사용자환경정보 기반 Context-based Service 추론모델

고광은(Kwang-Eun Ko),장인훈(In-Hun Jang),심귀보(Kwee-Bo Sim) 한국지능시스템학회 2007 한국지능시스템학회논문지 Vol.17 No.7

현재의 유비쿼터스 컴퓨팅 기술은 공간에서 사용자가 요구하는 직접적인 서비스만을 제공하는 정도의 기술 구현에 그치고 있으며, 앞으로는 좀 더 능동적인 서비스를 제공할 수 있는 지능적인 시스템이 필요해지고 있다. 사용자의 개입 없이 사용자가 처한 상황에 대한 정보를 통해 제공할 서비스를 결정할 수 있는 시스템을 구성하기 위해 본 논문에서는 지능형 홈과 같은 유비쿼터스 컴퓨팅 공간에서의 사용자가 처한 상황에 대한 환경정보를 Context로 정의하고 4W1H의 형태로 정형화하여 수집한다. 추가적으로 사용자의 감정 상태에 대한 정보를 수집하고 이러한 정보들을 확률 추론을 위한 베이지안 네트워크의 노드로 사용하여 사용자가 구체적으로 어떠한 상황에 처해 있는가에 대한 상황인식을 구현하다. 또한 그 상황 인식결과를 통해 사용자에게 제공될 서비스를 다시 한 번 베이지안 네트워크를 통해 추론하는 모델을 제시하고자 한다. The present level of ubiquitous computing technology have developed to the point where Home-server provides services that user require directly for user in the intelligent space. But it will need intelligent system to provides more active services for user in the near future. In this paper, we define the environment information about situation that user is in as Context, and collect the Context that stereotype as 4W1H form for construct the system that can decision service will be provide from information about a situation that user is in, without user's involvement. Additionally we collect information about user's emotional state, use these informations as nodes of Bayesian network for probabilistic reasoning. From that, we materialize Context Awareness system about it that what kind of situation user is in. And, we propose the Context-based Service reasoning model using Bayesian Network from the result of Context Awareness.

홈 네트워크 응용을 위한 Multi Agent System (MAS) 프레임워크

장인훈(In-Hun Jang),심귀보(Kwee-Bo Sim) 한국지능시스템학회 2007 한국지능시스템학회논문지 Vol.17 No.1

홈네트워크 시스템의 본격적인 보급과 함께 가정용서비스 로봇의 최근 연구 성과들은 인간과 지능로봇이 가정에 공존하며 서로 의사소통을 할 수 있는 시대가 가까운 미래에 현실화 될 수 있음을 보여주고 있다. 한편 가정의 환경적인 특징은 open이기 때문에 그러한 환경에 적응하고 주어진 임무를 수행하는 데는 단일 로봇 또는 단일 홈서버보다는 로봇을 포함하는 홈네트워크 시스템 내의 여러 장치들이 어울려 분산처리를 수행하는 multi-agent 시스템이 일반적으로 더 좋다고 알려져 있다. 따라서 본 논문은 홈네트워크 시스템을 가진 가정에서 필요한 agent들을 정의하기 위해 framework 모델을 구축하고 각 agent 간의 통신 protocol architecture를 제시한다. 이를 위해 로봇 또는 홈서버의 단일 지능이나 기능보다는 그 안에 존재하는 복수개의 agent instance들의 집합으로서 agent를 정의하고, 각 agent 내외에서 agent들 사이의 협력 (cooperation)과 타협(negotiation)을 통해 환경과 적응하는 방법 및 사람과 교감(interactive)하는 방법을 제시한다. As home network system begins serving in earnest, the recent fruits of research in home service robot show that the new epoch that human and intelligent robots are living, communicating and interacting together at home, may come true in the near future. In the other hand, it is generally known that the multiagent system, performing distributed process together with other different devices in a home network system, is better than single robot or single home server for adapting themselves to home environment and completing their mission because the characteristic of home environment is 'open'. Therefore, in this paper we suggest the framework model to define agents, which is needed for the home with a home network system, and the communication protocol architecture between agents. For this, we focus our attention on an agent comprising the set of many agent instances rather than the single intelligent or ability of a robot or home server, and also suggest the way of adaptation for agent systems to their environments and interaction with human in the manner of cooperation and negotiation among agents or agent instances in each agent.

Ad-hoc 센서네트워크를 위한 최적 라우팅 경로 설정 알고리즘

장인훈(In-Hun Jang),심귀보(Kwee-Bo Sim) 한국지능시스템학회 2005 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.15 No.2

다단계 호핑(multi-hop) 무선 센서네트워크의 라우팅 경로를 설정하는데 있어서 데이터 전송의 요구가 있는 경우에만 경로를 만드는 Demand-Driven 방식의 대표적인 방법이 DSR(Dynamic Source Routing)인데 라우트 레코드를 패킷에 실어 보내기 때문에 이 또한 센서 노드들의 수가 많아질수록 패킷이 무거워질 수밖에 없다. 본 논문에서는 DSR 프로토콜을 기반 하면서도 라우팅 테이블을 적절히 이용하여 노드 수 증가에 대해 고정된 패킷크기를 가지도록 하였으며 라우팅 비용함수를 적용하여 각 센서노드들의 전원 소모량, 이동성(Mobility), 네트워크 내에서의 Traffic, 거리(Hop) 등을 복합적으로 고려한 안정적이고 신뢰성 있는 최적의 라우팅 설정알고리즘을 제안한다.

