본 논문은 접촉력 보정이 가능한 혈류량 측정기를 제안한다. 기존 혈류량 측정기는 접촉력의 영향을 최소화하기 위해 혈류량 센서를 피부에 고정했으나 이런 점은 전자기기에 적용이 용이하지 않다는 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 혈류량 센서에 힘 센서를 집적하여 혈류량과 접촉력의 동시 측정을 통해 접촉력에 따른 혈류량 변화 오차를 보정하여 접촉력에 무관한 혈류량 측정이 가능한 소자 및 방법을 제안한다. 제작된 혈류량 측정기의 성능 분석 결과, 접촉력에 따른 혈류량 변화는 31.7%/N 의 선형적 감소경향임을 확인하였고, 이를 이용하여 접촉력에 따른 혈류량 오차를 보정한 결과, 접촉력 1~3N에서 최대 편차가 9.8%로 나타나 다른 접촉력 조건에서도 일정한 혈류량 측정이 가능함을 보였다. 제안한 소자는 접촉력에 무관하게 정확한 혈류량을 측정할 수 있어, 접촉 가능한 전자기기에의 적용이 용이하다.
Jang, Jin Cheol;Lee, Min Ho;Lee, Jun Yeop;Choi, Hee Chul;Choi, Dong Yun;Kim, Hyeok Ju;Kim, Hyeon Tae
Journal of Biosystems Engineering
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제40권4호
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pp.368-372
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2015
Purpose: The purpose of this study is to verify the feasibility of using an infrared sensor to measure the body temperature of a sow. We first conducted experiments on three pigs by using three infrared sensors and one indoor temperature sensor. Methods: The three infrared sensors were installed inside our model house and were used to take temperature measurements per second of the backs of the pigs. While feeding, the temperatures of the backs of the pigs were measured at distances of 10 cm, 20 cm, and 30 cm from the infrared sensors. Results: We concluded that the relation between the temperature of the pigs' backs and the indoor temperature was y =0.549x + 18.459 at a measuring distance of 30 cm. The relation was y = 0.645x + 15.461 for a distance of 20 cm and y = 0.760x + 11.913 for a distance of 10 cm. We found high correlation between the indoor temperature and the temperature of the pigs' backs. Conclusions: It is possible to use an infrared thermometer to monitor the temperature of pigs' backs. This system seems to be feasible and effective in monitoring pig temperature. The use of an infrared thermometer will also make daily monitoring easy. In later experiments, the possibility of developing a system that can determine if an error can be corrected by using infrared sensor is explored by considering humidity variables.
본 논문은 감동, 두려움 등 인간의 급격한 감정이나 온도 변화에 따른 피부 입모근 수축 (소름)현상 감지를 위한 정전용량형 전도성 폴리머 센서를 제안하였다. 전도성 폴리머를 이용한 소자 제작을 통해 소자의 착용감을 향상시켰으며, 기존 정성적 소름측정 방식에 비해 정확하고 객관적인 측정을 가능케 하였다. 인공적인 소름돌기를 이용한 실험결과, $0{\sim}326{\mu}m$ 의 정적인 소름의 높이를 $-0.00252%/{\mu}m$의 민감도, 25.9 %의 비선형도로 측정하였다. 또한, 실제 인간의 피부에 부착하여 갑작스런 체온변화의 조건에서 -6.2 fF 과 -9.2 fF 의 정전용량 변화를 측정함으로써 높이 $145{\mu}m$ 와 $194{\mu}m$ 의 피부 소름을 측정하였다. 제안된 소자는 피부 입모근 수축현상에 따른 인간의 소름을 객관적이고, 정량적으로 측정함으로써 인간이 느끼는 급격한 감정변화나 환경변화 정도를 수치화 할 수 있는 방법을 제시하였다.
U-Healthcare는 센서네트워크분야에서 가장 중요한 응용 분야중 하나이다. 응급상황에 대한 대처가 필요한 다양한 계층의 사람들에게 있어 매우 중요한 서비스가 될 수 있다. 본 논문에서는 자신의 맥정보를 베이스스테이션(Base Station)을 통해 응급상황에 대한 정보를 제공하고 동시에 원격지에 있는 보호자에게 제공하고, 의료진에게 전송하여 정확한 진단을 지원하는 시스템에 대해 설명한다. 이를 위해 맥진모듈로부터 취득된 맥진정보를 베이스스테이션 및 모니터링 시스템으로 Zigbee 및 TCP/IP를 통해 전송하며 이에 사용되는 패킷구조를 설계한다. 또한 모니터링 시스템에서는 전송되는 맥진정보를 데이터베이스에 저장하고 웹을 통해 서비스를 제공함으로써 가족을 포함하여 인가된 사람들로 하여금 맥의 상태를 모니터링하는 시스템을 설계하고 구현한다.
