무선 전력 전송을 위한 고전력 D급 증폭기 설계

전부일(Bu-Il Jeon),안희수(Hee-Su An),이철호(Cheol-Ho Lee),이강윤(Kang-Yoon Lee) 대한전자공학회 2016 대한전자공학회 학술대회 Vol.2016 No.11

SEMG 생체 신호 처리에 의한 인공 지능 시스템 제어

전부일(Bu-Il Jeon),조현찬(Heon-Chan Cho),전홍태(Hong-Tae Jeon) 대한전자공학회 2010 대한전자공학회 학술대회 Vol.2010 No.6

This Study has purpose to verify an efficiency and convenience of an exoskeleton robot arm to express human"s recognition ability using a real time abstracting Surface EMG data obtained naturally from human"s body. The EMG sensing data from muscle"s contractions are used as an original signal to operate an exoskeleton robot arm and an actuator copying human arm"s movement. A fuzzy control method directly controls a human arm"s movement so that we can control the output from user and load by intelligent control algorithm.

근전도 신호를 이용한 외골격 로봇 팔 퍼지 제어

전부일(Bu-Il Jeon),조현찬(Hyun-Chan Cho) 한국지능시스템학회 2009 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.19 No.2

본 연구에서는 팔의 근전도 신호를 인공 지능적으로 처리하여 보다 정밀하고 실제 시스템에 누구에게나 보편적으로 적용 가능한 알고리즘을 개발하며 데이터를 산출하여 실제 시스템을 제작해 직접 활용할 수 있다는 점에서 그 의미를 가진다. 이를 위해서는 첫째로 여러 가지의 안정된 팔 근육의 근전도 신호를 센싱하여 처리하고 둘째로 처리한 데이터를 분석하여 시스템에 적용 가능한 데이터로 변환하며 셋째로 실제의 팔을 보조할 수 있는 기구부와의 정밀하고 원활한 데이터 교환이 필요하다. 여기에서 가장 중요한 부분이 근육의 근전도와 시스템과의 정보교환 과정에서 보다 인공지능적인 제어를 할 수 있는지의 여부인데 본 연구에서는 이 제어 방식으로 FUZZY알고리즘을 사용한다. 개인마다 모두 다른 근전도 신호를 어떻게 하면 일반적인 범위 안에서 범용으로 제어 가능하게 할 수 있느냐가 본 연구의 가장 궁극적인 목표라고 할 수 있다. 이 제어 방식을 적용하여 팔이 불편한 장애인이나 완전한 동작을 하지 못하는 사람에게 원래의 팔 기능을 보조할 수 있는 기능을 제공하고 가능한 한 자신의 팔을 움직이는 듯한 효과를 보이며 위험지역이나 사람의 힘이 미치기 어려운 영역의 작업을 함에 있어서 안전하고 보다 정밀한 제어로 작업 효율성을 높일 수 있다.

근전도 생체 신호를 이용한 지능형 외골격 로봇팔의 구현

전부일(Bu-Il Jeon),조현찬(Hyun-Chan Cho),전홍태(Hong-Tae Jeon) 한국지능시스템학회 2012 한국지능시스템학회논문지 Vol.22 No.5

본 연구는 사람 팔의 움직임에 따른 신체 발생 신호인 근육의 근전도 데이터를 실시간으로 추출하여 신호 발생에 따른 외골격 로봇팔의 동작을 통해 제어신호의 유효성을 평가하는데 그 목적이 있다. 지능형 알고리즘에 의해 인간의 인지와 판단의 결과가 팔의 근육을 통해서 제어 가능한 지를 실제 시스템을 구성하여 확인해 보는 것이다. 근육의 수축과 이완에 따른 근전도 센서 데이터는 외골격 로봇 팔을 구동하는 원신호로 사용되며 로봇 구동을 위한 힘을 전달하는 엑츄에이터가 인간의 팔의 동작을 모사한다. 이를 위해 아날로그 필터회로와 관련 회로를 설계하여 신호를 추출하였고 시스템의 동작을 위해 DSP컨트롤러를 통한 신호처리과정을 거친 후 지능 알고리즘을 통한 부하의 정확한 예측을 위한 퍼지 논리 알고리즘의 동작을 표현할 수 있는 외골격 로봇 팔을 제작하였다. The purpose of this study is to estimate a validity of control signal through a design of Exoskeleton Robot Arm"s capable of intelligent recognition as a human arm’s motion by using realtime processed data of generated EMG signals. By an intelligent algorithm, the EMG output value of human biceps and triceps muscles contraction can be recognized and used for the control over exoskeleton arm corresponding to human"s recognition and judgement. The EMG sensing data of muscles contraction and relaxation are used as the input signal from human"s body to operate the Exoskeleton Robot Arm thus copying human arm motion. An intelligent control of Exoskeleton Robot Arm is to design the analog control circuit which processes the input data, and then to manufacture an integrated control board. And then abstracted signal is passed by DSP signal processing, Fuzzy logic algorithm is designed for a accurate prediction of weight or load through the intelligent algorithm, and design an Exoskeleton Robot Arm to express a human"s intention.

