• 센서학회지
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• 제32권6호
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• pp.340-351
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• 2023

Wearable sensors designed for strain, pressure, and temperature measurements are essential for monitoring human movements, health status, physiological data, and responses to external stimuli. Notably, recent research has led to the development of high-performance wearable sensors using innovative materials and device structures that exhibit ultra-high sensitivity compared with their commercial counterparts. However, the quest for accurate sensing has identified a critical challenge. Specifically, the mechanical flexibility of the substrates in wearable sensors can introduce interference signals, particularly when subjected to varying external stimuli and environmental conditions, potentially resulting in signal crosstalk and compromised data fidelity. Consequently, the pursuit of non-interference sensing technology is pivotal for enabling independent measurements of concurrent input signals related to strain, pressure, and temperature, ensuring precise signal acquisition. In this comprehensive review, we present an overview of the recent advances in noninterference sensing strategies. We explore various fabrication methods for sensing strain, pressure, and temperature, emphasizing the use of hybrid composite materials with distinct mechanical properties. This review contributes to the understanding of critical developments in wearable sensor technology that are vital for their ongoing application and evolution in numerous fields.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제45권2호
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• pp.75-80
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• 2024

This research investigates the influence of chair tilt functionality on biometric signals and user comfort, addressing the ergonomic challenges posed by modern sedentary lifestyles. Through an experimental study involving eight male participants, the impact of chair tilt on electromyography (EMG), heart rate, metabolic rate, pressure distribution, and distance between the lumbar spine and the lumbar support part of the chair was measured across different seating postures. The study utilized chairs with both synchronous and non-synchronous tilt mechanisms to explore how adjustments in chair design affect user comfort and physiological responses during prolonged sitting. Key findings suggest that chair tilt functionality can significantly reduce muscle activity and energy expenditure, enhancing user comfort and potentially mitigating health risks associated with prolonged sedentary behavior. Notably, the study revealed a preference among participants for chairs that aligned the rotational center of the tilt with the hip joint, highlighting the importance of this ergonomic feature in enhancing user comfort. Additionally, the research proposes a novel methodology for assessing seating comfort through the analysis of both biometric and physical signals, providing valuable insights for the development of ergonomic chair designs focused on user health and comfort.

• Fibers and Polymers
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• 제7권4호
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• pp.450-456
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• 2006

The objectives of this study were to investigate physiological and psychological responses to the rustling sound of Korean traditional silk fabrics and to figure out objective measurements such as sound parameters and mechanical properties determining the human responses. Five different traditional silk fabrics were selected by cluster analysis and their sound characteristics were observed in terms of FFT spectra and some calculated sound parameters including level pressure of total sound (LPT), Zwicker's psychoacoustic parameters - loudness(Z), sharpness(Z), roughness(Z), and fluctuation strength(Z), and sound color factors such as ${\Delta}L\;and\;{\Delta}f$. As physiological signals, the ratio of low frequency to high frequency (LF/HF) from the power spectrum of heart rate variability, pulse volume (PV), heart rate (HR), and skin conductance level (SCL) evoked by the fabric sounds were measured from thirty participants. Also, seven aspects of psychological state including softness, loudness, sharpness, roughness, clearness, highness, and pleasantness were evaluated when each sound was presented. The traditional silk fabric sounds were likely to be felt as soft and pleasant rather than clear and high, which seemed to evoke less change of both LF/HF and SCL indicating a negative sensation than other fabrics previously reported. As fluctuation strength(Z) were higher and bending rigidity (B) values lower, the fabrics tended to be perceived as sounding softer, which resulted in increase of PV changes. The higher LPT was concerned with higher rating for subjective loudness so that HR was more increased. Also, compression linearity (LC) affected subjective pleasantness positively, which caused less changes of HR. Therefore, we concluded that such objective measurements as LPT, fluctuation strength(Z), bending rigidity (B), and compression linearity (LC) were significant factors affecting physiological and psychological responses to the sounds of Korean traditional silk fabrics.

