• 제목/요약/키워드: Textile-based sensor

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호흡 측정 기능의 스마트 의류를 위한 기초 디자인 연구 (A Study of the Basic Design for Smart Clothing based on Measurement of the Respiration)

  • 조하경;민세동
    • 감성과학
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    • 제15권4호
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    • pp.415-424
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    • 2012
  • 1990년대 이후 웰빙 라이프스타일의 도입 및 인구 고령화 사회의 진입으로 인해 언제 어디서나 지속적으로 측정가능한 생체 신호 센싱 모니터링 시스템에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라, 최근 지속적으로 호흡 측정이 가능한 시스템에 대한 연구 및 개발이 활발히 이루어지고 있으나 소비자 수요에 기반한 스마트 의류적용을 위한 호흡 측정 시스템의 연구는 미비하다. 따라서, 본 연구에서는 압전의 원리를 이용하여 호흡시 인체의 체표면이 변화하면서 센서에 가해지는 압력을 전기적 신호로 바꾸어 호흡을 측정하는, 전도성 섬유기반의 전기용량성 섬유 압력 센서(Textile Capacitive Pressure Sensor, TCPS)를 개발하였으며, 이를 실증적 연구를 통해 센서의 유용성을 입증하고자 하였다. 그 결과, Nasal로부터 측정된 호흡율과 TCPS를 통해 측정된 호흡율간의 상관계수는 r=0.9553 (p< 0.0001)로 TCPS의 신호 측정 정확성을 확인할 수 있었으며, 또한, 사용성 및 착용성 평가의 결과 인지적 변화, 착용성, 운동성, 관리의 용이성 및 유용성에서 모두 만족한다 정도의 평가 결과를 가져와 본 연구에서 개발된 TCPS의 착용성 및 의류 적합성을 입증하였다. 마지막으로 TCPS의 의류 적합 위치 평가 결과는 복부 부위에서 신호의 안정감을 갖으며, 착용감도 높은 것으로 나타났다. 최종적으로, 위의 결과들을 종합하여 호흡 측정 기능의 스마트 의류 개발을 위한 기초 디자인을 제시하였다.

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자연 상태에서의 인간감성 평가를 위한 비접촉식 인덕티브 센싱 기반의 착용형 센서 연구 (A Study on Wearable Emotion Monitoring System Under Natural Conditions Applying Noncontact Type Inductive Sensor)

  • 조현승;양진희;이상엽;이정환;이주현;김훈
    • 감성과학
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    • 제26권3호
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    • pp.149-160
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    • 2023
  • 본 연구에서는 뇌혈류 신호를 측정할 수 있는 시변자계 기반의 비접촉식 직물센서를 설계하여 뇌혈류 신호 검출 및 감성평가의 가능성을 탐색하고자 하였다. 직물센서는 40 denier의 은사를 30합사 한 후 컴퓨터 기계 자수하여 코일형 센서로 구현하였다. 뇌혈류 측정 실험을 위해 코일형 센서를 경동맥 부위에 부착하고, ECG (Electrocardiogram) 전극과 RSP (Respiration) 측정 벨트를 부착 및 착용하도록 하였으며, 동시에 초음파 진단기기를 사용해 도플러 초음파 검사(Doppler Ultrasonography)를 수행하여 혈류 속도를 측정하였다. 피험자에게 Meta Quest 2를 착용시키고, 실험을 위해 조작된 영상 시각 자극을 보여주면서 혈류 신호를 측정한 후 시각 자극에 대한 감성평가 설문지를 작성하도록 하였다. 측정 결과, 도플러 초음파 검사를 통해 측정된 혈류 속도 신호에 변화가 생길 때 직물센서로 측정한 신호도 함께 변화하는 것으로 나타났다. 이를 통해 코일형 직물센서를 이용하여 뇌혈류활동 신호를 측정할 수 있다는 것을 검증하였다. 또한, 감성평가를 위하여 ECG 신호와 PLL 신호(직물센서 신호)에서 추출한 HRV를 계산해서 비교한 결과, 시각 자극으로 인한 교감신경계와 부교감신경계의 활성화에 따른 비율의 변화에 대해서는 직물센서로 측정한 신호와 ECG 신호를 이용해 계산한 값이 비슷한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 결론적으로, 본 연구에서 개발된 시변자계 기반의 코일형 직물 센서를 통해 뇌혈류 변화 측정 및 감성 모니터링이 가능할 것으로 사료된다.

