• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.378-393
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• 2022

마찰전기 나노발전기(이하 TENG)의 새로운 발전 기술은 에너지 수집 및 자가 전력 공급 감지 응용 분야의 긍정적 전망으로 인해 점점 더 많은 관심을 받고 있다. 또한 최근 소프트로봇의 부상은 플렉시블과 소프트센서, 액추에이터 개발에 대한 폭넓은 관심을 불러 일으키고 있다. TENG는 액추에이터와 자가 전력 공급 센서를 구동하는 유망한 전원으로 간주되어 소프트웨어 로봇, 소프트 센서 및 액추에이터 개발을 위한 독창적인 방법을 제공한다. 이 리뷰에서는 TENG를 기반으로 다양한 형태와 기능을 가진 소프트웨어 로봇을 소개하려 한다. 그 중 자연계의 구조, 표면 형태, 재료 특성과 센싱/발전 메커니즘을 모방한 바이오닉 소프트 로봇의 설계는 TENG 성능 향상에 큰 도움이 되었다. 또한 다양한 바이오닉 소프트 로봇은 TENG의 간단한 구조, 자체 전력 공급 특성 및 조정 가능한 출력으로 인해 이전 구동 방식보다 향상되었다. 그리하여 이 리뷰에서는 TENG가 활성화한 소프트 로봇 응용의 특정 핵심 영역에서 다양한 연구를 종합적으로 검토하려 한다. 리뷰를 요약하자면 먼저 최근 개발된 다양한 TENG 기반 소프트웨어 로봇을 정리하고 다양한 장비 구조, 표면 형태 및 자연적으로 영감을 받은 재료를 비교 분석하여 그에 따른 TENG 성능 개선을 수행한다. 자연계에 사용되는 다양한 유비쿼터스 감지 원리와 발전 메커니즘 및 유사한 인공 TENG 설계가 확인되었고 촉각 디스플레이 및 웨어러블 기기, 인공 전자 피부 등의 기기에 TENG를 활성화하는 바이오닉 응용에 대해 논의한다. 마지막으로 TENG 기반 센서 및 구동 장비의 로봇 실제 적용에 대한 발전 기회, 도전 및 미래 전망을 분석한다.

• 센서학회지
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• 제26권4호
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• pp.266-273
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• 2017

In this research a medical palpation guidance system for minimally invasive surgery (MIS) is proposed. Palpation is a useful tool for identifying a size and location of a lump during a surgery. However, conventional manual palpation is only available in open surgery, so there has been several researches about palpation assistant or guidance system for MIS. The previously developed systems are based on a pressure based or stiffness based approach. These previous approaches have some limitations in increasing complexity of the systems and lack of geometric information about the lump which is more important information for the lump removal than the stiffness information. We propose a palpation guidance system using a novel approach using contact pressure distribution. Since our approach gives the geometry information of the lump as well as the existence information, the operator can easily notice the currently identified lump region and the optimal position for the next palpation. The experiment results show that our approach can offer the geometry information of the lump correctly.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.35-41
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• 2017

We propose a face recognition and notification system that can transform visual face information into tactile signals in order to help visually impaired people. The proposed system consists of a glasses type camera, a mobile computer and an electronic cane. The glasses type camera captures the frontal view of the user, and sends this image to mobile computer. The mobile computer starts to search for human's face in the image when obstacles are detected by ultrasonic sensors. In a case that human's face is detected, the mobile computer identifies detected face. At this time, Adaboost and compressive sensing are used as a detector and a classifier, respectively. After the identification procedures of the detected face, the identified face information is sent to controller attached to a cane using a Bluetooth communication. The controller generates motor control signals using Pulse Width Modulation (PWM) according to the recognized face labels. The vibration motor generates vibration patterns to inform the visually impaired person of the face recognition result. The experimental results of face recognition and notification system show that proposed system is helpful for visually impaired people by providing person identification results in front of him/her.

