• 제목/요약/키워드: wearable energy device

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에너지 하베스팅 기반 개인 위치식별 장치 개발에 관한 연구 (Development of Personal Location Identification Device based on Energy Harvesting)

  • 하연철;손서우;박재문;이인성
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제22권3호
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    • pp.134-140
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    • 2021
  • 본 연구는 에너지 하베스팅 기반 저전력 GPS와 IMU를 활용한 개인 위치를 식별할 수 있는 웨어러블 장치 개발에 관한 것이다. 개발된 개인 위치식별 장치는 압전소자를 이용한 에너지 하베스팅 기술을 적용하였고, GPS 및 IMU를 사용하여 정밀한 개인위치 데이터를 획득할 수 있도록 하였다. 실험 결과, GPS 및 IMU 데이터가 정상적으로 수신함을 확인하였다. 개인위치 식별장치는 재난 발생지역 등에서의 개인위치를 파악하여 안전사고에 대응하고, 시간, 장소 및 환경에 구애받지 않고 사용자가 손쉽게 사용할 수 있을 것이며, 레저나 헬스케어 등 다양한 방면에서 사용이 가능할 것으로 기대된다.

Stretchable Carbon Nanotube Composite Clays with Electrical Enhancers for Thermoelectric Energy Harvesting E-Skin Patches

  • Tae Uk Nam;Ngoc Thanh Phuong Vo;Jun Su Kim;Min Woo Jeong;Kyu Ho Jung;Alifone Firadaus Nurwicaksono Adi;Jin Young Oh
    • Elastomers and Composites
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    • 제58권1호
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    • pp.11-16
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    • 2023
  • Electronic skin (e-skin), devices that are mounted on or attached to human skin, have advanced in recent times. Yet, the development of a power supply for e-skin remains a challenge. A stretchable thermoelectric generator is a promising power supply for the e-skin patches. It is a safe and semi-permanent energy harvesting device that uses body heat for generating power. Carbon nanotube (CNT) clays are used in energy-harvesting e-skin patches. In this study, we report improved thermoelectric performance of CNT clays by using chemical doping and physical blending of thermoelectric enhancers. The n-type and p-type thermoelectric enhancers increase electrical conductivity, leading to increased power factors of the thermoelectric CNT clays. The blend of CNT clays and enhancers is intrinsically stretchable up to 50% while maintaining its thermoelectric property.

Effectiveness of a mobile health intervention on weight loss and dietary behavior changes among employees with overweight and obesity: a 12-week intervention study investigating the role of engagement

  • Imhuei Son;Jiyoun Hong;Young-Hee Han;Bo Jeong Gong;Meng Yuan Zhang;Woori Na;Cheongmin Sohn;Taisun Hyun
    • 대한지역사회영양학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.141-159
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    • 2023
  • Objectives: This study aimed to determine whether a mobile health (mhealth) intervention is effective in reducing weight and changing dietary behavior among employees with overweight and obesity. The study also investigated whether engagement with the intervention affected its effectiveness. Methods: The intervention involved the use of a dietary coaching app, a wearable device for monitoring physical activity and body composition, and a messenger app for communicating with participants and an intervention manager. A total of 235 employees were recruited for a 12-week intervention from eight workplaces in Korea. Questionnaire surveys, anthropometric measurements, and 24-h dietary recalls were conducted at baseline and after the intervention. Results: After the intervention, significant decreases in the mean body weight, body mass index, body fat percentage, and waist circumference were observed. Furthermore, the consumption frequencies of multigrain rice and legumes significantly increased, whereas those of pork belly, instant noodles, processed meat, carbonated beverages, and fast food significantly decreased compared with those at baseline. The mean dietary intake of energy and most nutrients also decreased after the intervention. When the participants were categorized into three groups according to their engagement level, significant differences in anthropometric data, dietary behaviors, and energy intake were observed following the intervention, although there were no differences at baseline, indicating that higher engagement level led to greater improvements in weight loss and dietary behavior. Conclusions: The intervention had positive effects on weight loss and dietary behavior changes, particularly among employees with higher engagement levels. These results indicate the importance of increasing the level of engagement in the intervention to enhance its effectiveness. The mhealth intervention is a promising model for health promotion for busy workers with limited time.

