지능형 휠체어 구현에 있어 초음파 센서의 배열은 전동휠체어가 장애물을 감지할 수 있는 능력을 결정한다. 따라서 본 논문에서는 지능형 휠체어의 초음파 센서의 효과적인 배열 방법을 제안하고 실험을 통하여 검증한다. 초음파 센서 모듈은 총 10개의 4개 세트로 구성되어 있다. 전동 휠체어의 전방, 좌, 우측에는 각각 3개의 센서를 48도씩 중첩되게 겹쳐 하나의 세트로 구성하고, 후방에는 하나의 센서를 구성한다. 제안된 방법의 센서 배열은 실험을 통해 지능형 휠체어가 임의로 설치된 장애물을 효과적으로 감지하고 보다 정확하게 장애물을 회피 할 수 있음을 보였다.
Kim, Jung-Hoon;Kang, Sung-In;Ryu, Hong-Suk;Lee, Sang-Bae
한국지능시스템학회논문지
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제14권2호
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pp.201-206
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2004
This study attempted to develop a speech recognition module applied to a wheelchair for the physically handicapped. In the proposed speech recognition module, TMS320C32 was used as a main processor and Mel-Cepstrum 12 Order was applied to the pro-processor step to increase the recognition rate in a noisy environment. DTW (Dynamic Time Warping) was used and proven to be excellent output for the speaker-dependent recognition part. In order to utilize this algorithm more effectively, the reference data was compressed to 1/12 using vector quantization so as to decrease memory. In this paper, the necessary diverse technology (End-point detection, DMA processing, etc.) was managed so as to utilize the speech recognition system in real time
KARES(KAIST Rehabilitation Engineering System)는 보조자 없이 팔과 다리가 불편한 장애인과 노약자가 쉽게 이동하며 일상 생활을 하는 것을 돕기 위하여, 6 자유도의 로봇 팔과 휠체어에 장착한 형태의 재활 로봇 시스템이다. 재활 로봇 시스템에서 로봇 팔을 프로그램하고 제어할 수 있는 인터페이스 장치는 매우 중요하다. 특히 사용자가 로봇 팔을 직접 제어하는 경우, 사용자의 인지력의 부담이 심하고 조작의 어려움을 느낀다. 이에 대한 해결책으로 로봇이 자율적으로 작업을 수행하기 위한 칼라 비전 시스템을 제안하고 기본적으로 필요한 네 가지 작업을 정하였다. 로봇 팔에 아이-인-핸드 형태로 카메라를 장착하여 칼라 비전 시스템을 구축하고, 탁자 위에 있는 칼라 표식이 부착된 컵을 잡는 작업과 작은 컵을 입 근처로 이동하는 작업을 구현하였다. 그 결과, 실내 환경에서 실시간에 성공적으로 수행되었다.
The rehailitation robot, one of the service robot, is the important area in the service automation. In the paper, we describe the overall configuration of KARES(KAIST Rehabilitation Engineering System), which is an intellingent rehabilitaion robotic system designed to assist the independent livelihood of the handicapped and the eldrly. KARES consists of the 6 degree of freedom robot arm mounted on a wheelchair, the controller ofr the arm, sensors to perceive environment, and user interface. Basic desired hobs in KARES are gripping the target object and moving it to the user's face for eating, drinking, or cooperation work wiht the mouth. Currently, the manual operation of the arm is available for gripping to target objects. The autonomous functionality will be ginven for the facilities of the human operator.
본 논문은 생체신호 분석과 인공지능으로 전동휠체어 제어 시스템을 개발한다. 얼굴 근육 움직임에서 나오는 생체신호를 분석하고, 인공지능 모델로 생체신호 패턴을 학습하여 눈동자 및 얼굴 움직임을 해석하고 이를 토대로 전진, 후진, 좌회전, 우회전, 정지, 제어와 같은 6가지 기능을 전동휠체어에 적용하고 신체 제한자의 이용 용이성 및 삶의 질 향상을 목표로 한다.
오늘날 가정은 더 이상 의식주를 해결하는 곳이 아니다. 이제 홈 네트워크는 예전 말이 되었고 가정 내 디지털 가전기기들은 OSGi 나 UPnP등이 확장되어 언제 어디서나 인터넷을 통해 자동 제어되고 있다. 본 연구는 OSGi나 UPnP 확장을 통해 디지털 홈 네트워크 미들웨어를 기본 제공하고 JESS 추론 엔진을 통해 스마트 홈 네트워크를 구성한다. 그리고 휴대용 심전도, 혈압, 맥박, 체온 등의 생체 신호 측정 센서를 통하여 생체 인식 기반 스마트 홈 미들웨어를 제공하여, 사용자가 집에서 머무르는 동안 사용자와 근접하여 사용자가 요구하는 홈 서비스를 예측하여 자동으로 제공해 주며, 제공된 홈 서비스가 사용자에게 미치는 스트레스를 분석하여 사용자가 가장 편안하게 느끼는 홈 서비스를 추천하고 사용자의 건강 상태를 실시간으로 모니터링하여 사용자의 건강 상태가 나빠지면 자동으로 사용자, 가족 그리고 의사에게 자동으로 알려주는 시스템을 구축한다.
