 움직임과 시각적으로 감지된 움직임이 서로 충돌하는 경우에 발생하는 어지럼증 증상이다. 어지럼증이 발생할 경우 사용자는 메스꺼움 및 구토감, 방향 감각 이상과 피로 등의 증세를 호소한다. 이러한 어지럼증 원인이 다양하여 증상에 대한 감별과 치료가 어려운 질환이다. 특히 어지럼증의 유형 중 시각 정보로 인해 유발되는 어지럼증(Visually Induced Motion Sickness)은 발전하는 VR산업에서 해결해야 할 고질적인 숙제로 남아있다. 이러한 VIMS에 대한 분석은 사용자의 활력 징후 측정 및 특징 분석과 EEG 특성 분석을 통하여 가능하다. 이에 본 논문에서는 EEG 신호를 기반으로 시각 정보로 인해 유발되는 어지럼증(VIMS)의 최소화 방안에 대해 고찰하며, 그와 관련된 연구 동향들을 분석한다.
Brain Computer Interface (BCI) is a communication pathway between devices (computers) and human brain. It treats brain signals in real-time basis and discriminates some information of what human brain is doing. In this work, we develop a EEG BCI system using a feature extraction such as common spatial pattern (CSP) and a classifier using Fisher linear discriminant analysis (FLDA). Two-class EEG motor imagery movement datasets with both cued and uncued are tested to verify its feasibility.
In this paper, we propose a novel method to quantify the neural synchronization between subjects in the collaborative process through electroencephalogram (EEG) hyperscanning. We hypothesized that the neural synchronization in EEGs will increase when the communication of the operators is smooth and the teamwork is better. We quantified the EEG signal for multiple subjects using a representative EEG quantification method, and studied the changes in brain activity occurring during collaboration. The proposed method quantifies neural synchronization between subjects through bispectral analysis. We found that phase synchronization between EEGs of multi subjects increased significantly during the periods of collaborative work. Traditional methods for a human error analysis used a retrospective analysis, and most of them were analyzed for an unspecified majority. However, the proposed method is able to perform the real-time monitoring of human error and can directly analyze and evaluate specific groups.
This study investigated the effects of textile attachments on electroencephalogram using 20 persons (10 males and 10 females). Four types of attachment cushions were manufactured by changing the shell fabric (cotton and microfiber) and interlining (synthetic loose fiber and buckwheat). This was done using BIOS-S8 (BioBrain Inc., Korea), an 8-channel polygraph for multi-body signal measurement, to measure EEG. Data were analyzed using the SPSS 24.0 statistical program. EEG values were significantly activated according to gender, particularly when the subjects' eyes were open. For the male cases, 'RT', 'RAHB' values were highly activated and for the female cases, 'RA', 'RB', 'RG', 'RFA', 'RST', 'RLB', 'RMB', 'RST', 'RMT' values were highly activated. Examining the differences in EEG according to type of attachment indicated no significant difference in both sexes. However, in cases of females with their eyes closed, the 'RSA' index was quite different in the left occipital lobe (O1), and when their eyes were open, the 'RFA' in the right frontal lobe (F4) showed a significant difference. However, there was no obvious correlation between the activation of EEG and the subjective preference of textile attachments.
Kim, Eung-Soo;Cho, Han-Bum;Yang, Eun-Joo;Eum, Tae-Wan
한국지능시스템학회:학술대회논문집
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한국퍼지및지능시스템학회 2003년도 ISIS 2003
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pp.260-263
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2003
EEC is an electrical signal, which occurs during information processing in the brain. These EEG signals has been used clinically, but nowadays we are mainly studying Brain-Computer Interface(BCI) such as interfacing with a computer through the EEG controlling the machine through the EEG The ultimate purpose of BCI study is specifying the EEG at various mental states so as to control the computer and machine. A BCI has to perform two tasks, the parameter estimation task, which attemps to describe the properties of the EEG signal and the classification task, which separates the different EEC patterns based on the estimated parameters. First, we have to do parameter estimation of EEG to embody BCI system. It is important to improve performance of classifier, But, It is not easy to do parameter estimation by reason of EEG is sensitivity and undergo various influences. Therefore, this research should do parameter estimation and classification of the EEG to use various analysis algorithm.
요즘 우리 사회는 급속히 고령화 사회로 변화되고 있다. 고령화 사회에서는 치매에 대하여 잘 아는 것이 매우 중요한 일이다. 따라서 본 연구는 기본적으로 치매환자로부터 측정한 EEG 신호의 특성을 파악하는 것을 목표로 한다. 먼저 그것을 위하여 치매환자와 정상인의 EEG 특성을 구분하기 위하여 두 그룹의 자발 EEG 신호를 분석하였다. EEG 신호는 16개의 전극으로 계측하였고, 그 신호들은 주파수대역으로 분류하여 분석하였다. 보다 선명한 EEG 신호로 처리하기 위해서는 2개의 채널 간에 상호상관함수를 적용하였다. 그 결과, 치매환자와 정상인의 EEG 신호의 특성은 분명히 다르다는 사실을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 작업수행시의 집중상태 변화를 검출하기 위하여 2011년 1~2월 동안 집중을 유발하는 시각유발자극에 대하여 생체신호를 측정한 피험자들 중 한명의 뇌파신호를 분석하였다. 두피에서 측정한 뇌파신호로부터 집중관련 뇌 안에서의 발원 신호와 안구운동잡음 신호를 분리하기 위하여 독립성분 분석기법을 측정뇌파 신호에 적용하였다. 안구운동잡음신호가 제거된 집중관련 신호원을 단시간 푸리에 변환하여 주파수 성분 신호를 연속적으로 축적함으로서 시변 특징 형태를 나타내는 에포크 그래프와 스펙트럴 칼라 맵에서의 도식 표현상 규칙성을 향상 시킬 수 있었다. 추출한 감각운동리듬 (SMR: 12-15Hz)과 세타파 리듬 (4-7Hz)관련 집중 지표는 집중시험시간이 경과함에 따라 증가 하였다. 실험을 통하여 단시간 푸리에 변환과 결합한 독립성분 분석기법은 참여자의 집중상태 변화를 분석하는데 사용 할 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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