• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 추계학술발표대회
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• pp.980-981
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• 2023

본 논문은 생체신호 분석과 인공지능으로 전동휠체어 제어 시스템을 개발한다. 얼굴 근육 움직임에서 나오는 생체신호를 분석하고, 인공지능 모델로 생체신호 패턴을 학습하여 눈동자 및 얼굴 움직임을 해석하고 이를 토대로 전진, 후진, 좌회전, 우회전, 정지, 제어와 같은 6가지 기능을 전동휠체어에 적용하고 신체 제한자의 이용 용이성 및 삶의 질 향상을 목표로 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권8호
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• pp.837-848
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• 2014

본 논문에서는 보행이 불편한 노인들의 효과적인 자가 재활을 위한 보행 보조 로봇의 개발에 대해 연구하였다. 개발된 로봇의 주요 특징은 크게 유아보행기 및 전동휠체어 메커니즘을 융합한 안전성 및 운동성향상과 가변저항 및 스테레오 카메라를 이용한 정확한 보행 추종 제어 알고리즘으로 나눌 수 있다. 구체적으로, 유아보행기의 메커니즘을 적용하여 사용자가 보행 중 넘어지는 사고로부터 안전을 확보하는 동시에 다리근육의 부담을 줄여줄 수 있는 골반지지대를 설계하였으며, 전동휠체어와 같이 구동모터를 이용하여 사용자가 적은 힘으로도 로봇을 이동시킬 수 있도록 하였다. 다음으로, 골반지지대에 부착된 가변저항을 이용하여 사용자의 보행 의도 및 방향을 로봇이 자동적으로 판단하고 사용자를 추종할 수 있도록 하였으며, 스테레오 카메라를 이용한 사용자 하체모션분석 알고리즘으로부터 추종 반응속도와 정확성을 한층 높였다. 최종적으로, 단계적인 보행 보조 실험을 통해 개발된 로봇의 사용자 보행 추종 성능을 실험적으로 검증하였다.

• 재활복지
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• 제21권2호
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• pp.191-216
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• 2017

최근 장애인의 이동권 보장에 대한 요구에 따라 전동보장구의 사용이 급증하고 있고, 이동권 확대 및 보조기기 사용편리를 위한 전동보장구의 충전 시설이 늘어나고 있다. 하지만 현재 국내에는 이들 충전 시설에 대한 기준이 없어 효율적인 설치 및 운영이 되지 않고 있다. 본 연구에서는 효율적인 전동보장구 충전소 설치 및 운영을 위해 이에 대한 국내외 규정 및 실태에 대한 조사연구를 실시하고, 장애인 당사자들을 대상으로 한 설문조사를 실시하여 실제 충전소 사용에 대한 문제점을 파악하고 사용자의 요구사항을 조사하였다. 이를 토대로 합리적이고 효율적인 국내 충전소 설치 및 운영방안을 마련하였다. 그 결과 현재의 충전소에 보급된 충전기로는 효과적인 충전 서비스를 제공하지 못하는 기기적인 문제점을 파악하여 이의 개선안을 제시하였고 국가, 지방자치단체의 건물 또는 도서관, 극장, 체육시설, 백화점, 박물관 등 일정 이상의 사람들이 사용하는 공용시설에서는 충전소 설치를 의무화하도록 제시하였다. 한편 충전소를 설치할 경우 독립된 공간을 확보하도록 하여 충전소를 이용하는 사람의 사생활을 보호하도록 하고 충전소 내 여러 가지 편의장비를 갖추도록 권고하여 이용자의 편리를 높이도록 하였다.

• Journal of Platform Technology
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• 제10권2호
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• pp.10-19
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• 2022

이동의 불편을 겪는 사람을 위한 휠체어 등 이동 보조 장치들이 전동화, 자동화되고 있다. 이러한 이동 보조 장치는 평지 이동에 적합하도록 설계, 제작되어 있어 바닥 면의 높이가 다른 계단 구간의 이동에 적합하지 않다. 전동화, 자동화된 이동 보조 장치는 전방에 계단이 있는 경우 이동 방향을 변경하거나 정지해야 한다. 만약 사용자 또는 자동 제어 시스템이 적절한 시간 내 방향 전환 또는 정지하지 않으면 계단과 충돌 또는 구르는 등의 사고가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 한 개의 거리 측정 센서를 이용하여 바닥 면까지의 사거리를 측정하여 계단을 검출하는 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 사거리 측정을 위해 센서를 기울이는 각도와 센서가 이동 보조 장치 등의 이동체에 설치되는 높이 등의 매개변수를 고려하여 평지일 때 사거리의 예측 값과 측정값 사이의 차이를 이용하여 상향 계단 또는 하향 계단을 검출한다. 본 논문에서 제안한 방법으로 검출된 계단에 대한 정보가 정보를 전동화, 자동화된 이동 보조 장치의 제어기에 제공되면 제어기가 적절한 제어 동작을 수행할 수 있어 이동 보조 장치가 계단 구역 진입으로 인해 발생할 수 있는 사고를 방지할 수 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.866-869
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• 2015

본 논문은 자전거, 전동휠체어 등의 안전사고를 예방하기 위해 저가형 CW도플러 센서를 사용한 전방물체감지장치를 제안한다. 이를 위해 CW도플러 센서의 출력 신호를 분석하여 물체의 움직임을 감지하는 알고리즘 및 신호처리보드를 개발한다. 센서에서 출력되는 신호는 아날로그이며 I와 Q 나뉜다. 물체가 센서을 기준으로 접근, 정지, 이탈 할 경우 각각 I와 Q의 위상이 다르게 나타나는 특징을 이용하여 위상에 대한 정보를 판별, 물체의 움직임을 감지할 수 있는 알고리즘을 개발한다. 검증을 위해 MCU 하드웨어 및 알고리즘을 적용한 펌웨어 개발 후 실험을 통해 물체의 움직임에 따라 움직임 정보가 정상적으로 출력되는 것을 확인한다. 실험 결과, 물체의 움직임에 따라 감지정보가 출력되는 것을 확인하였으며, 알고리즘 및 신호처리보드의 동작을 검증하였다.

