• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제29권5호
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• pp.284-288
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• 2016

Among the various physiological information that could be obtained from human body, heartbeat rate is a commonly used vital sign in the clinical milieu. Photoplethysography (PPG) sensor is incorporated into many wearable healthcare devices because of its advantages such as simplicity of hardware structure and low-cost. However, healthcare device employing PPG sensor has been issued in susceptibility of light and motion artifact. In this paper, to develop the real-time heart rate measurement device that is less sensitive to the external noises, we have fabricated an ultra-small wireless LC resonant pressure sensor by MEMS process. After performance evaluation in linearity and repeatability of the MEMS pressure sensor, heartbeat waveform and rate on radial artery were obtained by using resonant frequency-pressure conversion method. The measured data using the proposed heartbeat rate measurement system was validated by comparing it with the data of an commercialized heart rate measurement device. Result of the proposed device was agreed well to that of the commercialized device. The obtained real time heartbeat wave and rate were displayed on personal mobile system by bluetooth communication.

• 로봇학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.496-504
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• 2023

This paper recognizes the motion intention of the wearer using a muscle stiffness sensor and proposes a control system for a wearable robot based on this. The proposed system recognizes the onset time of the motion using sensor data, determines the assistance mode, and provides assistive torque to the hip flexion/extension motion of the wearer through the generated reference trajectory according to the determined mode. The onset time of motion was detected using the CUSUM algorithm from the muscle stiffness sensor, and by comparing the detection results of the onset time with the EMG sensor and IMU, it verified its applicability as an input device for recognizing the intention of the wearer before motion. In addition, the stability of the proposed method was confirmed by comparing the results detected according to the walking speed of two subjects (1 male and 1 female). Based on these results, the assistance mode (gait assistance mode and muscle strengthening mode) was determined based on the detection results of onset time, and a reference trajectory was generated through cubic spline interpolation according to the determined assistance mode. And, the practicality of the proposed system was also confirmed by applying it to an actual wearable robot.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.18-23
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• 2021

산업 전반에 걸쳐 자기장 센서에 대한 연구나 제품개발이 많이 진행되어져 왔다. 하지만 이런 제품의 단가를 낮추기 위해서는 초기 개발단계에서부터 자기장 필드와 자기장 센서의 특징과 최종제품의 특징들을 정확하게 이해하는 것이 중요하다. 특히, 자기장 필드는 비선형 데이터를 처리하는 계산이 복잡하여 실제로 사용하고 응용하기에는 매우 어렵기 때문에, 이렇게 측정된 자기장 센서값들을 정확하게 계산하기 위해서는 고가의 장비나 복잡한 알고리즘이 필요한 추세였다. 하지만, 본 논문에서는 기존 조이스틱의 특징을 이해한 상태에서 자기장 센서의 고유한 특성과 특징을 소개하면서, 자기장 센서를 사용하는 웨어러블 조이스틱을 개발하기에 적합하고 간단하면서도 기능을 충족하는 디자인 및 개발 방법들을 제시하였다. 특히, 기존 조이스틱의 기계적인 특징과 자기장 센서의 특성을 서로 잘 고려한 후에, 기존 조이스틱의 본질적인 문제인 기계적인 마모와 문제점들을 해결하고자 기계적 구성이나 선들이 필요없는 자기장 센서를 이용하여, 저가의 웨어러블 조이스틱 장치의 디자인 및 개발 할 수 있는 설계요소 및 방법들을 소개하였다. 본 논문의 개발결과로 실제 사용자 테스트를 수행하여, 본 논문의 장비를 처음 접하는 사용자들도 쉽게 이용하여 기존 조이스틱과 같이 정확하게 제어할 수 있음을 보였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권1호
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• pp.93-97
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• 2023

A triboelectric nanogenerator (TENG) is a device that converts mechanical energy into electrical energy, and has been considered as a substitute for continuous power supply due to its high performance, simple structure and eco-friendliness. Recently, it is important to develop a TENG using a non-toxic material in order to use it as a power source for wearable, attachable, and body-embeddable electronics. Here, we developed a human friendly TENG using polyvinyl chloride (PVC) gel containing acetyl tributyl citrate (ATBC), a non-toxic plasticizer. PVC gels were fabricated using various ratios of PVC and ATBC, and optimized by investigating dielectric properties, surface potential, output performance, and durability. The PVC gel based TENG generates output signals of 73 V and 4.3 μA, i.e., a 5-fold enhancement in the output power compared to pristine PVC-based TENG. In addition, the PVC gel can be stretched over 500% of strain. This study is expected to be helpful in the future development of non-toxic wearable TENG.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.715-724
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• 2017