좌우 양팔의 근육 활성도 변화에 따른 EEG 출력 구분을 위한 CSP 필터의 적용

강병준(Byung-Jun Kang),전부일(Bu-Il Jeon),조현찬(Hyun-Chan Cho) 한국전기전자학회 2020 전기전자학회논문지 Vol.24 No.2

본 논문은 근육 동작시의 뇌파의 출력을 통해 불확실성이 상당히 존재하는 EEG 신호 안에서 좌우완 근육의 동작이나 사용자의 의지가 포함된 근육 신호 출력 시의 특정 부위 뇌파를 추출하여 좌우 동작 구분이 가능한 뇌파의 특징 벡터를 찾아낼 수 있는지를 확인한다. 일반적인 표면 근전도와 비침습적인 방식의 뇌파 추출 방법으로는 내부 신경 전달에 의한 이온화 정도와 전기 전도도의 크기를 통해서 그 동작 신호인지 구분할 수 있는 방법이 존재하지 않는다. 일반 로봇 제어 시스템이나 전기 신호를 통한 관절 및 모터 제어의 경우는 특정 신호의 전달 및 피드백 제어를 통해 관절 및 로봇 제어기를 제어할 수 있는 신호를 확인할 수 있지만, 인간의 인체는 정확한 뇌와 근육간의 프로토콜을 찾을 근거가 부족하다. 따라서 본 논문에서는 피험자의 동작이 이루어질 경우의 뇌파 분석을 통해 좌완의 신호와 우완의 신호를 특정할 만한 근거 신호 또는 특징 벡터를 추출할 수 있는지 확인하기 위해 CSP(Common Spatial Pattern) 필터의 적용 결과 활용하여 효율성을 검증한다. 더불어 검증을 위한 실험 설계를 통해 데이터를 획득하고, 필터 적용 유무에 따른 결과의 변화가 어떠한지 검증하며 구분 정확도를 높일 수 있는 방법을 제안한다. Through the output of brain waves during muscle operation, this paper checks whether it is possible to find characteristic vectors of brain waves that are capable of dividing left and right movements by extracting brain waves in specific areas of muscle signal output that include the motion of the left and right muscles or the will of the user within EEG signals, where uncertainties exist considerably. A typical surface EMG and noninvasive brain wave extraction method does not exist to distinguish whether the signal is a motion through the degree of ionization by internal neurotransmitter and the magnitude of electrical conductivity. In the case of joint and motor control through normal robot control systems or electrical signals, signals that can be controlled by the transmission and feedback control of specific signals can be identified. However, the human body lacks evidence to find the exact protocols between the brain and the muscles. Therefore, in this paper, efficiency is verified by utilizing the results of application of CSP (Common Spatial Pattern) filter to verify that the left-hand and right-hand signals can be extracted through brainwave analysis when the subject’s behavior is performed. In addition, we propose ways to obtain data through experimental design for verification, to verify the change in results with or without filter application, and to increase the accuracy of the classification.

균일 방제를 위한 항공 살포시스템 구현

지선호(Jee, Sun-Ho),전부일(Jeon, Bu-Il),조현찬(Cho, Hyun-Chan) 한국산학기술학회 2016 한국산학기술학회논문지 Vol.17 No.1

본 논문에서는 항공 방제 시 균일 방제를 통하여 병해충에 의한 농산물 생산량 저하 및 농약이 과도 살포된 농작물 생산을 방지하고자 하였다. 항공 방제가 실시되는 비행 고도 3m와 속도 15km/h를 유지하는 것은 사용자의 조종 습관 및 방법, 바람의 변화 같은 환경적 요인이 작용하여 대단히 어렵다. 따라서 무인 헬리콥터로부터 비행 데이터를 전송받아 비행 속도 및 고도의 변화에 따라 붐의 각도와 DC 펌프의 제어가 가능하도록 살포 장치 및 제어기를 설계 및 제작하였고 무성 항공사의 무인 헬리콥터 Rmax에 탑재하여 살포 성능을 검증했다. 실험은 가로 10m, 세로 50m의 농지에서 감수지를 한 열에 1.25m 간격으로 9장씩 5열을 5m의 위치에서부터 10m 간격으로 배치하고, 방제 실험 시 제작된 항공 살포 시스템을 이용하여 살포하였다. 무인 헬리콥터는 최저속도 7.2km/h부터 최고속도 17.6km/h, 최저높이 2.32m부터 최고 3.47m까지 최고 10.4km/h 의 속도 변화와 1.15m 고도 변화를 보이며 비행하였고, 각 열이 평균 46423개의 입자개수의 분포로 7.5m의 유효 살포 영역을 형성함을 보여 제안된 항공 살포시스템이 균일 방제에 효과가 있음을 증명한다. The aim of this study was to prevent the decrease in crop output by disease and insect pests and excessive spraying of agricultural pesticides by application uniformity. A 3m height and 15km/h speed is difficult to maintain with an unmanned helicopter for aerial application, which has been affected by the controlling habits and methods or environmental factors, such as changes in the wind. Therefore, in this study, an aerial application system was design to be attached to an unmanned helicopter, which can allow a controlled application width and spray rate automatically and verified experimentally using Rmax of MS-AVIATION. The size of agricultural land was 50 m2 and nine water sensitive cards were arranged at 1.25m intervals in 5 rows with each row having a 10m interval from the position of 5m. The unmanned helicopter was flying at speeds ranging from 7.2km/h to 17.6km/h and heights ranging from 2.32m to 3.47m. The proposed aerial application system allowed application uniformity by making a valid spraying area of 7.5 m2 with 46423 particles distributed on average.