• 대한교통학회지
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• 제29권5호
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• pp.67-78
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• 2011

본 연구에서는 30명의 피실험자를 대상으로 운전자의 운전부하 특성을 분석하였다. 설계운전자의 심리생리적 특성을 파악하고자 뇌의 후두엽부위 뇌파신호를 이용하여 시뮬레이션 실험과 현장주행 실험을 수행하였다. 본 연구를 통해 다음과 같은 결론을 도출하였다. 첫째, 운전자의 생체신호(뇌파)를 이용하여 설계운전자의 특성을 표현할 수 있었다. 둘째, 설계운전자의 운전부하 설명변수로는 베타파 값과 상대에너지 계수 값이 통계적으로 유의하였다. 셋째, 시뮬레이터 주행실험치의 90퍼센타 일 범위값이 설계운전자의 특성으로 적정한 것으로 분석되었다. 넷째, 실제 도로주행상황에서, 설계운전자의 최대 각성값은 베타파의 경우 31.72이며, 상대에너지계수 지표의 경우 1.296으로 분석되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권2B호
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• pp.232-243
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• 2010

본 논문에서는 다양한 생체신호들을 이용하여 심리상태와 생체정보를 판별하고, 외부환경 정보와 함께 이용자의 현재 상황을 인식하여 그에 맞는 적절한 서비스를 제공하는 생체정보기반 상황인식시스템(Bio-Signal Context aware system :BSC)을 설계하고 구현한다. 본 논문에서 구현한 생체정보기반 상황인식시스템은 센서를 통하여 측정된 뇌파(EEG), 심전도(ECG), 피부전도도(GSR) 등의 생체신호들로부터 특징들을 추출하고 분석하였으며, 분석된 결과를 입력받아 평온, 집중, 긴장, 우울의 네 가지 심리상태를 판별하였다. 판별된 심리상태의 결과와 함께 심박변이도(HRV), 피부전도도, 체온 등의 생체신호로부터 분석된 생체 상황정보, 그리고 외부 환경의 상황정보로부터 이용자의 현재 상황을 추론하고 인식하여 현재 생체 상황에 맞는 적절한 서비스를 제공하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권3호
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• pp.141-149
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• 1999

본 연구에서는 수면상태에서의 자율신경 활동을 관찰하기 위하여 웨이브렛 변환을 이용하여 HRV 신호를 분석하였다. 심전도 신호로부터 HRV 신호를 재구성하고 웨이브렛 변환을 통하여 얻은 계수를 이용하여 신호를 주파수 대역별 분석하였다. 분석된 결과를 AR 모델 기법을 이용한 기존의 주파 수 분석 방법과 비교하였다. 본 논문에서 제안한 웨이브렛 계수에 의한 전력스펙트럼 성분은 기존의 FFT나 AR모델 방법에 의한 결과와 동일한 경향을 나타내고 있었다. 따라서, 웨이브렛 계수에 의한 전력스펙트럼 분석방법은 HRV 신호를 이용한 자율신경계 활동 분석의 도구로 유용함을 알 수 있었다. 피검자가 일단 수면상태로 빠져들면, 심혈관계 역시 빠른 속도로 반응하여 수면에 적절한 활동을 수행하게 된다. 이러한 적응 활동은 심혈관 기관에 따라 차이는 있지만 대부분 수초내에 일어나게 된다. 본 논문에서 제안한 웨이브렛에 의한 분석 기법은 기존의 방법으로는 불가능했던 시간대별 변화 추이를 잘 표현할 수 있으므로 HRV 신호의 분석뿐만 아니라 다른 생체 신호의 분석에도 유용 할 것으로 예상된다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.136-141
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• 2012

