• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권8호
• /
• pp.260-267
• /
• 2018

표면근전도(sEMG) 신호의 응용은 초기에는 단순히 근육 활성도의 유무를 판별하여 On/Off 의 스위치 기능으로 많이 사용되어 왔으나, 표면근전도 신호처리와 알고리즘의 발달로 휠체어의 방향 제어는 물론 수화를 인식하는 분야까지 확대되었다. 청각 장애인들의 언어 소통을 위한 중요한 수단인 수화나 지화는 미학습자와는 소통의 어려움이 존재해왔으며, 이러한 어려움을 해결하기 위해 수화나 지화를 인식하는 기술에 대한 연구가 지속적으로 수행되어 왔다. 최근에는, 수화나 지화 시연시에 활성화되는 근육의 신호를 활용하여 수화나 지화를 인식하는 방법이 중국 숫자지화 중심으로 적용되고 있는 추세이다. 하지만, 수화나 지화는 일반 음성언어와 마찬가지로 중국 숫자지화와 한국 숫자지화가 다르므로, 중국 숫자지화 시연시에 관여하는 근육이 한국 숫자지화 시연시에는 관여하지 않을 수가 있어, 인식률이 현저히 떨어질 수 있다. 그러므로 한국 숫자지화 시연시에 활성화되는 근육의 선정은 표면근전도 신호에 기반한 한국 숫자지화 인식률에 매우 중요하다. 하지만, 표면근전도 신호에 기반한 한국 숫자지화 인식에 대한 연구는 문헌에서 드물다. 본 연구에서는 표면근전도 신호를 활용한 한국수화 또는 한국지화의 인식에 관한 초기 연구로서, 한국 숫자지화를 시연시에 관여하는 아래팔근육을 제안하고 실험을 통하여 검증하기 위해 숫자 영(0)부터 다섯(5)의 여섯 가지 한국 숫자지화를 대상으로 인식하는 연구를 수행하였다. 이를 위해, 표면근전도 신호를 활용한 CNN 기반 지화인식 방법에 적용하여 여섯 가지 한국 숫자지화에 대하여 100%의 인식률을 확인함으로써, 여섯 가지 한국 숫자지화 인식을 위해 제안된 아래팔근육과 전극위치의 타당성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권7호
• /
• pp.419-427
• /
• 2020

본 논문에서는 기존 선행연구에서 설계된 시작품을 보완하여 1차적으로 완성된 시제품에 대하여 고령 여성들이 직접 사용성 평가를 수행함으로써 불편한 사항이나 안전과 직결되는 문제점을 찾아보고 개선이 필요한 사항을 도출하고자 하였다. 본 사용성 평가에서는 일상생활에서의 동작 및 신체적 활동을 수행할 수 있는 65세 이상의 고령자 여성 10명을 피실험자로 선정하였다. 고령 여성이 이승과 주행의 일생상활 시나리오를 기반으로 이승, 승강, 주행, 도착으로 사용성 평가항목들을 정의하고, 사용성 평가 실험환경을 구축하였다. 실험방법은 대상 제품을 사용하는 일상생활 시나리오에서 고령 여성과 기기 간의 주요 사용 접점 분석을 통해 주관적 만족도 설문평가, 동영상 촬영 자료를 활용한 관찰평가 등으로 수행하였으며, 프로토콜은 5단계로 나눠 진행하였다. 측정된 데이터는 최대값과 최소값을 제외하여 평균값과 표준편차를 구하여 그 결과들을 분석하였다. 사용성 평가결과, 승강부문의 개선사항으로는 승강 제어 패널과 주행 제어 패널을 분리해야 하며, 토글 등의 아래/위 방향으로 움직이는 버튼을 통해 직관성 향상이 필요하다는 것을 알 수 있었다. 주행부문에서는 앞바퀴 메커니즘 또는 주행 제어 알고리즘 개선과 UI 개선, 급정지 시스템 개선이 필요하다는 것을 알 수 있었다. 이승부문에서는 시트 좌면부의 크기 향상을 통해 안전성 확보와 힘을 지지할 수 있는 구조물 추가가 필요하다는 것을 알 수 있었다. 사용성 평가에서 나타난 불편사항과 개선사항을 토대로 한층 더 보완된 연구개발 제품이 출시된다면 거동이 불편한 고령 여성들이 타인의 도움 없이 스스로 실내에서 간단한 일상생활을 할 수 있으므로 사용자의 삶의 질은 한층 더 높아질 것이다.

