International Journal of Advanced Culture Technology
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제11권1호
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pp.370-375
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2023
As we enter a super-aged society, studies are being conducted to reduce complications and deaths caused by falls in elderly adults. Research is being conducted on interventions for preventing falls in the elderly, wearable devices for detecting falls, and methods for improving the performance of fall detection algorithms. Wearable devices for detecting falls of the elderly generally use gyro sensors. In addition, to improve the performance of the fall detection algorithm, an artificial intelligence algorithm is applied to the x, y, z coordinate data collected from the gyro sensor. In this paper, we develop a wearable device that uses a gyro sensor, body temperature, and heart rate sensor for health management as well as fall detection for the elderly. In addition, we develop a fall detection and health management system that works with wearable devices and a guardian's mobile app to improve the performance of the fall detection algorithm and provide health information to guardians.
헬스케어 및 의료분야를 위한 배터리 기반 웨어러블 디바이스가 많이 제품화되고 있으나, 효과적인 전력 관리 미흡으로 자주 충전해야 하는 사용자의 불편함이 존재한다. 본 연구에서는 HW에서 제공하는 전력 관리 회로도를 효과적으로 활용할 수 있는 Tickless 기반 운영체제 및 전력 관리 알고리즘을 제시하고, 보드 레벨에서 최소 전력을 소모하는 Cold Restart 기법을 제안한다. 제안된 기법의 운영체제는 기존 운영체제에 비해 웨어러블 디바이스의 응용을 모델링한 4가지 시나리오에서 2배에서 최대 33배의 전력 소모 절감을 가져왔다.
Recently, the wearable computing technology with bio-sensors has been rapidly developed and utilized in various areas such as personal health, care-giving for senior citizens who live alone, and sports activities. In particular, the wearable computing equipment to measure vital signs by means of digital yarns and bio sensors is noticeable. The wearable computing devices help users monitor and manage their health in their daily lives through the customized healthcare service. In this paper, we suggest a system for monitoring and analyzing vital signs utilizing smart healthcare clothing with bio-sensors. Vital signs that can be continuously acquired from the clothing is well-known as unstructured data. The amount of data is huge, and they are perceived as the big data. Vital sings are stored by Hadoop Distributed File System(HDFS), and one can build data warehouse for analyzing them in HDFS. We provide health monitoring system based on vital sings that are acquired by biosensors in smart healthcare clothing. We implemented a big data platform which provides health monitoring service to visualize and monitor clinical information and physical activities performed by the users.
본 논문에서는 의복용 무선전력전송 시스템을 구축을 위한 평면형 직물공진기를 제안하고, 공진기에 사용된 의복용 직물기판의 재질별 특성을 분석하였다. 평면형 직물공진기는 공진주파수가 1-10 MHz가 되도록 직물기판 위에 전도성 물질로 루프 및 코일을 평면 설계하였다. 의복용으로 많이 사용되고 있는 폴리에스테르 섬유와 면을 직물기판으로 사용하였으며, 평면 루프와 코일은 동테이프(copper tape)와 실버페이스트(silver paste)로 설계하였다. 자기공진형 무선전력전송 시스템에 적용된 직물의 재질별 특성을 분석하기 위해 송신부와 수신부를 대칭으로 설계하였다. 실험 결과, 낮은 유전상수 및 비교적 두꺼운 두께를 가진 직물기판과 표면저항이 작은 도체성 재질의 패턴(루프 및 코일)으로 제작되었을 때, 의복용 무선전력전송 시스템이 높은 전송효율을 보였다. 본 연구를 통해 제안된 평면형 직물 공진기는 무선전력전송 기술의 영역을 의복용으로 넓힐 수 있는 가능성을 보여주었다.
최근 들어 국내외 대기업에서는 웨어러블 디바이스 사업에 전폭적으로 투자하고 있으며, 지난해 대비 26% 가량 많은 사용자들이 웨어러블 디바이스 기반의 다양한 서비스를 제공받고 있다. 기존의 헬스케어, 스마트워크, 스마트 홈 환경에서 폭넓게 사용되고 지고 있으며 융합서비스 환경에서 접목할 수 있도록 도입되어지고 있다. 그러나 G사의 제품이 상용화 되면서 개인정보보호 이슈가 사회적으로 큰 파장을 불러일으키고 있으며, 통신의 데이터 관리 및 보안 쪽에서 위험성이 증대되고 있다. 또한 기존의 무선 환경에서 사용되었던 암호체계를 사용하고 있어 신규 및 변종 보안 위협에 대한 취약성이 발생하고 있다. 본 논문에서는 웨어러블 디바이스 기반에서 안전한 통신을 수행할 수 있는 프로토콜에 대해서 연구를 한다. 등록 및 인증과정에서 코드 값을 기반으로 서명값을 생성한다. 서명 값을 기반으로 안전한 통신을 수행할 수 있도록 통신기법을 설계하도록 한다. 웨어러블 디바이스환경에서 발생하는 공격기법에 대해서 안전성을 분석하여, 기존의 암호시스템과 제안시스템의 성능평가를 수행하여 대략 14%의 효율성을 확인할 수 있었다.