본 논문에서는 ZigBee와 SIP를 이용하여 사용자의 위치와 시간에 상관없이 사용자의 상태를 의료진과 사용자가 쉽게 확인할 수 있도록 실시간으로 생체 신호를 전송하고 모니터링하는 시스템을 제안하였다. 센서와 사용자 무선 단말기 사이의 데이터 전송을 구조가 간단하고 낮은 원가의 장점을 가지는 ZigBee로 구현하였으며, ZigBee를 이용한 센서 네트워크 구성 시 기존의 Ad-hoc 라우팅 프로토콜을 사용하지 않고 트리 기반의 네트워크를 구성함으로써 에너지 소모량을 감소시켰다. 또한 WLAN 기반의 사용자 무선 단말기와 모니터링 콘솔, SIP 서버, 데이터베이스 서버로 시스템을 구성하였다. 실시간 생체 신호 모니터링 시스템을 구현함으로써 U-Health 서비스가 가능하게 되고, 의료 서비스의 효율성을 향상시킨다.
본 논문에서는 컴퓨팅 및 문제 해결 기술로 상당한 주목을 받고 있는 생체 모방 기술을 이용하여 무선 센서망에서 에너지 효율적이고, 요구 지연 시간이 보장된 노드 스케쥴링 제어 방식을 제안한다. 특히 생체의 셀 간 신호 시스템과 무선 센서망 시스템 사이의 유사성을 도출하고, 무선 센서망의 특징을 고려하는 새로운 수학적 모델을 수립한다. 이러한 모델을 바탕으로 각 애플리케이션에 의해서 요구되는 QoS, 지역 환경 조건, 인접 노드들의 상태에 따라 센서 노드의 상태를 결정한다. 제어 이론을 바탕으로 분석을 수행하여 제안된 생체 모방 방식이 각 노드가 자율적으로 매개 변수들을 제어함으로써 시스템 안정성을 보장한다는 것을 보인다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안된 방식이 기존 프로토콜과 비교하여 상당한 에너지 절감뿐만 아니라 요구되는 지연 시간을 만족함을 확인한다.
The role of nano bio-composites precursor to chitosan are innumerable and are known for having different applications in various branches of physical sciences. The application to the sensor development is relatively new, where only few literature works are available to address the specific and critical analysis of nanocomposites in the subject area. The bio-composites are potential and having greater affinity towards the heavy metals and several micro-pollutants hence, perhaps are having wider implications in the low or even trace level detection of the pollutants. The nano-composites could show good selectivity and suitability for the detection of the pollutants as they are found in the complex matrix. However, the greater challenges are associated using the bio-composites, since the biomaterials are prone to be oxidized or reduced at an applied potential and found to be a hinderance for the detection of target pollutants. In addition, the materials could proceed with a series of electrochemical reactions, which could produce different by-products in analytical applications, resulting in several complex phenomena in electrochemical processes. Therefore, this review addresses critically various aspects of an evaluation of nano bio-composite materials in the electrochemical detection of heavy metals and micro-pollutants from aqueous solutions.
This paper presents a flexible low-profile antenna sensor for fatigue crack detection and monitoring. The sensor was inspired by the sense of pain in bio-systems as a protection mechanism. Because the antenna sensor does not need wiring for power supply or data transmission, it is an ideal candidate as sensing elements for the implementation of engineering sensor skins with a dense sensor distribution. Based on the principle of microstrip patch antenna, the antenna sensor is essentially an electromagnetic cavity that radiates at certain resonant frequencies. By implementing a metallic structure as the ground plane of the antenna sensor, crack development in the metallic structure due to fatigue loading can be detected from the resonant frequency shift of the antenna sensor. A monostatic microwave radar system was developed to interrogate the antenna sensor remotely. Fabrication and characterization of the antenna sensor for crack monitoring as well as the implementation of the remote interrogation system are presented.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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