현재 각종 스마트 기기가 발전되고 최근엔 인간의 신체에 부착되어 스마트 컴퓨팅이 가능한 Wearable Device 가 다양하게 연구되고 있다. 또한 인간의 환경적, 유전적 요인으로 인해 기미, 여드름, 아토피, 두피 트러블 등의 피부 질환들이 지속적으로 증가하고 있어 치료를 위한 개인의 의료 부담이 증가하고 있는 실정이다. 이에 따라 피부 미용과 관련된 다양한 피부 트러블을 분석하고, 관리할 수 있는 높은 휴대성과 진단 정확성을 가진 스마트폰이나 태블릿 기반의 스마트 헬스케어 이미징 시스템 개발의 필요성이 대두되고 있다. 이에 본 논문에서는 IoT를 기반으로 수분 및 UV 센서를 활용한 Wearable Device인 스마트 미밴드 H/W 및 센서정보 모니터링 S/W를 결합한 통합 시스템을 제안한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.221-228
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• 2018

빅데이터(Big data)는 제4차 산업혁명 시대를 맞이하여 과학, 기술, 산업, 사회분야에서 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 클라우드(Cloud)와 더불어 공공분야와 민간분야를 아우르는 곳에서 중요한 키워드가 되고 있다. 빅데이터 기반의 서비스는 교통, 기상, 의료, 마케팅 등의 다양한 분야에서 제공되고 있다. 특히 스포츠 분야에서는 병원이나 재활센터가 아닌 훈련이나 일상 생활에서 생체 신호(Vital sign)를 측정할 수 있는 웨어러블 장치(Wearable device)의 등장으로 여러 형태의 생체 신호를 수집, 관리할 수 있게 되었다. 하지만 아직까지 스포츠분야, 즉 야구선수의 훈련(training)과 재활(rehabilitation)을 위한 웨어러블 장치에서 추출된 생체 신호를 가지는 빅데이터에 대한 연구가 활성화되지 못하고 있다. 따라서 본 논문에서는 야구선수에 대한 훈련, 특히 내야와 외야 수비선수에 대한 운동량 측정 생체신호를 빅데이터 기반으로 저장하고 분석할 수 있는 시스템에 대한 연구를 제안한다.

• 센서학회지
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• 제21권4호
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• pp.241-248
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• 2012

Recently healthcare industry such as pharmaceutical, medical device and healthcare service technology is growing significantly. Mobile healthcare has attracted big attention due to IT convergence technology. Paradigm of healthcare has been changed from the 1st generation(communicable disease prevention) and the 2nd generation(treatment of disease due to extended life expectancy) to the 3rd generation(extended life expectancy due to prevention and control). In our study, we suggest the 3rd generation mobile healthcare system using Bluetooth based wearable ECG monitoring system and smart phone technology. The mobile healthcare system consists of wearable shirts with Bluetooth communication module, ECG sensor, battery, and mobile phone. The ECG data is obtained by a miniaturized sensor and the data is transferred to a mobile phone using Bluetooth communication. Then, user can monitor his/her own ECG signal on an application using Android in mobile phone. The Bluetooth communication device is used due to highly reliable data transmission property and the Bluetooth chip is embedded in every mobile phone. The wearable shirts with chest belt of Bluetooth ECG module is designed with a focus on convenience in the daily life of a wearer. The ECG signal evaluation software in Android based mobile phone is developed for the health check and the ECG signal variation is tested according to the activities of the wearer such as walking, climbing stairs, stand up and sit down, and so on.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2005년도 하계학술연구발표회 논문개요집
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• pp.128-129
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• 2005

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제3권4호
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• pp.43-48
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• 2010

웨어러블 단말기에서 가장 문제가 되고 있는 부분은 디스플레이 장치이다. 이러한 문제의 해결 방안으로 안경처럼 착용하는 모니터의 일종인 HMD(Head Mounted Display)가 개발되어 사용되고 있다. 그러나 HMD에서도 문제점은 존재한다. HMD를 착용하고 멀티미디어 콘텐츠를 감상하는 도중에 콘텐츠를 선택하거나 실행할 경우 버튼, 키, 마우스 등을 조작해야 하나, HMD를 착용한 경우에는 매우 불편하다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 가장 근본적인 방법은 새로운 인터페이스를 개발하는 것이다. 따라서 본 논문에서는 제스처 인식 기반의 웨어러블 영상시청 시스템을 개발하였다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.205-214
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• 2020

With the recent development of hardware and software technology, interest in the development of wearable devices is increasing. In particular, wearable devices require algorithms suitable for low-power and low-capacity embedded devices. Among them, there is an increasing demand for a signal compression algorithm that reduces communication overhead, in order to increase the efficiency of storage and transmission of electrocardiogram (ECG) signals requiring long-time measurement. Because normal beats occupy most of the signal with similar shapes, a high rate of signal compression is possible if normal beats are represented by a template. In this paper, we propose an algorithm for determining the normal beat template using the template cluster and Pearson similarity. Also, the template is expressed effectively as a few vertices through linear approximation algorithm. In experiment of Datum 234 of MIT-BIH arrhythmia database (MIT-BIH ADB) provided by Physionet, a compression ratio was 33.44:1, and an average distribution of root mean square error (RMSE) was 1.55%.