홀 이펙트 센서를 이용한 유성기어 감속기모터의 동력 모니터링 시스템 개발

장인훈(In-Hun Jang),오세훈(Se-Hoon Oh),심귀보(Kwee-Bo Sim) 한국지능시스템학회 2004 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.14 No.2

감속기가 사용되어지는 경우 부하의 변동이나 구동부의 상태변화에 따라 모터의 토크, 회전수 등이 변하는데 이러한 값들을 모니터링 하면 부하의 변동이나 구동부를 진단할 수 있다. 본 논문은 유성기어를 이용한 기어드 모터를 제작하고, LCD를 포함하는 간단한 사용자 인터페이스를 통해 전달 Torque, 전달회전수(rpm), 전달동력을 확인할 수 있는 소형의 표시기가 있는 감속기에 관한 것이다. 일반적으로 전달 토크를 측정하는 장비는 크기가 크고 고가이며 계측기를 연결하고 측정하는 과정이 매우 번거로울 뿐만 아니라 지속적인 유지보수가 필요한 단점이 있다. 본 논문에서 제안하는 유성기어를 사용하면 간단히 모터의 토크 및 회전수를 측정할 수 있고 측정값을 표시하는 표시기를 모터에 부착할 수 있다. 측정 및 표시기는 기존 가격에 비해 매우 값싸게 제작할 수 있고 유지보수가 필요 없으며 검출 값을 시스템 제어부에 피드백 시키면 자기진단이 가능해진다. 특히 블루투스를 이용한 무선 통신기능을 부과하면 원격 모니터링이 가능하고 복수 모터유닛의 네트워크 구성이 용이하며 인터넷을 통한 데이터 통신으로의 확장이 가능하다.

센서 네트워크 응용을 위한 반지형 맥박센서와 모니터링 시스템

장인훈(In-Hun Jang),심귀보(Kwee-Bo Sim) 한국지능시스템학회 2007 한국지능시스템학회논문지 Vol.17 No.5

블루투스, 지그비, RFID와 같은 저가의 저 전력 무선통신 기술의 실용화는 웰빙 바람과 함께 유비쿼터스 헬스케어에 대한 관심이 급격하게 증가하고 있으며 u-Health는 센서네트워크분야에서 가장 중요한 응용분야중 하나가 되고 있다. 특히 독거노인이나 실버타운의 노인을 위해 응급상황에 대한 대처가 가능한 의료서비스를 개발하는 것은 그 자체로 의미가 있으며 그 수요는 노령인구의 급속한 증가와 함께 지속적으로 늘어날 것으로 기대된다. 이에 본 논문은 일상생활에서 손가락에 착용한 반지모양의 pulse oximeter 센서에 의해 수집된 PPG 신호로부터 정확한 맥박 변화율을 이끌어내는 것에 대한 타당성을 보이고자 한다. 이를 위해 반사형과 투과형 2가지 종류의 반지센서를 제작하였으며 반지센서로부터 맥박데이터를 수집, 분석하고 응급상황에 대처할 수 있는 원격의 모니터링 시스템을 개발하였다. As low power, low cost wireless communication technology like Bluetooth, Zigbee, RFID has been put to practical use together with the wellbeing trend, the concern about ubiquitous health care has been greatly increased and u-Health is becoming one of the most important application in the sensor network field. Especially, development of the medical services to be able to cope with a state of emergency for solitary senior citizens and the aged in silver town is very meaningful itself and their needs are also expected to continuously increase with a rapid increase in an aging population. In this paper we demonstrate the feasibility of extracting accurate heart rate variability (HRV) measurements from photoelectric plethysmography(PPG) signals gathered by a ring type pulse oximeter sensor attached to the finger. For this, we made 2 types of ring sensor, that is reflective and pervious type, and developed the remote monitoring system which is able to collect HR data from ling sensor, analyze and cope with a state of emergency.

보행보조 재활로봇의 센서 시스템 구성 및 사용자 의도 감지 알고리즘

정준영(Jun-Young Jung),박현섭(HyunSub Park),이덕연(Duk-Yeon Lee),장인훈(In-Hun Jang),이동욱(DongWook Lee),이호길(Ho-Gil Lee) 제어로봇시스템학회 2010 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.16 No.10

In this paper, we propose the organization of a sensor system and user’s intent detection algorithm for walking assist rehabilitation robots. The main purpose of walking assist rehabilitation robots is assisting SCI patients to walk in normal environment. To use walking assist rehabilitation robot in normal environment, it is needed to consider various factors about user’s safety and detection of user’s intent and so on. For these purposes, we have analyzed the use case of rehabilitation robots and organized the system of sensors for walking assist rehabilitation robots and finally, we have developed the algorithm which is used to detect user’s intent for those. We applied our proposal method in the rehabilitation robot, ROBIN, and verified their effectiveness by normal, not patient.

