노인을 위한 휴대폰에는 어떠한 사용 경험이 필요한가? : 노인을 위한 휴대폰 사용자 경험 모형 개발 및 검증에 대한 연구

양윤석(Yoonseok Yang),김선재(Sunjae Kim),윤혁기(Hyukki Yoon),김진우(Jinwoo Kim) 한국HCI학회 2010 한국HCI학회 학술대회 Vol.2010 No.1

최근 인터넷과 커뮤니케이션 기술의 급속한 발전은 사람들의 의사 소통하는 방식에 큰 변화를 가져다 주었다. 특히 노인들의 경우 휴대폰 사용은 증가하였지만 일반적으로 젊은 사람들과 비교하여 휴대폰과 같은 기기와 서비스를 사용하는데 큰 어려움을 겪고 있다. 노인들이 갖는 어려움을 해결하기 위해 지금까지 다양한 시도들이 진행되어 왔다. 하지만 이러한 시도들은 단순히 접근성 (Accessibility) 측면에서만 접근한 것으로 노인들이 실제로 가지고 있는 근본적인 Needs 를 충족시키기 위해서는 휴대폰의 어떠한 경험 요소들이 필요한 지에 대한 연구는 아직 부족한 실정이다. 본 연구는 노인들에게 적합한 휴대폰의 사용경험 요소들이 무엇인지 알아보고 이를 실증적으로 검증한 모형을 개발하는 연구를 진행하였다. 본 연구는 Successful Aging 이론을 바탕으로 노인을 위한 휴대폰 사용자 경험요소 도출하고 Possible Selves 이론을 통하여 휴대폰 사용자 경험요소의 긍정적 측면과 부정적 측면을 모두 고려한 이론적 모형을 개발하고 이를 검증하였다는 점에서 이론적인 의의를 찾을 수 있다. 또한 개발된 이론적 모형을 통하여 노인의 Successful Aging 을 지원하는 제품 및 서비스 개발전략 및 디자인 가이드 라인을 위한 사용자 경험요소를 제시한다는 측면에서 실용적 의의를 지닌다.

생물전기화학시스템을 이용한 고형 유기물 처리 및 에너지 수확 기술 연구

양윤석(Yoonseok Yang),임종훈(Jonghoon Lim) 대한전기학회 2021 대한전기학회 워크샵 Vol.2021 No.4

생물전기화학시스템을 이용한 고형 유기물 처리 및 에너지 수확 기술 연구

양윤석(Yoonseok Yang),임종훈(Jonghoon Lim) 대한전기학회 2021 정보 및 제어 심포지엄 논문집 Vol.2021 No.4

유한요소법과 경계요소법을 이용한 한국형 고속전철의 전동소음 예측

양윤석(Yoonseok Yang),김관주(Kwanju Kim) 한국소음진동공학회 2000 소음 진동 Vol.10 No.3

미생물 연료 전지와 전력 조절 시스템을 이용한 생체 유기 물질로부터의 전력 생산

여정진,양윤석,Yeo, Jeongjin,Yang, Yoonseok 대한의용생체공학회 2017 의공학회지 Vol.38 No.5

This study presents a bio-chemical energy harvesting system which can generate electric power from bioorganic substance contained in vermicompost. It produced electricity by inoculating microbial fuel cell(MFC) with earthworm-composted food waste. The generated electricity was converted into usable voltage level for mobile electronics through power conditioning circuits. The implemented prototype showed $200{\mu}W$ of maximum output electric power, which successfully supplied a beacon device which continuously transmitted data to nearby smartphone without a battery. The proposed system can help develop portable or bio-mimetic energy supply for sustainable use with further improvement.

노년기에 경험하는 삶의 변화를 보완하는 모바일 시스템 디자인

이규원(Gyuweon Lee),양윤석(Yoonseok Yang),최주희(Joohee Choi),김진우(Jinwoo Kim) 한국HCI학회 2011 한국HCI학회 학술대회 Vol.2011 No.1

3축 가속도센서를 이용한 자전거의 주행 상황 인식 기술 개발

최정환(JungHwan Choi),양윤석(YoonSeok Yang),유문호(MunHo Ru) 大韓電子工學會 2011 電子工學會論文誌-SC (System and control) Vol.48 No.6