야간 라이딩을 위한 스마트 애슬레져 패션디자인 개발 연구 (A Study on the Development of Smart Athleisure Fashion Design for Night Riding)

  • 박세은;김윤희
    • 한국융합학회논문지
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    • 제11권8호
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    • pp.115-122
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    • 2020
  • 본 연구는 야간 라이딩을 위한 패브릭 일렉트로닉스 기반의 안전 보호용 스마트 애슬레져 패션 개발 연구를 목적으로 하며 인간 친화성이 강화된 Fabric LED Display와 Fabric Capacitive touch sensor를 전도성 원사를 개발 및 활용하여 탈·부착 형태로 설계하여 구현하였다. 이러한 모듈의 탈·부착성은 다른 애슬레져 제품과 기능적·심미적인 요소를 교환 및 호환을 할 수 있도록 설계하여 기능뿐만 아니라 디자인의 다양화가 가능한 커스터마이즈 시스템으로 기존 제품들과 차별화된 스마트 애슬레져 패션 제품을 제안하였다는 점에서 연구의 의의가 있다. 후속 연구에서는 Fabric Electronics를 활용하여 착용성과 유연성이 강화된 직물의 물리적 속성에 적합한 직물센서를 개발하고 이를 활용한 커스터마이즈 스마트 패션을 제시할 예정이다.

RGB-D 센서 및 3D Virtual Clothing CAD활용에 의한 패션소재의 동적표현 시스템에 대한 연구 (A Study on the Dynamic Expression of Fabrics based on RGB-D Sensor and 3D Virtual Clothing CAD System)

  • 이지은;김슬기;김종준
    • 패션비즈니스
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    • 제17권1호
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    • pp.30-41
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    • 2013
  • Augmented reality techniques have been increasingly employed in the textile and fashion industry as well as computer graphics sectors. Three-dimensional virtual clothing CAD systems have also been widely used in the textile industries and academic institutes. Motion tracking techniques are grafted together in the 3D and augmented reality techniques in order to develop the virtual three-dimensional clothing and fitting systems in the fashion and textile industry sectors. In this study, three-dimensional virtual clothing sample has been prepared using a 3D virtual clothing CAD along with a 3D scanning and reconstruction system. Motion of the user has been captured through an RGB-D sensor system, and the virtual clothing fitted on the user's body is allowed to move along with the captured motion flow of the user. Acutal fabric specimens are selected for the material characterization. This study is a primary step toward building a comprehensive system for the user to experience interactively virtual clothing under real environment.

지속가능 섬유 소재 추적성과 저탄소화 공정 (Low Carbonization Technology & Traceability for Sustainable Textile Materials)

  • 최민기;김원준;심명희
    • 한국의류산업학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.673-689
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    • 2023
  • To realize the traceability of sustainable textile products, this study presents a low-carbon process through energy savings in the textile material manufacturing process. Traceability is becoming an important element of Life Cycle Assessment (LCA), which confirms the eco-friendliness of textile products as well as supply chain information. Textile products with complex manufacturing processes require traceability of each step of the process to calculate carbon emissions and power usage. Additionally, an understanding of the characteristics of the product planning-manufacturing-distribution process and an overall understanding of carbon emissions sources are required. Energy use in the textile material manufacturing stage produces the largest amount of carbon dioxide, and the amount of carbon emitted from processes such as dyeing, weaving and knitting can be calculated. Energy saving methods include efficiency improvement and energy recycling, and carbon dioxide emissions can be reduced through waste heat recovery, sensor-based smart systems, and replacement of old facilities. In the dyeing process, which uses a considerable amount of heat energy, LNG, steam can be saved by using "heat exchangers," "condensate management traps," and "tenter exhaust fan controllers." In weaving and knitting processes, which use a considerable amount of electrical energy, about 10- 20% of energy can be saved by using old compressors and motors.