차세대 태양전지의 활용 동향 및 스마트 텍스타일 하이브리드 에너지 하베스팅 소자의 미래전망에 관한 연구 : 산업 소재와의 융합 중심 (A Study on the Application Trends of Next-Generation Solar Cells and the Future Prospects of Smart Textile Hybrid Energy Harvesting Devices : Focusing on Convergence with Industrial Materials)

  • 박붕익
    • 융합정보논문지
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    • 제11권11호
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    • pp.151-158
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    • 2021
  • 본 논문에서는 차세대 태양전지로 대표되는 유기, 염료 감응형, 페로브스카이트 태양전지의 최신 연구 동향과 건축, 조형예술, 의류패션 등 분야를 막론한 다양한 산업의 소재로의 과제와 활용 가능성을 분석하였다. 더불어, 웨어러블 IoT 장치와 결합하여 자연 및 인공광과 우리 몸의 움직임에 따라 생성되는 크고 작은 진동 에너지를 전기에너지로 공급하는 역할을 하게 될 '스마트 텍스타일 하이브리드 에너지 하베스팅 소자'의 새로운 미래전망과 그 가능성을 제시하였다. 차세대 태양전지와 마찰·압전소자를 융합한 '하이브리드 텍스타일 에너지 하베스팅 디바이스'는 4차 산업혁명 시대의 웨어러블 IoT 기기에 소재 자체로 결합하여 새로운 '융합 일체형 스마트 의류'로 발전할 것이다. 이 연구가 제안한 차세대 나노기술과 소자가 에너지 하베스팅 기능을 갖는 스마트 섬유 소재 분야에 적용되고, 미래 의류 산업에 융합되어 의료, 헬스케어 등 다양한 분야에 AI 서비스 제공하는 창의적인 제품으로 진화하는 패러다임의 전환점이 되길 바란다.

미소에너지 하베스팅용 적층 벤더 압전 소자 성능 연구 (Bender-type Multilayer Piezoelectric Devices for Energy Harvesting)

  • 정순종;김민수;김인성;송재성
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.193-193
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    • 2008
  • Wearable and ubiquitous micro systems will be greatly growing and their related devices should be self-powered in order to avoid the replacement of finite power sources, for example, by scavenging energy from the environment. With ever reducing power requirements of both analog and digital circuits, power scavenging approaches are becoming increasingly realistic. One approach is to drive an electromechanical converter from ambient motion or vibration. Vibration-driven generators based on electromagnetic, electrostatic and piezoelectric technologies have been demonstrated. Among various generator types proposed so far, piezoelectric generator possesses considerable potential in micro system. To overcome low mechanical-to-electric energy conversion, the piezoelectric device should activate in resonance mode in response to external vibration. Normally, the external vibration excretes at low frequency ranging 0.1 to 200 Hz, whereas the resonant frequencies of the devices are fixed as constant. Therefore, keeping their resonant mode in varying external vibration can be one of important points in enhancing the conversion efficiency. We investigated the possibility of use of multi-bender type piezoelectric devices. To match the external vibration frequency with the device resonant frequency, the various devices with different resonant frequency were chosen.

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환원된 그래핀 옥사이드/전도성 고분자 복합체를 이용한 플렉시블 에너지 저장 매체의 개발 (Preparation of flexible energy storage device based on reduced graphene oxide (rGO)/conductive polymer composite)

  • 정현택;조재봉;김장훈;김용렬
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.280-288
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    • 2017
  • 에너지 저장 매체는 소형화, 고효율화 및 그린에너지 정책에 부합하면서 연구개발이 진행되고 있으며 유연성과 신축성을 갖는 디스플레이나 웨어러블 전자기기의 발전에 상응하는 에너지 저장 매체의 개발이 시급한 상황으로 이를 실현 할 수 있는 물질가운데, 탄소나노 재료중의 하나인 그래핀과 그래핀 하이브리드와 같은 뛰어난 전기화학적 특성을 지니고 있는 나노 재료가 각광을 받고 있다. 또한 슈퍼커패시터와 배터리 및 연료전지 등과 같은 에너지 저장 소자에 응용하기 위한 연구가 활발하게 진행 중에 있으며, 여러 가지 에너지 저장 매체 중 단시간에 고출력을 구현하고 장시간 신뢰성을 갖추며, 빠른 충 방전 순환특성을 가지는 슈퍼커패시터는 차세대 에너지원으로 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 플렉시블한 특성을 갖는 그래핀과 전도성 고분자 하이브리드 전극을 기반으로 하는 슈퍼커패시터를 개발하고자 하였으며 환원된 그래핀 옥사이드/폴리피롤 복합재료를 이용하여, 전기화학적 특성을 최대화 하였다. 그 결과 굽힘 시험 전 전극의 초기 용량값은 $198.5F\;g^{-1}$ 이었으며, 500번의 굽힘 시험 후 $128.3F\;g^{-1}$로 감소하는 것을 확인하였으나, 전극의 초기 전기 용량 값의 65 %의 성능을 유지하였다.