• 한국ITS학회 논문지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.45-54
• /
• 2020

본 연구는 고령자에 대한 보행속도 및 인지-반응을 포함한 보행특성에 관한 기초자료를 조사하였으며, 이를 토대로 보행 신호시간을 산정하였다. 현장조사는 스탑워치를 이용하여 보행자의 실제 횡단시간을 조사하였고, 구두조사로 연령을 조사하여 일반인과 고령자그룹으로 구분하였다. 자료를 분석한 결과 일반인의 평균보행속도는 1.29m/s, 노인은 1.13m/s로 일반지역의 기준인 1.0m/s 보다 높게 나타났다. 또한 하위 15th percentile속도를 살펴보면 일반인은 1.01m/s, 노인은 0.85m/s로 분석되어 노인의 경우 일반지역 기준보다 낮은 보행속도를 가지며 보호구역 기준인 0.8m/s 보다는 높은 속도가 나타났다. 하지만 지팡이나 휠체어를 사용하는 노인의 경우 하위 15th percentile속도가 0.73m/s로 나타나 현재 보호구역 기준보다 낮은 보행속도를 가진 것으로 분석되었다. 본 연구결과는 향후 노인의 보행환경을 개선하는데 적용할 수 있고, 장기적으로는 교통약자의 이동성 증진에 기여할 것으로 판단된다.

• 인터넷정보학회논문지
• /
• 제14권6호
• /
• pp.33-39
• /
• 2013

거동이 불편한 노인 및 장애인의 이동을 위한 휠체어 사용 시, 사용하지 않는 상 하지의 근력 저하 등 운동 능력의 감소를 초래할 수 있다. 특히, 척수손상 및 뇌졸중 편마비와 같은 중증 장애인은 거동이 제한되어 운동이 부족하고 근력 유지가 어렵다. 본 논문에서는 이러한 중증 장애인의 특성을 고려하여 상 하지 운동 및 재활훈련이 가능한 지능형 휠체어 로봇 시스템을 설계하였다. 이 시스템은 전동 휠체어, 개인의 특성 파악을 위한 생체인식모듈, 그리고 상 하지 재활 로봇으로 구성되어 있다. 본 논문에서는 개발된 로봇의 설계 및 구성에 대해 설명하고 운용 방법을 제시한다. 또한, 제안한 시스템의 추종 성능을 검증하기 위하여, 비장애인 피험자를 대상으로 재활 운동 수행시 생체 신호 변화에 따른 위험상황 분석과 휠체어 로봇이 이동하면서 상 하지 재활운동 기능에 대한 성능평가를 수행한 결과, 피험자의 재활 운동 수행 시 위험상황 분석에 대한 평균 정확도는 86.7%, 관절각도 최대 오차는 상지 2.5도, 하지 2.3도로 재활 운동 수행에 충분한 추종성능을 나타냈다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.90-95
• /
• 2014

인간과 기계를 연결하는 새로운 인터페이스인 Brain-computer interface (BCI)를 이용해 휠체어를 제어하거나 단어를 입력하는 등, 사용자를 위한 다양한 장치를 개발하는 연구들이 진행되어 왔다. 특히 최근에는 뇌파를 이용한 음성인식을 구현하고 이를 통해 무음통신 등에 적용하려는 시도들이 있었다. 본 논문에서는 이러한 연구의 일환으로 electroencephalogram (EEG) 기반의 언어 인식 시스템을 개발하기 위한 기초 단계로서, 국제음성기호에 기반을 둔 모음들의 특징을 추출하는 방법에 대한 연구를 진행하였다. 실험은 건장한 세 명의 남성 피험자를 대상으로 진행되었으며, 한 개의 모음을 제시하는 첫 번째 실험 과정과 두 개의 연속된 모음을 제시하는 두 번째 실험 과정으로 두 단계에 나누어서 실험이 진행되었다. 습득된 64개의 채널중 선택적으로 32개의 채널만을 사용해 특징을 추출하였으며, 사고 활동과 관련된 전두엽과 언어활동에 관련된 측두엽을 기준으로 영역을 선택하였다. 알고리즘 적용을 위해서 특징으로는 신호의 고유 값을 사용하였고, support vector machine (SVM)을 이용하여 분류를 수행하였다. 실험 결과, 첫 번째 단계의 실험을 통해서, 언어의 뇌파를 분석하기 위해서는 10차원 이상의 특징 벡터를 사용해야 됨을 알게 되었고, 11차원의 특징 벡터를 사용할 경우, 평균분류율은 최고 95.63 %로 /a/와 /o/를 분류할 때 나타났고, 가장 낮은 분류율을 보이는 모음은 /a/와 /u/로 86.85 %였다. 두 번째 단계의 실험에서는 두 개 이상의 모음을 발음하는 것이 단일 모음 발음과 어떤 차이가 있는지 확인해 보았다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제40권12호
• /
• pp.1067-1076
• /
• 2016

