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근전도 기반 휴먼-컴퓨터 인터페이스를 위한 이중 문턱치 기법
이명준,문인혁,문무성,Lee Myungjoon,Moon Inhyuk,Mun Museong 대한의용생체공학회 2004 의공학회지 Vol.25 No.6
근육의 수의 수축에 의해 발생하는 근전도 신호는 다른 생체 신호보다는 비교적 출력 특성이 뛰어나기 때문에 많은 재활 시스템에 적용되고 있다. 본 논문에서는 상지 절단 환자 혹은 경추 손상에 의한 마비 환자를 위한 근전도 기반의 휴먼-컴퓨터 인터페이스를 제안한다. 사용자는 독립적으로 수의 수축이 가능한 두 근육 부위를 각기 혹은 동시에 움직임으로써 최대 4가지의 의도를 표현할 수 있다. 근육의 수축 정도는 근전도 진폭 신호의 절대 평균값과 미리 정해둔 문턱치를 비교하여 인식한다. 그러나 사용자가 동시에 두 근육을 수축하고자 할지라도 각각의 근육 발화 시점에 따른 시간차가 발생할 수 있기 때문에, 단순한 비교 방법으로는 동시 수의 수축에 관한 사용자의 의도를 정확하게 인식하기 어렵다. 따라서 근육의 수의 수축의 인식에 필요한 문턱치를 주 문턱치와 보조 문턱치의 이중 문턱치를 갖는 인식 방법을 제안한다. 이중 문턱치 인식 방법에 의해 두 근육이 동시에 수의 수축할 때에도 정확한 인식이 가능하므로, 각기 하나의 근육 수축 상태만을 인식하는 HCI보다도 많은 수의 인터페이스 명령을 생성할 수 있다. 구현한 실시간 근전도 처리 하드웨어를 이용하여, 정상인과 전완 절단 장애자에 대한 실험으로부터 본 논문에서 제안하는 이중 문턱치를 이용한 인식방법이 관전 의수와 전동 휠체어 제어용 HCI에 적용될 수 있음을 보인다. Electromyogram (EMC) signal generated by voluntary contraction of muscles is often used in a rehabilitation devices such as an upper limb prosthesis because of its distinct output characteristics compared to other bio-signals. This paper proposes an EMG-based human-computer interface (HCI) for the control of the above-elbow prosthesis or the wheelchair. To control such rehabilitation devices, user generates four commands by combining voluntary contraction of two different muscles such as levator scapulae muscles and flexor-extensor carpi ulnaris muscles. The muscle contraction is detected by comparing the mean absolute value of the EMG signal with a preset threshold value. However. since the time difference in muscle firing can occur when the patient tries simultaneous co-contraction of two muscles, it is difficult to determine whether the patient's intention is co-contraction. Hence, the use of the comparison method using a single threshold value is not feasible for recognizing such co-contraction motion. Here, we propose a novel method using double threshold values composed of a primary threshold and an auxiliary threshold. Using the double threshold method, the co-contraction state is easily detected, and diverse interface commands can be used for the EMG-based HCI. The experimental results with real-time EMG processing showed that the double threshold method is feasible for the EMG-based HCI to control the myoelectric prosthetic hand and the powered wheelchair.
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골격근 활성도를 고려한 남성 50% articulated rigid body 모델을 이용한 썰매 실험 해석
김영만(Youngman Kim),사성진(Sungjin Sah),조현석(Hyunseok Jo),강성재(Seongjae Kang),최형연(Hyung-Yun Choi),이진희(Jinhee Lee),문무성(Museong Moon) 한국자동차공학회 2004 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.- No.-
It is a main purpose that sled test measures the acceleration pulse of sled, volunteer and dummy attached an accelerometer and analyzes how their motions are. However in this study, sled test analyzes mainly stiffened muscles due to the crash stress before the crash happens. Test equipment was embodied the same environment of driving seat of a middle size car so that we can realized the real driving posture and we induced enough crash-risk of volunteers during the direct￢crash. Also. we applied H-ARB(Human Articulated Rigid body) included hill type muscles on the analysis of sled test. And then we validated a load cell pulse of steering wheel and brake pedal, pressure sensor of back seat and EMG signal of each muscle by using the optimization.
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