• 한국분말재료학회지
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• 제28권6호
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• pp.509-517
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• 2021

Smart materials capable of changing their characteristics in response to stimuli such as light, heat, pH, and electric and magnetic fields are promising for application to flexible electronics, soft robotics, and biomedicine. Compared with conventional rigid materials, these materials are typically composed of soft materials that improve the biocompatibility and allow for large and dynamic deformations in response to external environmental stimuli. Among them, smart magnetic materials are attracting immense attention owing to their fast response, remote actuation, and wide penetration range under various conditions. In this review, we report the material design and fabrication of smart magnetic materials. Furthermore, we focus on recent advances in their typical applications, namely, soft magnetic actuators, sensors for self-assembly, object manipulation, shape transformation, multimodal robot actuation, and tactile sensing.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권5호
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• pp.142-149
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• 2009

This paper proposes and demonstrates novel flexible contact force sensing devices for 3-dimensional force measurement. To realize the sensor, polyimide and polydimethylsiloxane are used as a substrate, which makes it flexible. Thin-film metal strain gauges, which are incorporated into the polymer, are used for measuring the three-dimensional contact forces. The force sensor characteristics are evaluated against normal and shear load. The fabricated force sensor can measure normal loads up to 4N. The sensor output signals are saturated against load over 4N. Shear loads can be detected by different voltage drops in strain gauges. The device has no fragile structures; therefore, it can be used as a ground reaction force sensor for balance control in humanoid robots. Four force sensors are assembled and placed in the four corners of the robot's sole. By increasing bump dimensions, the force sensor can measure load up to 20N. When loads are exerted on the sole, the ground reaction force can be measured by these four sensors. The measured forces can be used in the balance control of biped locomotion system.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제13권4호
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• pp.226-230
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• 2007

현재 가장 일반적인 데스크 탑 PC환경에서는 정보 입력을 위해 키보드와 마우스가 사용되고 출력장치로는 시각적으로 정보를 보여주는 모니터를 기반으로 하고 있다. 이런 환경에서는 디지털 정보를 다루기 위해서는 가상의 마우스를 움직여 모니터 상의 원하는 그래픽 아이콘을 선택해야 한다. 이때 가상의 커서는 테이블 위의 물리적인 마우스의 상대적인 움직임을 표현해 준다. 이런 데스크탑 메타포는 사용자에게 물리적인 감각을 통한 직관적인 인터페이스를 제공하지 못한다. 본 논문에서는 사용자가 "스마트퍽"이라는 물리적 도구를 가지고 컴퓨터와 상호작용 할 수 있는 실감인터페이스를 소개하고자 한다. 스마트퍽 시스템은 인간의 아날로그적인 지각과 반응 그리고 컴퓨터상의 디지털 정보와의 거리를 줄여주는 역할을 한다. 이 시스템은 PDP기반의 테이블 디스플레이 장치와 그 위에서 보여지는 정보와 직접적이고 직관적인 인터렉션이 가능한 물리적인 도구인 스마트 퍽, 그리고 스마트 퍽의 위치 추적 장치 등으로 구성되었다. 마지막으로 이러한 시스템을 적용한 예들을 보여주고자 한다.

• 한국의류산업학회지
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• 제24권5호
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• pp.647-654
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• 2022

Wearable devices come in a variety of shapes and sizes in numerous fields in numerous fields and are available in various forms. They can be integrated into clothing, gloves, hats, glasses, and bags and used in healthcare, the medical field, and machine interfaces. These devices keep track individuals' biological and behavioral data to help with health communication and are often used for injury prevention. Those with hearing loss or impaired vision find it more difficult to recognize an approaching person or object; these sensing devices are particularly useful for such individuals, as they assist them with injury prevention by alerting them to the presence of people or objects in their immediate vicinity. Despite these obvious preventive benefits to developing Internet of Things based devices for the disabled, the development of these devices has been sluggish thus far. In particular, when compared with people without disabilities, people with hearing impairment have a much higher probability of averting danger when they are able to notice it in advance. However, research and development remain severely underfunded. In this study, we incorporated a wearable detection system, which uses an infrared proximity sensor, into a backpack. This system helps its users recognize when someone is approaching from behind through visual and tactile notification, even if they have difficulty hearing or seeing the objects in their surroundings. Furthermore, this backpack could help prevent accidents for all users, particularly those with visual or hearing impairments.