자전거는 자동차와 달리 사용자인 탑승자가 외부 환경에 그대로 노출되므로 주변 날씨 대기 주행 경로 등에 관한 정보를 자동차 보다 오히려 폭넓게 활용할 필요가 있다. 더욱이 자전거는 인간의 힘을 동력으로 사용하므로 도로의 경사 굴곡 노면상태와 같은 주행 경로의 특성을 미리 파악할 수 있다면 최적 경로 추정 등을 통해 이동 효율을 획기적으로 높이는 데에 도움이 될 것이다. 최근의 모바일 정보 서비스와 함께 개발되는 각종 자전거용 애플리케이션들은 이러한 지능형 자전거를 위한 체계적인 연구 개발의 필요성을 일깨우고 있다. 본 연구에서는 무선 통신이 가능한 저전력 손목 시계형 임베디드 장치를 자전거에 간단히 장착하고 여기에 내장된 가속도 센서를 이용하여 자전거의 주행 상황 (오르막 내리막 정지 가·감속) 을 자동으로 인식할 수 있는 알고리듬을 개발하는 것을 목표로 하였다. 개발된 알고리듬의 신뢰성을 검사하기 위해 총 19 개의 실험 주행데이터에 적용한 결과 전체 실험 데이터의 83.3% 에서 95% 이상의 구간 인식 정확도를 얻을 수 있었다. 향후 임베디드 장치에 내장된 고도 센서 온도 센서를 추가로 활용하여 탑승자의 신체 상태 및 운동 추정이 가능한 지능형 자전거를 개발할 계획이다. 개발된 주행 상황 인식 기술은 주행 중의 안전을 고려한 지능형 인터페이스 기술의 기반이 될 수 있을 것으로 기대한다. A bicycle is different from vehicles in the structure that a rider is fully exposed to the surrounding environment. Therefore it needs to make use of prior information about local weather air quality trail road condition. Moreover since it depends on human power for moving it should acquire route property such as hill slope winding and road surface to improve its efficiency in everyday use. Recent mobile applications which are to be used during bicycle riding let us aware of the necessity of development of intelligent bicycles. This study aims to develop a riding state (up-hill down-hill accelerating braking) recognition algorithm using a low-power wrist watch type embedded system which has 3-axis accelerometer and wireless communication capability. The developed algorithm was applied to 19 experimental riding data and showed more than 95% of correct recognition over 83.3% of the total dataset. The altitude and temperature sensor also in the embedded system mounted on the bicycle is being used to improve the accuracy of the algorithm. The developed riding state recognition algorithm is expected to be a platform technology for intelligent bicycle interface system.

전기화학적 기법에 의한 미생물연료전지 내부저항 특성 파악 및 전력관리시스템 연계 전압 변화와 유기물 저감에 미치는 영향

장재경,박혜민,김태영,양윤석,여정진,강석원,백이,권진경,Jang, Jae Kyung,Park, Hyemin,Kim, Taeyoung,Yang, Yoonseok,Yeo, Jeongjin,Kang, Sukwon,Paek, Yee,Kwon, Jin Kyung 대한의용생체공학회 2018 의공학회지 Vol.39 No.5

The internal resistance of microbial fuel cell (MFC) using stainless steel skein for oxidizing electrode was investigated and the factors affecting the voltage generation were identified. We also investigated the effect of power management system (PMS) on the usability for MFC and the removal efficiency of organic pollutants. The performance of a stack microbial fuel cell connected with (PMS) or PMS+LED was analyzed by the voltage generation and organic matter reduction. The maximum power density of the unit cells was found to be $5.82W/m^3$ at $200{\Omega}$. The maximum current density was $47.53A/m^3$ without power overshoot even under $1{\Omega}$. The ohmic resistance ($R_s$) and the charge transfer resistance ($R_{ct}$) of the oxidation electrode using stainless steel skein electrode, were $0.56{\Omega}$ and $0.02{\Omega}$, respectively. However, the sum of internal resistance for reduction electrode using graphite felts loaded Pt/C catalyst was $6.64{\Omega}$. Also, in order to understand the internal resistance, the current interruption method was used by changing the external resistance as $50{\Omega}$, $300{\Omega}$, $5k{\Omega}$. It has been shown that the ohm resistance ($R_s$) decreased with the external resistance. In the case of a series-connected microbial fuel cell, the reversal phenomenon occurred even though two cells having the similar performance. However, the output of the PMS constantly remained for 20 hours even when voltage reversal occurred. Also the removal ability of organic pollutants (SCOD) was not reduced. As a result of this study, it was found that buffering effect for a certain period of time when the voltage reversal occurred during the operation of the microbial fuel cell did not have a serious effect on the energy loss or the operation of the microbial fuel cell.