Implementation of Wireless Power Transfer Circuit by Using Magnetic Resonant Coupling Method

  • Lho, Young-Hwan
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권1호
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    • pp.306-309
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    • 2019
  • Wireless charging is a technology of transmitting power through an air gap to an electrical load for the purpose of energy dissemination. Compared to traditional charging with code, wireless power charging has many benefits of avoiding the hassle from connecting cables, rendering the design and fabrication of much smaller devices without the attachment of batteries, providing flexibility for devices, and enhancing energy efficiency, etc. A transmitting coil and a receiving coil for inductive coupling or magnetic resonant coupling methods are available for the near field techniques, but are not for the far field one. In this paper, the wireless power transfer (WPT) circuit by using magnetic resonant coupling method with a resonant frequency of 13.45 Mhz for the low power system is implemented to measure the power transmission efficiency in terms of mutual distance and omnidirectional angles of receiver.

Implementation of Bistatic Backscatter Wireless Communication System Using Ambient Wi-Fi Signals

  • Kim, Young-Han;Ahn, Hyun-Seok;Yoon, Changseok;Lim, Yongseok;Lim, Seung-ok;Yoon, Myung-Hyun
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제11권2호
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    • pp.1250-1264
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    • 2017
  • This paper presents the architecture design, implement, experimental validation of a bistatic backscatter wireless communication system in Wi-Fi network. The operating principle is to communicate a tag's data by detecting the power level of the power modulated Wi-Fi packets to be reflected or absorbed by backscatter tag, in interconnecting with Wi-Fi device and Wi-Fi AP. This system is able to provide the identification and sensor data of tag on the internet connectivity without requiring extra device for reading data, because this uses an existing Wi-Fi AP infrastructure. The backscatter tag consists of Wi-Fi energy harvesting part and a backscatter transmitter/a power-detecting receiver part. This tag can operate by harvesting and generating energy from Wi-Fi signal power. Wi-Fi device decodes information of the tag data by recognizing the power level of the backscattered Wi-Fi packets. Wi-Fi device receives the backscattered Wi-Fi packets and generates the tag's data pattern in the time-series of channel state information (CSI) values. We believe that this system can be achieved wireless connectivity for ultra- low-power IoT and wearable device.

3축 가속도 센서를 이용한 실시간 활동량 모니터링 알고리즘 (Real-Time Activity Monitoring Algorithm Using A Tri-axial Accelerometer)

  • 노형석;김윤경;조위덕
    • 정보처리학회논문지D
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    • 제18D권2호
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    • pp.143-148
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    • 2011
  • 본 논문에서는 3축 가속도 센서를 소형 디바이스(활동량 측정기)로 구성하고 이를 사람의 신체에 착용하고 사람이 보행 시 발생하는 가속도 센서의 Raw 데이터 출력 값을 획득하여 실시간 활동량으로 변환하고 모니터링 할 수 있는 활동량 측정기와 알고리즘을 개발하였다. 피험자 59명을 대상으로 트레드밀(Treadmill)에서 호흡가스대사분석기(K4B2), Actical 그리고 본 연구에서 개발된 활동량 측정기를 착용 후 36분 동안 테스트 프로토콜에 따라 다양한 속력의 걸음(느리게 걷기, 걷기, 빠르게 걷기, 천천히 뛰기, 뛰기, 빠르게 뛰기)에 대해서 실험을 하였다. 가속도 센서의 출력 데이터와 피험자 정보를 이용하여 에너지소비량(Energy Expenditure :EE)을 추정하는 회귀식을 도출하였으며 이는 실험시 같이 착용한 Actical보다 제안하는 활동량 변환 알고리즘의 성능이 1.61% 향상 되었다.

적층형 압전 소자를 이용한 미소 에너지발생장치 (Small Energy Generator Using Multilayer Piezoelectric Devices)

  • 정순종;김민수;김인성;송재성
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.261-261
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    • 2007
  • Wearable and ubiquitous micro systems will be greatly growing and their related devices should be self-powered in order to avoid the replacement of finite power sources, for example, by scavenging energy from the environment. With ever reducing power requirements of both analog and digital circuits, power scavenging approaches are becoming increasingly realistic. One approach is to drive an electromechanical converter from ambient motion or vibration. Vibration-driven generators based on electromagnetic, electrostatic and piezoelectric technologies have been demonstrated. Among various generator types proposed so far, piezoelectric generator possesses considerable potential in micro system. To overcome low mechanical-to- electric energy conversion, the piezoelectric device should activate in resonance mode in response to external vibration. Normally, the external vibration excretes at low frequency ranging 0.1 to 200 Hz, whereas the resonant frequencies of the devices are fixed as constant. Therefore, keeping their resonant mode in varying external vibration can be one of important points in enhancing the conversion efficiency. We investigated the possibility of use of multi-bender type piezoelectric devices. To match the external vibration frequency with the device resonant frequency, the various devices with different resonant frequency were chosen. Under an external vibration acceleration of 0.1G at 120 Hz, the device exhibited a peak-to-peak voltage of 2.8 V and a power of 0.5 mw in resonance mode.

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