운전 중 운전자의 졸음은 교통 사망사고를 일으키는 중요한 요인이며 음주운전보다도 더 위험할 수 도 있다. 이러한 이유로 운전자의 졸음을 판별하고 경고하는 시스템 개발이 최근에 매우 중요한 이슈로 떠올랐다. 그중에서도 졸음과 가장 밀접한 관련이 있는 생체 신호인 뇌파 (Electroencephalogram, EEG)와 안구전도 (Electrooculogram, EOG)를 분석하는 연구가 주류를 이루고 있다. 본 논문에서는 실험 프로토콜에 의거하여 측정된 뇌파를 주파수별로 분석하여 운전자의 상태별 뇌파 데이터베이스를 구축하고 선형예측(Linear Predictive coding, LPC) 계수를 특징벡터로 한 신경회로망 기반 운전자 졸음 감지 시스템을 제안한다. 실험결과로 졸음의 뇌파분석에서 알파파가 감소하며 세타파가 증가하는 추세를 보였으며, LPC 계수가 각성, 졸음 및 수면상태의 특징을 잘 반영하였다. 특히 제안한 시스템은 적은 샘플(250ms)을 가지고도 96.5%라는 높은 분류 결과를 얻어 짧은 순간에 일어날 수 있는 운전 시 돌발 상황을 실시간으로 검출 가능성을 확인하였다.

• Journal of Korean Dental Science
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• 제10권2호
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• pp.45-52
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• 2017

Calcium has versatile roles in diverse physiological functions. Among these functions, intracellular $Ca^{2+}$ plays a key role during the secretion of salivary glands. In this review, we introduce the diverse cellular components involved in the saliva secretion and related dynamic intracellular $Ca^{2+}$ signals. Calcium acts as a critical second messenger for channel activation, protein translocation, and volume regulation, which are essential events for achieving the salivary secretion. In the secretory process, $Ca^{2+}$ activates $K^+$ and $Cl^-$ channels to transport water and electrolyte constituting whole saliva. We also focus on the $Ca^{2+}$ signals from intracellular stores with discussion about detailed molecular mechanism underlying the generation of characteristic $Ca^{2+}$ patterns. In particular, inositol triphosphate signal is a main trigger for inducing $Ca^{2+}$ signals required for the salivary gland functions. The biphasic response of inositol triphosphate receptor and $Ca^{2+}$ pumps generate a self-limiting pattern of $Ca^{2+}$ efflux, resulting in $Ca^{2+}$ oscillations. The regenerative $Ca^{2+}$ oscillations have been detected in salivary gland cells, but the exact mechanism and function of the signals need to be elucidated. In future, we expect that further investigations will be performed toward better understanding of the spatiotemporal role of $Ca^{2+}$ signals in regulating salivary secretion.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.768-773
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• 2012

운전 중 운전자의 졸음은 교통 사망사고를 일으키는 중요한 요인이며 음주운전보다도 더 위험할 수 도 있다. 이러한 이유로 운전자의 졸음을 판별하고 경고하는 시스템 개발이 최근에 매우 중요한 이슈로 떠올랐다. 그중에서도 졸음과 가장 밀접한 관련이 있는 생체 신호 분석이 많이 적용되는데 그중에서도 뇌파(Electroencephalogram, EEG)와 안구전도(Electrooculogram, EOG)를 분석하는 연구가 주류를 이루고 있다. 본 논문에서는 실험 프로토콜를 바탕으로 측정된 뇌파를 주파수별로 분석하여 운전자의 상태별 뇌파 데이터베이스를 구축하였고 선형예측(Linear Predictive Coding, LPC) 계수와 Support Vector Machine(SVM)을 이용한 운전자 졸음 감지 시스템을 제안한다. 실험결과로 졸음의 뇌파분석에서 알파파가 감소하며 세타파가 증가하는 추세를 보였으며, LPC 계수가 각성, 졸음 및 수면상태의 특징을 잘 반영하였다. 특히 제안한 시스템은 적은 샘플(250ms)에서도 96.5%의 높은 분류 결과를 얻어 짧은 순간에 일어날 운전시 돌발 상황을 실시간으로 예측할 수 있는 가능성을 보였다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2001년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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• pp.46-50
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• 2001

Voice is one of the most efficient communication media and it includes several kinds of factors about speaker, context emotion and so on. Human emotion is expressed in the speech, the gesture, the physiological phenomena (the breath, the beating of the pulse, etc). In this paper, the method to have cognizance of emotion from anyone's voice signals is presented and simulated by using neuro-fuzzy model.