고출력 지속이 가능한 인체 구동 방식의 자가 발전기 개발

임윤호(Yoon-Ho Lim),양윤석(Yoonseok Yang) 대한전자공학회 2015 전자공학회논문지 Vol.52 No.7

인체 구동 방식의 자가 발전기는 외부 환경에 덜 의존한다는 장점 덕분에 비상용 혹은 야외 활동 중의 소규모 전력 공급원으로 주목 받고 있다. 하지만 대부분의 자가 발전기는 전자기 유도 결합의 효율이 높지 않아 출력이 미미하며, 특정 부위의 근육만을 지속적으로 사용하는 단조로운 구동 방식을 택하고 있어, 사용 중에 쉽게 지루해질 뿐만 아니라 근피로가 쉽게 누적되어 실제 원하는 출력을 얻을 만큼 충분한 시간 동안 구동하는 것이 거의 불가능하다. 이러한 낮은 효율과 사용성의 문제로 인해 인체 구동 방식의 자가발전기가 실생활에서 사용되는 빈도는 높지 않다. 본 연구에서는 전자기 유도 효율이 높은 종축 결합 방식의 발전 장치를 간단한 구조로 구현하여 출력을 높이는 동시에, 자성체의 운동 관성에 의한 가속이 가능한 인체 구동 방식의 발전기를 설계 제작하였다. 개발된 발전기와 기존 상용 자가 발전기와의 비교 실험을 통해 높은 출력 뿐 아니라 장시간 구동이 가능함을 검증하였다. 아울러 인체 구동 발전기에서 실질적으로 중요한 요소임에도 불구하고 기존 연구에서 제시된 바 없는 인체의 투입 에너지를 실증적으로 파악하기 위해 호흡 가스 기반의 실제 운동 대사량 측정법에 근거한 실험을 시행하여 자가 발전기의 운동 부하를 추정하였다. 향후 성능 개선과 휴대성 증진을 통해 모바일 기기의 전력 지속 문제를 해결하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대한다. Human-powered self-generating devices have been attractive with its operation characteristic independent from outer environment such as weather condition and wind speed. However, conventional self-generators have low electric power output due to their weakly-coupled electromagnetic structure. More importantly, rotary crank motion which is usually adopted by conventional self-generator to generate electricity requires specific skeletal muscles to maintain large torque circular motion and consequently, causes fatigue on those muscles before it can generate enough amount of electricity for any practical application. Without improvement in electric power output and usability, the human-powered self-generator could not be used in everyday life. This study aims to develop a human-powered self-generator which realized a strong electromagnetic coupling in a closed-loop tubular structure (hula-hoop shape) for easy and steady long-term driving as well as larger electric output. The performance and usability of the developed human-powered generator is verified through experimental comparison with a commercial one. Additionally, human workload which is a key element of a human-powered generator but not often considered elsewhere, is estimated based on metabolic energy expenditure measured respiratory gas analyzer. Further study will focus on output and portability enhancement, which can contribute to the continuous power supply of mobile equipments.

수동 방식의 최대 전력점 추종 기술을 이용한 미생물 연료 전지의 출력 개선

여정진(Jeongjin Yeo),양윤석(Yoonseok Yang) 대한전자공학회 2017 전자공학회논문지 Vol.54 No.10

본 연구에서는 수동 방식 최대 전력점 추종 기술 적용을 통한 미생물 연료 전지의 출력 성능 개선 방안을 제시하였다. 수동방식의 최대 전력점 추종 기술은 기존의 능동 방식 최대 전력점 추종 기술과 비교하여 시스템이 간단할 뿐 아니라 추가적인 외부 전력원을 필요로 하지 않는 장점을 지닌다. 미생물 연료전지 시스템의 특성상, 기질 접촉 효율이 좋은 단위 셀 수준에서 출력을 개선하는 것이 가장 효과적인데, mW 수준의 낮은 출력 성능을 갖는 단위 셀의 경우 자체 에너지를 이용하여 능동 방식의 최대 전력점 추종 시스템을 구동하기가 어려우므로, 수동 방식을 이용해 소형 미생물 연료 전지의 전력을 추출하는 것은 소형 미생물 연료전지 출력 개선과 더불어, 이를 통해 최종 중합 시스템의 출력을 극대화할 수 있는 실질적인 방안이 될 수 있다. 본 연구에서는 상용 IC를 활용하여 20 %, 40 %, 60 %, 80 % 로 추종비 (최대 전력점의 전압 / 개방회로전압) 설정이 가능한 미세 전력 관리 회로를 제작하고, 이를 미생물 연료전지 단위 셀에 적용하여 출력 개선 효과를 검증하였다. 실험 결과를 통해, 최대 전력점 추종이 적용되지 않은 미생물연료전지의 출력에 비해 약 2 배 더 많은 에너지를 추출할 수 있음을 확인하였다. This study suggests to use a passive MPPT (maximum power point tracking) for improved output performance of MFC (microbial fuel cell). Since small sized unit cell is more efficient in mass transport and electron transfer between substrate, exo-electrogen microbes, and electrode, it will be more effective to improve the output performance of the unit cell for maximizing the output power of stacked MFC system. However, active MPPT which needs an extra power source for its own operation could not be employed in the unit cell which has output power of a few mW. The passive MPPT which doesn"t need any extra power is suitable for small scale MFC. To investigate the effectiveness of the proposed passive MPPT in MFCs, a power conditioning circuit with MPPT capability which has selectable tracking voltage (20 %, 40 %, 60 %, 80 % of open circuit output voltage) was developed using commercial IC and applied to MFC. The result verified its usefulness by showing 2 times higher power extraction performance compared to non-MPPT power conditioning circuit.