모바일 투어 가이드 어플리케이션은 여행 정보를 제공하여 여행자가 여행 중에 주변의 관심 지점(POI; Point of Interest) 을 검색하고 찾아갈 수 있도록 돕는다. 최근 모바일 컴퓨팅 기술이 발전하면서 핸드헬드 디바이스와 웨어러블 디바이스를 여행 정보 검색에 활용하는 사용자가 늘어나고 있지만, 모바일 투어 가이드 어플리케이션들은 디바이스의 특성을 고려하지 않고 여행 정보를 제공한다. 특히 이들 투어 가이드 어플리케이션들은 여행 상황을 공유하지 않기 때문에 여러 모바일 디바이스를 이용하는 여행자는 각각의 디바이스에 여행자의 검색 의도를 별도로 입력해야 하고, 동기화된 여행 정보를 제공받지 못한다. 이러한 문제들을 개선하기 위해 본 논문에서는 디바이스의 특성에 따라 여행 정보를 제공하고 여행 상황을 공유하는 모바일 투어 가이드 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 핸드헬드 디바이스와 안경형 웨어러블 디바이스를 이용하여 여행자에게 여행 정보를 제공하고, 각각의 디바이스가 가진 단점을 상호 보완하면서 여행자를 안내한다. 또한 제안된 시스템은 각각의 디바이스들에 설치된 어플리케이션 사이에 여행 상황을 공유하여 여행자의 입력을 최소화하고, 여행 상황에 맞는 여행 정보를 제공한다.
Objective: The purpose of this study was to investigate the test-retest reliability and concurrent validity of the joint angle of the lower extremities during sit-to-stand movements with wearable sensors based on a portable gait analysis system (PGAS), and the results were compared with a analysis system (MAS) to predict the clinical potential of it. Design: Cross-sectional study. Methods: Sixteen persons with stroke (9 males, 7 females) participated in this study. All subjects had the MAS and designed PGS applied simultaneously and eight sensor units of designed PGAS were placed in a position to avoid overlap with the reflexive markers from MAS. The initial position of the subjects was 90º of hip, knee, and ankle joint flexion while sitting on a chair that was armless and backless. The height of the chair was adjusted to each individual. After each trial, the test administrator checked the quality of data from both systems that measured sit-to-stand for test-retest reliability and concurrent validity. Results: As a result, wearable sensor based designed PGAS and MAS demonstrated reasonable test-retest reliability for the assessment of joint angle in the lower extremities during sit-to-stand performance. The intra-class correlation coefficients (ICCs) for wearable sensor based designed PGAS showed an acceptable test-retest reliability, with ICCs ranging from 0.759 to 0.959. In contrast, the MAS showed good to excellent test-retest reliability, with ICCS ranging from 0.811 to 0.950. In concurrent validity, a significant positive relationship was observed between PGAS and MAS for variation of joint angle during sit-to-stand movements (p<0.01). A moderate to high relationship was found in the affected hip (r=0.665), unaffected hip (r=0.767), affected knee (r=0.876), unaffected knee (r=0.886), affected ankle (r=0.943) and unaffected ankle (r=0.823) respectively. Conclusions: The results of this study indicated that wearable sensor based designed PGAS showed acceptable test-retest reliability and concurrent validity in persons with stroke for sit-to-stand movements and wearable sensors based on developed PGAS may be a useful tool for clinical assessment of functional movement.
This paper describes the design and implementation of a System-on-a-Chip (SoC) for face recognition to use in wearable/mobile products. The design flow starts from the system specification to implementation process on silicon. The entire process is carried out using a FPGA-based prototyping platform environment for design and verification of the target SoC. To ensure that the implemented face recognition SoC satisfies the required performances metrics, time analysis and recognition tests were performed. The motivation behind the work is a single chip implementation of face recognition system for target applications.
An wearable electrocardiogram (ECG) monitoring system is a widely used non-invasive diagnostic tool for ambulatory patient who may be at risk from latent life-threatening cardiac abnormalities. In this paper, we have a portable ECG monitoring system with conductive fiber which was characterized by the small-size and the low power consumption. The system consists of conductive fibers, one-chip microcontroller, ECG preprocessing circuit, and monitoring software to be able to record and analyze in PC. ECG preprocessing circuit is made of pre-amplifier with gain of 10, band-pass filter with bandwidth of 0.5-120Hz and 2.5V offset circuit for A/D conversion. ECG signals obtained by sensor are included with corrupted noises such as a baseline wandering, 60 Hz power noise and interference noise by body movement. For cancellation corrupted noises in signals obtained by conductive fiber, we used the wavelet decomposition of wavelet transforms in MATLAB toolbox.
In this paper, we propose a methodology for classifying types of lower limb disability and their mechanical structure, based on extensive survey of previous developments. We also propose a task-oriented design with human-friendly and energy-efficient assistive system. The result can be used for optimal design of wearable walking-assistive robot considering the type of disability and the content of task.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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