• Smart Structures and Systems
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• 제14권1호
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• pp.39-54
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• 2014

Node layout optimization of structural wireless systems is investigated as a means to prolong the network lifetime without, if possible, compromising information quality of the measurement data. The trade-off between these antagonistic objectives is studied within a multi-objective layout optimization framework. A Genetic Algorithm is adopted to obtain a set of Pareto-optimal solutions from which the end user can select the final layout. The information quality of the measurement data collected from a heterogeneous WSN is quantified from the placement quality indicators of strain and acceleration sensors. The network lifetime or equivalently the network energy consumption is estimated through WSN simulation that provides realistic results by capturing the dynamics of the wireless communication protocols. A layout optimization study of a monitoring system on the Great Belt Bridge is conducted to evaluate the proposed approach. The placement quality of strain gauges and accelerometers is obtained as a ratio of the Modal Clarity Index and Mode Shape Expansion values that are computed from a Finite Element model of the monitored bridge. To estimate the energy consumption of the WSN platform in a realistic scenario, we use a discrete-event simulator with stochastic communication models. Finally, we compare the optimization results with those obtained in a previous work where the network energy consumption is obtained via deterministic communication models.

• 한국항행학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.330-337
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• 2015

사물인터넷(IoT; internet of things) 환경에서의 서비스는 장비 및 센서들에 의하여 다양한 형태의 서비스로 형성된다. 자동화 설비는 센서에 의하여 동작하는 대표적인 IoT 환경의 서비스로서 센서의 종류에 의하여 다양한 통신 및 프로토콜로 구성이 가능하며, 이러한 다양한 형태의 서비스를 통일된 형태의 IoT 어플리케이션을 구성하기 위해서는 네트워크 및 서비스 구성 효율적인 미들웨어가 필요하다. 본 논문에서는 센서들과 연동하고 제어 및 감시를 목적으로 하는 애플리케이션 개발에 적합한 미들웨어를 설계하였다. 제안된 미들웨어는 소프트웨어 공학의 설계 디자인 패턴중 하나인 어댑터 패턴를 적용하였다. 적용된 디자인 패턴으로 각 센서별 통신 및 서비스 확장성을 확보하였다. 마지막으로 제안된 컴포넌트 미들웨어는 IoT 환경에서의 다양한 센서와 서비스를 쉽게 구성할 수 있음을 확인 할 수 있었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.85-90
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• 2015

본 논문은 실버 세대에게 양질의 돌봄 서비스를 제공하기 위한 사물인터넷 기반의 텔레케어 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 활동량 감지기를 포함한 각종 센서와 사용자 휴대용 응급호출기, 게이트웨이 역할을 수행하는 응급전화기와 텔레케어 서비스 플랫폼인 서버로 구성된다. 특히 활동량 분석을 위해 활동량 인덱스라는 계량화 방안을 제시하고 이를 통해 수집된 일간/주간/월간 활동량 정보를 통해, 실버세대 마다 활동 패턴을 도출하고 변화 감지를 통해 이상 상황을 적절하게 대응할 수 있도록 구현하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.66-73
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• 2015

본 논문에서는 사물인터넷 환경에서 저전력 동작과 에너지 하비스팅이 가능한 스마트 비디오 디바이스의 구조와 에너지 제어모델을 제안한다. 스마트 비디오 디바이스는 프로세서, 이미지 센서, 비디오 코덱, 네트워크 제어기 모듈들로 구성된다. 제안하는 에너지 제어 모델은 이미지 센싱, 비디오 부호화, 전송 시 에너지 소비량 출력과 태양전지를 통한 하비스팅 에너지 입력을 이용하여 에너지 버퍼인 배터리 입출력 관계로 정의된다. 화면률, 양자화 계수, 프로세서 동작 주파수를 에너지 레벨과 기능 블록들의 에너지 소비 제어 계수로 사용한다. 제안하는 에너지 제어 모델은 스마트폰 기반으로 에너지 제어 계수들에 따른 에너지 소비량 측정을 통해 검증되었으며, 에너지 하비스팅 기능을 이용한 지속 가능한 스마트 비디오 디바이스 설계에 활용될 수 있다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.470-477
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• 2009

자기 자신의 형태를 변형하거나 물리적인 결합으로 재구성하여 새로운 환경에 적응하는 모듈형 자가 결합 로봇은 많은 연구가 필요한 분야이다. 본 논문에서는 물리적으로 결합 가능한 모듈형 로봇을 위한 영상기반의 자가 결합 제어기를 제안한다. 먼저 실시간 영상처리가 가능한 모듈형 로봇 플랫폼을 설계하고, 컬러기반 물체 인식 방법을 구현하였다. 모듈형 로봇은 자가 결합을 위해 결합될 로봇 근처의 부목표점까지 장애물들을 회피하면서 주행해 가야 한다. 본 논문에서는 부 목표점의 추적을 위하여 영상처리를 통해 얻은 거리와 방향각 정보들을 사용한 퍼지 주행 제어기와 장애물 회피를 위한 퍼지 제어기를 제안하고, 제안된 퍼지 제어기들과 로봇의 절대 거리 및 방향각 정보를 사용하여 모듈형 로봇을 위한 자가 결합제어기를 구현하였다. 실제 제작된 두 대의 모듈형 로봇을 사용하여 다양한 환경에서 로봇간 거리와 방향각이 다른 상황에서 실험을 수행하여 제안된 자가 결합 제어 방법의 성능을 검증하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제25권6호
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• pp.517-521
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• 2016