새로운 대기압 플라즈마 제트를 이용한 태양전지용 고농도 선택적 도핑에 관한 연구

조이현,윤명수,손찬희,조태훈,김동해,서일원,노준형,전부일,김인태,최은하,조광섭,권기청,Cho, I Hyun,Yun, Myung Soo,Son, Chan Hee,Jo, Tae Hoon,Kim, Dong Hea,Seo, Il Won,Rho, Jun Hyoung,Jeon, Bu Il,Kim, In Tae,Choi, Eun Ha,Cho, Guangsup,Kwon, 한국진공학회 2013 Applied Science and Convergence Technology Vol.22 No.5

태양전지 제조공정에서 열처리로 레이저를 사용하는 도핑공정은 태양전지의 성능을 결정짓는 중요한 요소이다. 그러나 퍼니스를 이용하는 공정에서는 선택적으로 고농도(Heavy) 도핑영역을 형성하기가 어렵다. 레이저를 사용한 선택적 도핑의 경우 고가의 레이저 장비가 요구되어지며, 레이저 도핑 후 고온의 에너지로 인한 웨이퍼의 구조적 손상 문제가 발생된다. 본 연구는 저가이면서 코로나 방전 구조의 대기압 플라즈마 소스를 제작하였고, 이를 통한 선택적 도핑에 관한 연구를 하였다. 대기압 플라즈마 제트는 Ar 가스를 주입하여 수십 kHz 주파수를 인가하여 플라즈마를 발생시키는 구조로 제작하였다. P-type 웨이퍼(Cz)에 인(P)이 shallow 도핑 된(120 Ohm/square) PSG (Phosphorus Silicate Glass)가 제거되지 않은 웨이퍼를 사용하였다. 대기압 플라즈마 도핑 공정 처리시간은 15 s와 30 s이며, 플라즈마 전류는 40 mA와 70 mA로 처리하였다. 웨이퍼의 도핑프로파일은 SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy)측정을 통하여 분석하였으며, 도핑프로파일로 전기적 특성인 면저항(sheet resistance)을 파악하였다. 도펀트로 사용된 PSG에 대기압 플라즈마 제트로 도핑공정을 처리한 결과 전류와 플라즈마 처리시간이 증가됨에 따라 도핑깊이가 깊어지고, 면저항이 향상하였다. 대기압 플라즈마 도핑 후 웨이퍼의 표면구조 손상파악을 위한 SEM (Scanning Electron Microscopy) 측정결과 도핑 전과 후 웨이퍼의 표면구조는 차이가 없음을 확인하였으며, 대기압 플라즈마 도핑 폭도 전류와 플라즈마 처리시간이 증가됨에 따라 증가하였다. Doping process using laser is an important process in fabrication of solar cell for heat treatment. However, the process of using the furnace is difficult to form a selective emitter doping region. The case of using a selective emitter laser doping is required an expensive laser equipment and induce the wafer's structure damage due to high temperature. This study, we fabricated a new costly plasma source. Through this, we research the selective emitter doping. We fabricated that the atmospheric pressure plasma jet injected Ar gas is inputted a low frequency (a few tens kHz). We used shallow doping wafers existing PSG (Phosphorus Silicate Glass) on the shallow doping CZ P-type wafer. Atmospheric plasma treatment time was 15 s and 30 s, and current for making the plasma is 40 mA and 70 mA. We investigated a doping profile by using SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy) and we grasp the sheet resistance of electrical character by using doping profile. As result of experiment, prolonged doping process time and highly plasma current occur a deeper doping depth, moreover improve sheet resistance. We grasped the wafer's surface damage after atmospheric pressure plasma doping by using SEM (Scanning Electron Microscopy). We check that wafer's surface is not changed after plasma doping and atmospheric pressure doping width is broaden by increase of plasma treatment time and current.