본 논문은 고령자를 위한 하이브리형 전동 휠체어의 개발에 대해서 서술하였다. 개발된 하이브리드형 휠체어는 기존 전동 휠체어에 비해 기구적 및 제어적 특징을 가지고 있다. 기구적 특징으로써 인체공학적 등받이 브레이크 메커니즘을 새롭게 고안하였고, 이로부터 고령자들이 몸동작을 이용하여 손쉽게 제동을 할 수 있도록 하였다. 제어적 특징으로써, 휠 토크 보조, 마찰/관성보상, 중력보상 및 한 손 구동과 같은 다양한 동력보조 기능을 융합하여 고령 탑승자의 근력 부담을 현격히 감소시켰다. 휠 토크의 보조를 위해 핸드림에 스트레인게이지를 부착하여 탑승자가 가하는 휠 토크를 측정하였으며, 마찰보상과 관성보상을 위해 바퀴와 시트에 각각 자이로스코프와 가속도센서를 부착하였다. 또한, 중력보상을 위해 기울기 센서를 추가적으로 부착하였으며, 편마비 환자들과 같이 한 손 만을 사용할 수 있는 사용자들 위해서 시트 밑면에 부착된 압력 센서로부터 휠체어의 주행 방향을 인식하고 자이로스코프를 이용하여 반대편 휠의 각속도를 제어하는 한 손 주행 알고리즘을 새롭게 고안하였다. 최종적으로 본 연구에서 고안한 운동 보조 알고리즘의 성능을 각종 실험으로부터 검증하였다.

• 한국노년학
• /
• 제30권4호
• /
• pp.1163-1177
• /
• 2010

본 연구는 전국 복지용구사업소의 시설현황을 우편설문 및 방문을 통해 조사하고, 한국형 복지용구사업소의 적정 시설기준 수립을 위한 동선구성 및 공간구성, 면적 등의 기초적인 기준을 제시한 횡단적 조사연구이다. 이에 국내외 문헌 고찰, 전문가 의견수렴 등의 연구결과를 더하여 다음과 같은 한국형 복지용구사업소의 적정 시설기준 수립을 위한 원칙을 설정하였다. 첫째, 사업소의 유형(세정소독 여부, 대여사용 복지용구 수거 여부)에 따라 공간을 선택적으로 구성 배치한다. 둘째, 공간을 배치할 때 건물 층수, 면적은 복지용구 및 방문자의 동선이 최대한 짧고, 단순하게 구성한다. 셋째, 공간면적은 사업자가 결정한 전시체험 규모와 침대, 휠체어 등 주요한 복지용구 크기 등을 기준으로 산출한다. 넷째, 도로변 쪽으로 출입문을 내어 전시효과를 내고, 전시·체험·상담을 동시에 진행할 수 있도록 개방형 구조로 계획한다. 다섯째, 창고 및 세정소독공간은 각 출입문 및 공간을 철저히 구분하도록 하고, 동선을 구분하여 교차오염을 예방한다. 여섯째, 전시·체험·상담실은 고객 및 차량진입이 용이하도록 1층에 배치하고, 1층이 아닌 경우 휠체어를 타고 이동할 수 있는 충분한 통로를 확보하고, 엘리베이터 이용이 가능하도록 계획한다. 일곱째, 사무공간은 이용자 정보관리 중 프라이버시 보호를 위해 공간을 분리한다. 위 전제를 통해 세정소독 직접수행형 사업소는 최대 165m², 중간 150m², 최소 140m²에 전시체험실, 상담실, 세정소독실, 창고(청결, 오염), 사무실, 주차공간을 갖추도록 하고, 세정소독 위탁형 사업소는 최대 134m², 중간 119m², 최소 109m²에 전시체험실, 상담실, 사무실, 주차공간을 갖추며 복지용구 반입수거를 할 경우 창고(청결, 오염)까지 갖추도록 제시되었다.

• 한국산림휴양학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.59-69
• /
• 2018

우리나라 노인요양시설의 산림복지서비스 인프라 및 서비스 실태, 관련 인식을 조사하여 산림복지서비스 활성화 방안을 제시한 횡단적 조사연구이다. 전국 노인요양시설을 대상으로 2016년 8월 한 달간 우편설문조사를 통해 수집한 123개 기관의 설문지를 분석하였고, 응답자는 대부분 원장 혹은 사무국장이었다(75.0%). 복합건물의 일부 층을 사용 중인 노인요양시설(16.3%)은 시설 내에 산림복지서비스 인프라를 갖추기 힘들 것으로 사료되고, 인근에 숲이 없는 경우(약 30%)와 숲이 있더라도 휠체어나 경사로가 없는 경우가 많아 이용에 제약이 많았다. 노인요양시설 운영자들도 산림복지서비스가 노인에게 긍정적인 효과가 있다고 인식하지만, 장기요양보험 급여의 필수항목은 아니고, 비용과 노력이 많이 소요되면서도 낙상, 이식증 등 사고위험이 있어 수행하지는 못하고 있었다. 국민건강보험공단이 노인요양시설을 평가할 때, 숲 등 산림치유적 요소를 갖추었는지를 평가할 필요가 있다. 시설 내 정원에 화장실 접근성을 높이고, 시설 인근 숲에 휠체어 진입이 가능한 통로와 리프트 이동로, 안전손잡이를 설치하는 등 산림복지서비스가 가능한 환경으로 조성할 필요가 있다. 또한, 정부는 노인요양시설 산림복지서비스 가이드라인을 개발 보급하여 시설 내외부에서 간편하게 따라할 수 있도록 지원할 필요가 있다. 이러한 노력을 통해 생의 마지막 단계에 있는 노인요양시설 입소노인에게 신체적 정신적 편안함과 적절한 인지자극을 줄 수 있을 것이다.