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오승용(S. Y. Oh),신선혜(S. H. Shin),강승록(S. R. Kang),홍철운(C. U. Hong),권대규(T. K. Kwon) 한국재활복지공학회 2017 재활복지공학회논문지 Vol.11 No.3
본 연구에서는 사용자의 자세에 따라 실시간으로 제공되는 진동모터에 의해서 촉각 피드백이 구현되는 골반교정 및 자세균형능력 증진을 위한 균형의자(balance chair)를 개발하고 그 유효성을 평가하고자 하였다. 이를 위해 MC Nylon을 이용하여 몸체을 제작하고 사용자 인터페이스를 위한 터치 TFT와 아두이노를 사용한 주 제어모듈, 사용자 자세판별을 위한 9축 가속센서, 촉각피드백을 위한 진동모듈을 내장하고 사용자의 편안한 착석감을 위한 쿠션으로 외부를 둘러싼 균형의자 시제품을 제작하였다. 제작된 시제품을 이용한 자세균형 훈련시스템의 유효성을 확인하기 위해 여성 피험자 10명을 대상으로 척추움직임의 주요근육인 좌우 요장늑근에 대한 근활성도(%MVIC)를 측정하였고 자세균형능력 평가장비인 Spine Balance 3D를 이용하여 훈련 전후의 균형능력을 측정하였다. 균형의자를 통한 운동 및 자세균형 유지 시 진동을 통한 피드백 방법에 의해 사용자의 좌우 요장늑근이 균형적으로 활성화되고 또한 이를 통한 훈련 전후 균형능력이 증진되는 결과를 얻었다. 향후 본 연구는 다양한 자세균형 제품 개발에 기초 연구로 활용 가능하다고 사료된다. The purpose of this study was to develop a balance chair for improving pelvic correction and postural balance through postural balance training using tactile feedback by a vibration motor provided in real time according to the user "s attitude. We built a body frame using mono cast(MC) Nylon, Touch thin film transistor(TFT) for user interface, a main control module using Arduino, a 9-axis acceleration sensor for user"s posture determination, and a vibration module for tactile feedback. The prototype of the Balance Chair which surrounds the outside was made with cushion for sitting conformability. In order to verify the effectiveness of the postural balance training system using the built prototype, the muscle activity (% MVIC) of the left and right iliocostalis lumborum those are the main muscles of the spinal movement was measured with ten female subjects. And the balance ability before and after training was measured using Spine Balance 3D, a posture balance ability evaluation device. The muscular activities of the left and right iliocostalis lumborum showed the balance activation according to vibration feedback during exercise protocol and postural balance improved after balance exercise training using balance chair. This study could be apply to use the fundamental research for developing the various postural balance product.
오승용(S. Y. Oh),김경태(K. T. Kim),유창호(C. H. Yu),한갑수(K. S. Han),권대규(T. K. Kwon) 한국재활복지공학회 2014 재활복지공학회논문지 Vol.8 No.1
본 연구에서는 기존의 시/청각 방식의 운전정보 전달체계의 한계를 극복하고 더불어 교통약자들의 운전수행에 도움이 되는 자동차용 햅틱시트 기술을 개발하고자 하였다. 이를 위해 동전형 모터 30개를 사용한 진동자극용 시트커버형 시제품과 모터드라이버모듈을 제작하였고 촉각이상이 없는 젊은 남녀 10명을 대상으로 6자유도 모션베이스 상에 구축된 가상운전 시뮬레이터를 사용하여 가상운전상황에서의 시트진동자극에 대한 실험을 진행하였다. 모터의 동작전압(1.5V, 2.5V, 3.5V)에 따라 세기가 가변되는 30개소의 진동자극의 위치별 인지율을 측정하여 분석하였다. 피험자들은 2.5V,3.5V로 동작하는 30개소의 모터 진동자극을 모두 인지하였고 최저작동전압인 1.5V에서도 일정수준 이상의 인지율을 보여주는 결과를 얻었으며 이 결과는 차량 내에서의 시트를 통한 진동자극의 운전정보 유용성을 보여주는 것으로 사료된다. In this study, the effect of the automotive haptic-seat technology which can transmit the driving information by the vibro-stimulus from the seat was investigated to overcome previous system"s limitation relied on the visual and audial method and to help handicap driving. A prototype haptic seat covers with 30 coin-type motors and driver module were developed for this sake. A driving simulator on the 6-DOF motion-base was used for driving situation and we executed the seat vibro-stimulus test with 10 young participants who have normal tactile sense. The haptic recognition ratio by 30 locations was measured and analyzed in the result. The intensity of vibro-stimulus was adjusted by input voltage of motors (1.5V,2.5V,3.5V). All vibro-stimulus locations at 2.5V and 3.5V could be recognized by all participants and even in the lowest recognition ratio of 1.5V. The results showed that the seat vibration stimulus could be useful to transfer the drivers’ information while driving.