• International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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• 제4권2호
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• pp.149-154
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• 2004

In this research, we selected the speech recognition to implement the electric wheelchair system as a method to control it by only using the speech and used DTW (Dynamic Time Warping), which is speaker-dependent and has a relatively high recognition rate among the speech recognitions. However, it has to have small memory and fast process speed performance under consideration of real-time. Thus, we introduced VQ (Vector Quantization) which is widely used as a compression algorithm of speaker-independent recognition, to secure fast recognition and small memory. However, we found that the recognition rate decreased after using VQ. To improve the recognition rate, we applied ART2 (Adaptive Reason Theory 2) algorithm as a post-process algorithm to obtain about 5% recognition rate improvement. To utilize ART2, we have to apply an error range. In case that the subtraction of the first distance from the second distance for each distance obtained to apply DTW is 20 or more, the error range is applied. Likewise, ART2 was applied and we could obtain fast process and high recognition rate. Moreover, since this system is a moving object, the system should be implemented as an embedded one. Thus, we selected TMS320C32 chip, which can process significantly many calculations relatively fast, to implement the embedded system. Considering that the memory is speech, we used 128kbyte-RAM and 64kbyte ROM to save large amount of data. In case of speech input, we used 16-bit stereo audio codec, securing relatively accurate data through high resolution capacity.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제16권6호
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• pp.156-168
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• 2017

개인교통수단(PM)은 개인의 이동편의를 향상시켜준다는 측면에서 보행능력이 떨어지는 고령자가 주요 활용 대상이 될 수 있다. 본 연구에서는 고령자가 보도 등 보행환경에서 안전하게 이용할 수 있는 개인교통수단을 설계하고자 한다. 보행환경에는 다양한 통행 장애요인이 존재하며, 개발하고자 하는 수단은 장애요인을 극복하기 위한 기기 성능이 확보되어야 한다. 본 연구에서는 고령자용 개인교통수단의 성능수준 결정을 위하여 보행환경 상 통행 장애요인 현황 및 수준을 조사한다. 관련 지침을 검토하여 조사 대상 항목 및 조사 방법론을 정의하고, 고령자 일상생활 기반 통행 시나리오를 통해 선정된 특정 도로구간에 대하여 조사를 수행한다. 조사 결과를 바탕으로 수단의 기기 성능을 지침 상 제시된 기준에 근거하여 확보하였을 때 발생 가능한 문제점을 확인하며, 장애인용 전동휠체어의 운전 성능 기준을 근거하여 개발 수단의 기기 성능에 대한 요구사항을 정의한다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권6호
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• pp.405-411
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• 2022

2008년에 시작된 한국의 노인 장기요양보험은 그보다 8년 먼저 시작된 일본의 개호보험을 원용한 것이다. 양국은 노인의 생활을 지원하기 위하여 지적 정신적으로 약화된 노인의 삶을 지원하기 위한 복지용구 급여제도를 가지고 있다. 본 연구에서는 한국의 복지용품 품목과 일본의 복지용품 품목을 비교·검토하여 한국과 일본의 품목별 특성을 알아보았다. 한국은 배회감지기, 자세변환용구, 요실금팬티 등이 일본보다 앞서서 복지용구로 등록되었으며 일본은 자동소변처리기, 휠체어 전동보조장치, 체위변환기, 이동용 리프트 등이 한국보다 먼저 복지용구로 지정되었다. 또한 일본 후생노동성은 배설예측지원기기의 복지용구 지정을 예고한 상태이다. 한국과 일본이 복지용구 품목들을 발전 시키기 위하여 협력한다면 초고령사회에 양국의 노인의 삶의 질을 향상시키는데 많은 도움이 될 것이다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제19권2호
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• pp.89-103
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• 2020

고령화 사회에 접어들면서 거동이 어려운 장애인과 고령자의 개인 교통수단에 대한 수요가 증가하고 있다. 실제로 2017년 기준 전국 전동보장구 보급수는 9만여 대로 지속해서 증가하는 추세다. 하지만 장애인 및 고령자의 판단 능력과 조정 능력은 정상인보다 상대적으로 차이가 있는 관계로 주행 중 사고 발생의 가능성이 크다. 다양한 사고의 원인 중 하나는 도로 노면상태의 불균형으로 인해 개인 이동 수단 조향 제어의 간섭이다. 본 논문에서는 이 같은 사고를 예방하고자 도로 노면 상태를 고속으로 인지할 수 있는 암호화 형식 의미론적 분할 알고리즘을 소개한다. 이를 위하여 도로 노면 파손이 포함된 1,500여 장의 학습용 데이터와 150여 장의 테스트용 데이터를 새롭게 구성하였다. 그리고 이를 활용하여 기존의 Encoder와 Decoder 단계로 구성된 Auto-encoder 방식과 달리 Encoder 단계로 이루어진 심층 신경망을 제안하였다. 이 심층 신경망은 기존의 방식과 비교했을 때 평균 정확도(Mean Accuracy)는 4.45% 증가하였고 파라미터는 59.2% 감소하였으며 연산 속도는 11.9% 향상되었다. 이 같은 고속 알고리즘을 활용하여 안전한 개인 이동 수단이 확대 적용되길 기대한다.