Kim, Joeng Hoon;Kim, Dong Han;Jang, Won Il;Lee, Sang Bae
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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제4권2호
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pp.149-154
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2004
In this research, we selected the speech recognition to implement the electric wheelchair system as a method to control it by only using the speech and used DTW (Dynamic Time Warping), which is speaker-dependent and has a relatively high recognition rate among the speech recognitions. However, it has to have small memory and fast process speed performance under consideration of real-time. Thus, we introduced VQ (Vector Quantization) which is widely used as a compression algorithm of speaker-independent recognition, to secure fast recognition and small memory. However, we found that the recognition rate decreased after using VQ. To improve the recognition rate, we applied ART2 (Adaptive Reason Theory 2) algorithm as a post-process algorithm to obtain about 5% recognition rate improvement. To utilize ART2, we have to apply an error range. In case that the subtraction of the first distance from the second distance for each distance obtained to apply DTW is 20 or more, the error range is applied. Likewise, ART2 was applied and we could obtain fast process and high recognition rate. Moreover, since this system is a moving object, the system should be implemented as an embedded one. Thus, we selected TMS320C32 chip, which can process significantly many calculations relatively fast, to implement the embedded system. Considering that the memory is speech, we used 128kbyte-RAM and 64kbyte ROM to save large amount of data. In case of speech input, we used 16-bit stereo audio codec, securing relatively accurate data through high resolution capacity.
개인교통수단(PM)은 개인의 이동편의를 향상시켜준다는 측면에서 보행능력이 떨어지는 고령자가 주요 활용 대상이 될 수 있다. 본 연구에서는 고령자가 보도 등 보행환경에서 안전하게 이용할 수 있는 개인교통수단을 설계하고자 한다. 보행환경에는 다양한 통행 장애요인이 존재하며, 개발하고자 하는 수단은 장애요인을 극복하기 위한 기기 성능이 확보되어야 한다. 본 연구에서는 고령자용 개인교통수단의 성능수준 결정을 위하여 보행환경 상 통행 장애요인 현황 및 수준을 조사한다. 관련 지침을 검토하여 조사 대상 항목 및 조사 방법론을 정의하고, 고령자 일상생활 기반 통행 시나리오를 통해 선정된 특정 도로구간에 대하여 조사를 수행한다. 조사 결과를 바탕으로 수단의 기기 성능을 지침 상 제시된 기준에 근거하여 확보하였을 때 발생 가능한 문제점을 확인하며, 장애인용 전동휠체어의 운전 성능 기준을 근거하여 개발 수단의 기기 성능에 대한 요구사항을 정의한다.
본 연구는 복합재를 사용한 휠체어 고정구의 구조 강도 특성에 대하여 평가하였다. 이를 위해 특별교통수단 내 휠체어 고정구의 시험 기준 ISO 10542에 의거하여 전방 충돌 슬레드 유한요소해석을 진행하였고, 이를 통해 얻은 고정구에 작용하는 하중데이터를 휠체어 고정구 유한요소해석의 초기 조건으로 사용하였다. 고정구는 블록, 가이드, 레일로 구성되어 있으며, 이 중에서 레일의 중량 비율이 가장 높기 때문에 탄소섬유 에폭시 복합재를 레일에 적용하는 것이 적합한 것으로 나타났다. 또한 기존의 레일에서 하단 부분을 복합재로 적용한 하이브리드 레일은 기존 SAPH 440으로 제작된 레일의 구조강도와 비슷하게 설계할 경우, 약 27% 정도 경량화를 달성할 수 있는 것으로 나타났다.
최근 정부는 교통약자의 이동권 보장 및 증진을 위한 다양한 정책들을 시행하고 있다. 하지만 광역 대중교통 관점에서 바라본 교통약자의 이동권은 아직 미흡한 상황이다. 현재 대부분의 신도시 지역은 도시철도 노선이 부족하고, 고상 버스 중심의 광역교통망 확충이 이루어지고 있으며, 휠체어 이용자의 지역 간 이동을 위한 버스는 현재 2층 저상 좌석버스가 유일하다. 이에 본 연구에서는 저상 좌석버스 도입에 대한 사업의 필요성과 당위성 제시를 목표로 이용자의 지불의사금액을 조건부가치측정법을 통해 추정하였다. 지불의사 유도방법에는 개방형과 양분선택형 질문방식을 채택하였다. 지불의사금액 추정을 위해 이항로짓모형을 활용하였으며, 그 결과 일반인은 126.7원, 교통약자는 117.5원을 추가 지불할 의사가 있는 것으로 분석되었고, 이를 연간 경제적 편익으로 환산 시 약 350억원으로 산출되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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