요구공학을 적용한 센서기반 스마트 의류 디자인 프로세스 연구 (A Study of Design Process for Sensor-based Smart clothing based on requirement engineering)

  • 조하경;이주현
    • 감성과학
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    • 제16권3호
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    • pp.397-408
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    • 2013
  • 최근 건강에 대한 관심의 증가와 고령화 사회의 진입으로 인해 센서 기반 스마트 의류는 다양한 어플리케이션과 타입으로 개발되고 있다. 센서기반 스마트 의류는 인체로부터 생체 신호를 측정, 모니터링을 주 목적으로하는 기능성 의류의 한 분야로 신호의 정확성, 기기의 착용성, 센서의 인체 적합성 등의 인체-기기-의류간의 상호작용을 고려하여 디자인되어야 한다는 점에서 기존의 스마트 의류와 다른 특성을 지닌다. 센서기반 스마트 의류의 이러한 특성은 의복의 제작 단계에 있어 요구공학의 단계를 기반으로 개발 목적에 대한 요구의 명확한 문서화 뿐 아니라, 각 단계 진행을 위해 기기분야와 의류분야간의 상호운용성 평가가 이루어져야 하는 필요성을 갖을 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 요구공학이 적용된 센서 기반 스마트 의류 프로세스의 효용성 평가를 위해 실증적 수행 분석을 통해 스마트 의류의 기본 프로세스를 도출하고, 요구공학 분석기법의 단계를 도입하여 두가지 스마트 의류 프로세스를 도출하였다. 제시된 두 프로세스의 실증적 단계별 진행을 통해 프로세스의 효율성 및 디자인의 질적 평가를 수행하였으며, 요구공학이 적용된 센서 기반 스마트 의류의 프로세스의 효용성을 제시하였다.

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소프트 텍스타일 굽힘 각 센서를 이용한 각도 추정 시스템 개발 (Development of an Angle Estimation System Using a Soft Textile Bending Angle Sensor )

  • 양승아;김상운;김주용
    • 감성과학
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    • 제27권1호
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    • pp.59-68
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    • 2024
  • 본 연구의 목적은 기존의 하드 타입의 관성 센서를 대체할 수 있는 소프트 원단 기반 팔꿈치 굽힘 각 센서를 개발하고, 이를 이용하여 굽힘 각도를 추정하는 시스템을 개발하는 것이다. 본 연구에서는 비교 선정을 위하여 Bergamo, E-band, Span cushion, Polyester의 서로 다른 역학적 특성을 가진 4종류 원단에 SWCNT (Single-Walled Carbon Nanotubes) 함침을 통해 전도성을 부여한 후 성능 평가를 통하여 하나의 원단을 선정하여 팔꿈치 굽힘 각 센서로 제작하였다. 성능을 평가하는 지표로 게이지율(Gauge factor), 이력현상(Hysteresis) 및 센싱 범위를 사용하였다. 제작된 센서를 통해 얻은 데이터는 bending 동작에서의 각도에 대한 센서 출력값의 변화와 extending 동작에서의 각도에 대한 센서 출력값의 변화가 다른 경향을 갖고 있기 때문에 두 가지 동작을 나누는 것을 1-step으로 하였다. 2-step으로, 데이터의 복잡한 비선형 관계를 처리하고 높은 데이터 정확도를 달성하기 위해 MLP (Multi-Layer Perceptron)를 활용하였다. 따라서 소프트 텍스타일 굽힘 센서를 제작하였고, MLP를 통해 비선형 관계를 처리하고 각도 추정이 가능해졌다. 본 연구 결과를 기반으로 다양한 스마트 웨어러블 및 헬스케어 분야에서 효과적으로 활용되기를 기대한다.

스마트 제조를 위한 봉제기의 밑실 센싱 모니터링 시스템 (Under-Thread Sewing Yarn Sensing Monitoring System of Sewing Machine for Smart Manufacturing)

  • 이대희;이재용
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.53-60
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    • 2018
  • 고생산성 스마트공장을 실현하고 섬유 공정간 소량 및 대량 생산 요구에 대응할 수 있는 공장간 협업 기능성을 위해서 ICT개념이 도입되고 있다. ICT 기반의 협업 생산과 제조공정 최적화를 통해 제품 개발기간과 원가, 품질, 납기를 개선하여 고생산성 섬유제품을 생산 할 수 있는 ICT 융합형 모니터링 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 봉제기 밑실 부분에 실제 장착 가능한 비접촉식 디지털 광 화이버 센서를 이용하여 밑실잔량을 센싱하여 IoT기반 라떼판다 보드 디스플레이에 표출하는 시스템 설계를 제안하고 구현 하였다. 이는 기존 밑실잔량 센싱 장치에 비해 소형화 되어 봉제기에 적용 우수한 성능을 확보할 수 있다.