Ad-hoc 센서 네트워크를 위한 최적 라우팅 경로 설정 알고리즘

장인훈(In-Hun Jang),심귀보(Kwee-Bo Sim) 한국지능시스템학회 2005 한국지능시스템학회논문지 Vol.15 No.6

다단계 호핑(multi-hop) 무선 센서네트워크의 라우팅 경로를 설정하는데 있어서 데이터 전송의 요구가 있는 경우에만 경로를 만드는 Demand-Driven 방식의 대표적인 방법이 DSR(Dynamic Source Routing)인데 라우트 레코드를 패킷에 실어 보내기 때문에 이 또한 센서노드들의 수가 많아질수록 패킷이 무거워질 수밖에 없다. 본 논문에서는 DSR 프로토콜을 기반 하면서도 라우팅 테이블을 적절히 이용하여 노드 수 증가에 대해 고정된 패킷크기를 가지도록 하였으며 라우팅 비용함수를 작용하여 각 센서노드들의 전원 소모량, 이동성(Mobility), 네트워크 내에서의 Traffic, 거리(Hop) 등을 복합적으로 고려 한 안정적이고 신뢰성 있는 최적의 라우팅 설정알고리즘을 제안한다. The highly popular algorithm to determine routing path for the multi-hopping wireless sensor network is DSR(Dynamic Source Routing), which is one of the Demand-Driven way to makes the route only when there is a request for sending data. However, because DSR attaches the route's record on the sending packet, the bigger number of sensor node is, the heavier packet in DSR becomes. In this paper, we try to propose the new optimal routing path selecting algorithm which does not make the size of packet bigger by using proper routing table even though the number of sensor node increases, and we try to show our algorithm is more stable and reliable because it is based on the cost function considering some network resources of each sensor node such as power consumption, mobility, traffic in network, distance(hop) between source and destination.

홀 이펙트 센서를 이용한 유성기어 감속기모터의 동력 모니터링 시스템 개발

장인훈(In-Hun Jang),심귀보(Kwee-Bo Sim),오세훈(Se-Hoon Oh) 한국지능시스템학회 2004 한국지능시스템학회논문지 Vol.14 No.7

모터가 회전할 때 감속기에 연결되어 있는 구동부의 부하나 구동부의 상태변화에 따라 모터의 토크, 회전수 등이 함께 변한다. 역으로 모터의 토크, 회전수 등을 측정하면 부하의 변동이나 구동부의 상태를 감시 할 수 있다. 이를 위해 스트레인 게이지와 브릿지회로를 이용한 토크측정방법이 가장 일반적인데 이것은 접촉식 방법이어서 회전 속도와 사용시간에 따른 수명을 가진다. 그래서 이 방법을 이용한 시스템은 부품의 일부 또는 전체를 교체하는 유지보수를 필요로 하게 된다. 그리고 이러한 장비는 크기가 크고 고가이며 계측기를 연결하고 측정하는 과정이 매우 번거롭다. 본 논문에서 우리는 홀 이펙터 센서를 이용하여 토크와 회전수를 측정하는 비 접촉식 방법을 제안하고자 한다. 이를 위해서 홀 센서를 유성기어에 부착하고 이를 이용한 기어드 모터와 모니터링 시스템을 제작하였다. 모니터링 시스템은 측정 데이터(토크, 회전수)와 연산되어진 데이터(전달 동력)를 화면표시하며 블루투스 통신 프로토콜을 이용한 네트워킹 기능을 가진다. 제안된 방법은 기존방법에 비해 매우 저렴한 방법이고 토크와 회전수를 측정하는 매우 간단한 방법이다. When the motor is rotating, the torque and rpm are varying as the loads or the driving status connecting through reduction units are changing. On the contrary, one can monitor the changes of the loads or the driving status in the manner of measuring motor torque and rpm. There is a torque measuring method using the strain gauge and bridge circuit. But, because this is the contact method, it has the life time which is dependent on rotating velocity and used time. So this system demands on replacement of some parts or whole system itself for maintenance. And this system is also relatively big and expensive, requiring preceding annoying process. In this paper, we are going to suppose non-contact method to measure torque and rpm using the Hall effects sensor. For this we have made the planetary geared reduction motor with Hall sensors and with the monitoring system. The monitoring system displays the sensing data(torque, rpm) and calculated data(power) and also has the network capability with Bluetooth protocol. Our solution is much more inexpensive and simple method to measure torque and rpm than before.

음원 센서네트워크를 이용한 지능형 로봇의 목표물 추적 알고리즘

장인훈(In-Hun Jang),박경진(Kyoung-Jin Park),양현창(Hyun-Chang Yang),이종창(Jong-Chang Lee),심귀보(Kwee-Bo Sim) 제어로봇시스템학회 2007 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.13 No.10

척수 마비환자를 위한 외골격형 보행보조로봇의 사용자의도 및 보행파라미터 추정

장인훈(In-Hun Jang),박현섭(HyunSub Park),심귀보(Kwee-Bo Sim) 한국지능시스템학회 2011 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.21 No.2