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박예린 ( Yushin Ha ),이정화 ( Seungmin Woo ),김지은 ( Yerin Park ),김태원 ( Jeonghwa Lee ),우현지 ( Jieun Kim ),우승민 ( Taewon Kim ),하유신 ( Hyunji Woo ),( Seongmin Woo ),( Yushin Ha ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2
최근 농업 사회에서의 노동력 감소와 귀농·귀촌에 따른 청년 농부가 증가함에 따라 새로운 방식의 농업사회가 구성되고 있으며 이에 따라 정확한 계측 농업의 도입과 농업의 디지털화가 이루어지고 있다. 본 연구의 목적은 농촌 사회의 변화에 맞춰 편리함과 정확함을 목표로한 고추모종 이식기를 개발하는 것이다. 현재 농촌에서는 고추 정식 과정에서 물을 줄 때 눈대중으로 적당량의 수분을 공급해 주는 방식을 사용한다. 이런 방식은 농민의 경험에 의존한 방법이며 최적의 생산량을 도출해내기는 어렵기에 수분을 공급하는 적합한 습도 값을 조사해 이 습도 값만큼 물을 주도록 개발품을 설계하였다. 정식 시에 기존 토양의 물 주기 전의 습도 값을 측정하고 이에 따라 적합한 습도 값(85%)에 도달할 때까지 물을 공급하고 저절로 멈추도록 하는 장치의 개발이다. 또한 기존의 고추 정식 과정은 땅을 파고 모종을 심고 물을 주고 흙을 덮는 과정으로 이루어지는데 비닐 멀칭 구멍 뚫기, 모종심기, 필요한 수분 공급 등의 세분화된 과정들을 한 번에 수행함으로써 모종을 이식하는 과정을 하나의 기계로 한번의 공정을 통하여 수행할 수 있도록 설계하여 노동력과 경영비를 감소시키는데 그 목적이 있다. 이를 위해서는 토양 습도 측정을 위한 습도계, 수분 공급을 위한 워터 펌프, 습도 값을 읽고 워터 펌프로 내보낼 물의 양을 계산해 줄 아두이노를 사용하며,수분이 공급되는 분수호스를 적용하였다. 간편해진 모종 이식 방법으로 모종을 이식 할수 있기에 노인이 많은 농촌 사회에서 부족한 일손을 본 개발품을 통하여 일정부분 해소할수 있으며 불필요한 동작 및 위험요소가 사라짐에 따라 부상 위험을 감소시킬 것으로 기대되며 추후 개발품의 현장 실험을 통하여 능률을 분석하며, 수정 보완할 계획이다.
Positive and Negative Covariation Mechanism of Multiple Muscle Activities During Human Walking
Yushin Kim(김유신),Youngki Hong(홍영기) 한국콘텐츠학회 2018 한국콘텐츠학회논문지 Vol.18 No.1
보행 과정에서 여러 근육이 동시에 수축하는 운동 모듈 또는 근육 시너지는 매우 중요한 중추신경계 운동조절 메커니즘이다. 본 연구는 걷는 동안 근육 간 양성 및 음성 공변 패턴을 이해하는 것을 목표로 한다. 본 연구에서는 트레드밀 보행 시 발생하는 다리 근육 활성을 근전도 검사를 통해 측정하였다. 동시 수축근육 그룹, 즉 운동 모듈을 확인하기 위해 우리는 양쪽 4 개의 다리 근육(전경골근, 내측 비복근, 대퇴직근, 내측 슬괵근)에서 근전도 데이터를 수집하였고, 이를 바탕으로 비음수행렬분해 및 주성분 분석을 수행하였다. 이후 근육 또는 운동 모듈 간의 다양한 조합으로부터 공변이 값을 계산하였고, 이원배치분산분석을 이용하여 각 조합들에서 발생하는 공변이 패턴을 비교하였다. 그 결과, 다양한 조합 사이에 유의미한 공변이값의 차이가 발견되었다(p < 0.05). 같은 운동 모듈로 정의된 특정 근육 사이에서 발생하는 근 활성은 양성공변이를 보여주었으나 운동 모듈 사이에서는 음성 공변이를 보여주었다. 모든 근육 조합들 사이에서는 음성 공변이가 발생하였다. 운동 모듈 사이에서 안정적으로 발생하는 음성 공변이는 운동 모듈이 복잡한 운동조정의 제어 단위(control unit) 일 수 있음을 암시하고 있다. In human walking, muscle co-contraction which produces simultaneous activities of multiple muscles is important in motor control mechanism of the central nervous system. This study aims to understand positive and negative covariation mechanism of inter-muscle activities during walking. In this study, we measured electromyography (EMG) in leg muscles. To identify motor modules, we recored EMG from 4 leg muscles bilaterally (the tibialis anterior, medial gastrocnemius, rectus femoris and medial hamstring muscles) and performed non-negative matrix factorization (NMF) and principa component analysis (PCA). Then, we computed covariation values from various combinations between muscles or motor modules and used two-way repeated measures analysis of variance to identify significantly different covariation patterns between muscle combinations. As the results, we found significant differences between covariation values of muscle combinations (p < 0.05). muscle groups within the same motor modules produced the positive covariations. However, there were strong negative covariation between motor modules. There was negative covariation in all muscle combination. Stable inter-module negative covariation suggests that motor modules may be the control unit in the complex motor coordination.