General industrial robots are difficult to use for precision assembly because they are operated based on position control. Their position accuracy is also usually higher than the assembly clearance (several tens of ${\mu}m$). In previous researches, force control was suggested as a robotic assembly solution. However, this method is difficult to apply in reality because of speed and cost problems. The RCC provides high speed, but applications are limited because the compliance is fixed, and it cannot detect an assembly condition during a task. A variable passive compliance device (VPCD) was developed herein. The VPCD can detect the assembly condition during tasks. This device can provide proper compliance for successful assembly tasks. The pneumatic system and the Stewart platform with an LVDT sensor were applied for measuring the displacement and variable compliance, respectively. The concept design and analysis were conducted to prove the effectiveness of the developed VPCD.

• 한국방사선학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.39-44
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• 2007

본 연구에서는 환자들의 일상생활 동안 움직임 이상을 관찰하기 위한 인체동작 무선계측 기술을 개발하였다. 기술개발에 사용한 도구는 버클리대학에서 개발한 MICA, TinyOS, nesC를 이용하여 무선신호 감지, 소프트웨어 플랫폼, 그리고 임베디드 프로그래밍을 위한 도구로 사용하였다. 실험을 위해 개발된 장비를 인체의 가슴부위에 부착하고 움직임 동작인 앉기, 서기, 눕기 데이터를 획득하여 PDA로 무선전송하여 저장하고 처리하여 그래프로 보여준다. 보여진 결과는 인체동작을 구속이나 제한 없이 기록할 수 있게 된다. 본 연구의 결과는 환자의 움직임 이상과 일상생활동작을 관찰하는 데 사용될 수 있을 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.5-11
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• 2020

구조물의 이상징후 판단 및 장단기 안정성, 장래 거동 등의 판단에 다양한 계측결과가 효율적으로 이용되기 위해서는 계측 데이터 내에 포함한 각종 이상치의 판정 및 제거가 필요하다. 본 연구에서는 장기 시계열 데이터에 대한 이상치 평가를 수행하기 위한 통합 이상치 분석 시스템을 개발하였다. 이상치 평가는 시계열 분석법에 의한 단일 데이터셋 대상의 1차 이상치 분석과 합성신호 기반의 다중 데이터셋에 대한 2차 이상치 분석으로 구분하여 단계별로 수행되었다. 통합 이상치 분석 시스템은 구조물에 대한 종합 안전관리 플랫폼과 실시간 연동되어 구조물의 각종 안전성 평가 및 거동 예측 등을 위한 기초자료를 제공할 수 있도록 개발되었다. 현장 적용을 통해 일정 경향을 보이는 동종의 다수 센서들의 합성신호와 개별 데이터셋 간의 상관성이 크게 증가함을 확인할 수 있었으며, 상관성에 대한 가중치 적용을 통해 차별 거동을 보이는 다양한 센서 계측치들도 모두 통합 이상치 분석에 활용될 수 있음을 확인 할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.1761-1770
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• 2017

대뇌혈류증가 치료는 뇌경색에 가장 중요한 치료방법중 하나이다. 기존의 대뇌혈류증가 치료가 침습적으로 행해져옴에 따라 다수의 합병증을 유발할 수 있다는 문제점이 제기되고 있다. 따라서 이러한 문제점을 보완하기 위해 최근에는 비침습적 대뇌혈류증가 장치가 등장하였다. 하지만 현재 구현된 비침습적 대뇌혈류증가 장치는 속도와 정확성이 떨어지는 문제점이 제기되고 있다. 본 논문에서는 기존의 구현된 비침습적 대뇌혈류증가 장치의 단점을 보완하고자 다른 방식으로 시스템을 구현하여 대뇌 부위로 가는 혈류량을 우회적으로 증가시켜 최종대뇌 손상부위를 최소화 하는 것으로 목표로 한다. 본 논문에서 구현한 시스템은 사지압박을 진행함과 동시에 사지의 혈류지수를 측정하여 혈류지수가 일정 수치 이하로 떨어지는 압력을 찾아 사지압박을 통해 대뇌부위로 가는 혈류량을 우회적으로 증가시켜 혈류증강 치료를 실시한다. 이는 기존의 침습적 대뇌혈류증가 치료와 비교하여 합병증의 우려가 없고, 최종실험 결과 혈류량을 20% 이상 증가시키기에 환자에게 선택적으로 사용될 수 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.453-456
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• 2016

최근 의료 분야에서의 IoT 기술에 대한 관심이 지속적으로 증가하고 있다. 기존 IoT 기술은 주로 만성 질환 환자 관리나 또는 일반인의 신진 대사를 관리하는데 초점이 맞추어져 있으나, 점차 병원에서 집중 관리가 필요한 환자를 대상으로 사용 범위가 확장되고 있다. 따라서 이를 위한 IoT 기술은 보다 정확하고 빠른 정보 전달 및 보안이 요구 된다. 본 논문에서는 의료 기관에서의 IoT 서비스 시나리오를 정의하고, 실제 아두이노 보드, 상용센서, 그리고 웹 기반 IoT 플랫폼을 이용하여 의료 IoT 서비스 플랫폼을 구축했다. 상기 테스트 베드에서의 실험을 통해 제안한 서비스 플랫폼이 의료 정보 전달 지연 및 정확도 측면에서 고려될 수 있음을 보여준다.