오승용(S. Y. Oh),김경태(K. T. Kim),유창호(C. H. Yu),권대규(T. K. Kwon) 한국재활복지공학회 2014 재활복지공학회논문지 Vol.8 No.3
본 연구에서는 기존의 시/청각 방식의 운전정보 전달체계의 한계를 극복하고 더불어 교통약자들의 운전수행에 도움이 되는 자동차용 햅틱 시트 기술을 개발하고자 하였다. 이를 위해 동전형 모터 30개를 사용한 진동자극용 시트커버형 시제품과 모터드라이버모듈을 제작하였고 65세 이상의 고령 피험자들을 대상으로 실시한 가상운전상황에서의 시트진동자극에 대한 실험에서는 피험자들의 전체 진동인지 점수 평균은 3.5/4점으로 87.5%의 인지율을 보여주었다. 또한 모든 피험자가 4번의 과속경고신호를 모두 인지하는 결과를 보여주었다. Trail Making Test 점수에 따른 그룹별 진동인지점수에 대한 통계분석 결과 유의한 차이가 발견되지 않았고 시각기능과 인지기능이 저하된 고령자라도 진동을 인지하는 촉각기능은 동등한 능력을 보여주는 결과를 얻었으며 이 결과는 고령운전자에 대한 차량 내에서의 시트를 통한 진동자극의 운전정보 유용성을 보여주는 것으로 사료된다. In this study, the effect of the automotive haptic-seat technology which can transmit the driving information by the vibro-stimulus from the seat was investigated to overcome previous system"s limitation relied on the visual and audial method and to help handicap driving. A prototype haptic seat cover with 30 coin-type motors and driver module were developed for this sake. In an experiment of seat vibration stimulation being performed under virtual driving situation by targeting the elderly aged over 65 years old, average score of test subjects for total vibration recognition was 3.5/4 points and recognition rate of 87.5% was represented. In addition, a result that all the test subjects totally recognized overspeed warning signal of 4 times was represented. As a result of statistical analysis for vibration recognition score by each group depending on TMT score, a significant difference was not found and a result that tactile function of which vibration is recognized even by the aged whose visual, perceptional function is declined showed an equal ability was obtained.. In this study it was shown that the seat vibration stimulus could be used to transfer the old drivers’ information while driving.
편백나무로 제작된 힐링 침대에서의 색체 자극이 스트레스 완화에 미치는 효과
신선혜(S. H. Shin),유미(M. Yu),오승용(S. Y. Oh),김주리(J. R. Kim),송의선(E. S. Song),문명철(M. C. Moon),임승택(S. T. Lim),박희준(H. J. Park),권대규(T. K. Kwon) 한국재활복지공학회 2016 재활복지공학회논문지 Vol.10 No.2
본 연구에서는 삼림욕을 즐기는 것과 같은 편안한 상태의 휴식을 유도하기 위하여 편백나무를 이용하여 힐링침대 시스템과 색체자극을 위한 LED 감성 모듈을 개발하였고, 8가지 조명과 3가지 색온도의 색체 자극에 따른 휴식이 스트레스 완화에 미치는 효과를 비교·분석하였다. 피험자는 건강한 20대 성인 남여 7명(age 23.3±0.7yr; height 165±;10cm body mass 59±10kg)을 대상으로 하였으며, 8가지 색상(red, orange, yellow, green, blue, indigo, violet, white)과 3가지 색온도(3,000K, 5,000K, 8,000K)에 따른 휴식 시 심박변이도, 피험자의 주관적 인지평가를 진행하였다. 그 결과, 심박변이도의 경우 한색계열인 green, blue, indigo의 조명과 3000K의 낮은 온도 조명이 부교감신경을 활성화시켜 심리적으로 안정되는 결과를 얻었으며, 피험자가 주관적으로 느끼는 인지시간의 결과 동일시간을 자극받았을 지라도 green 색상과 3,000K 온도 자극 시 인지 시간이 가장 느렸으며, 감성어휘 평가에서는 orange 색상과 3,000K온도에서 가장 높은 점수를 얻었다. 따라서, 본 연구 결과 3,000K의 낮은 온도자극과 green 색상 자극 시 심리정 안정이 가장 높은 결과를 얻었으며, 추후 연구에서는 작업 환경에 따른 조명 자극 시 피로도 회복과 뇌파 변화를 비교 분석 할 것이다. The purpose of this study was to verify the emotional response of user to LED light colors in healing bed system in cypress tree. Eight colors of LED light were provided including red, orange, yellow, green, blue, indigo, violet and white. And three illumination color temperature were provided including 3,000K, 5,000K, 8,000K. Seven subjects in their twenties were involved without the medical history of eyes and heart disorders. The subjects were exposed to LED lighting during 5 minutes and their emotional response was evaluated through the following: first, at the physiological effect heart rate variability(HRV) was measured during the stimulation; second, at the emotion level the subjects were asked about lighting color and color temperature through a survey. Results, lower color temperature of 3,000K and green color shows high value on HRV. We have found that there is a difference of physiological and emotion level effect depending on color stimulus. This study could be applied to reference data to analysis of a decrease in fatique and charges of brain waves for color stimulus.