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고강도의 줄넘기 운동을 지속 가능하고 즐거운 경험으로 만들기 위한 에너지 자립형 스마트 줄넘기
조종현(Jonghyun Jo),여정진(Jungjin Yeo),박혜정(Heajeong Park),유문호(Munho Ryu),양윤석(Yoonseok Yang) 한국HCI학회 2014 한국HCI학회 논문지 Vol.9 No.2
줄넘기 운동은 간단하면서도 매우 효과적인 운동 효과를 갖고 있지만, 높은 강도의 단조로운 운동 패턴으로 인해 지속적으로 운동을 시행하기 어려운 단점이 있다. 한편 줄넘기를 할 때 수반되는 운동에너지로부터 전기에너지를 생성하는 자가발전이 가능하며, 이전 연구에서 자가발전이 가능한 에너지 자립형 줄넘기로써 그 가능성을 확인한바 있다. 본 연구에서는 에너지 자립형 줄넘기의 내부에 자체 생산된 전력으로 구동되는 초소형 임베디드 시스템을 내장하여, 줄넘기 운동 중의 가속도를 측정하고 스마트폰으로 무선 전송하도록 하였다. 스마트폰에서는 전용 앱을 통해 전송받은 가속도 데이터로부터 사용자의 점프를 감지하여 음악 줄넘기를 접목한 게임 콘텐츠와 실시간 연동할 수 있도록 하였다. 개발된 스마트 줄넘기 프로토타입은 사용자 테스트를 통해 줄넘기 운동의 지속적인 동기부여 방법으로써 유용함을 확인 할 수 있었으며, 축적된 운동 데이터를 기반으로 사용자에게 체계적인 피드백을 제공함으로써 줄넘기 운동의 효과를 보다 높일 수 있을 것으로 기대한다. 아울러 건전지 교체가 불필요한 에너지 자립 특성은 비용 절감과 더불어 사용성과 지속가능성 향상에도 크게 기여할 수 있을 것이다. Jump-rope is a simple and effective exercise, but its intensive exercise load and monotonous pattern make it difficult to perform consistent workout. On the other hand, jumping rope accompanies large amount of kinetic energy which can be converted into electrical energy. In this study, we designed and implemented a self-powered jump-rope which can support the low-power embedded Bluetooth system inside it. The embedded system wirelessly transmits the acceleration data measured during jumping-rope exercise to a smartphone. We also developed a smartphone app which can count the number of jumps and provide real-time feedback with sound and animated graphic effects in a game context. Pilot test using the prototype smart jump-rope verified that it can be useful to motivation for the jump-rope exercise and make the exercise more effective by providing users with precise information about their exercise. We expect that the developed self-powered jump-rope will change the exercise from an intensive physical activity into electricity-generating fun experience combined with smartphone game, which maximize the benefit of the consistent jump-rope exercise.
치료적 악기연주(TIMP)의 몰입감 향상을 위한 디지털 우쿠렐레 개발
조종현(Jonghyun Jo),여정진(Jeongjin Yeo),양윤석(Yoonseok Yang) 한국HCI학회 2016 한국HCI학회 학술대회 Vol.2016 No.1
치료적 악기연주(Therapeutic Instrumental Music Performance, TIMP)는 상지 운동장애 재활에 많은 이점이 있으며 그 효과도 입증되어 있다. 하지만 재활치료를 위한 악기는 환자 신체의 제한된 움직임과 환자의 통제력 회복을 고려하여 치료 목적에 따라 창조적 변형하여 사용 해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 현악기가 갖는 손가락의 섬세한 움직임과 휴대의 편의성을 살리는 동시에, 환자가 보다 쉽게 실감나는 연주를 할 수 있도록 도울 수 있는 디지털 우크렐레를 제안하였다. 개발된 디지털 우크렐레 프로토타입은 운지를 위한 16 개의 버튼-LED 와 스트로크 동작을 위한 4 줄의 스트링을 구현하였다. 또한 MIDI 연결을 지원하여 스마트폰에서 소리의 재생과 더불어 응용 콘텐츠를 연동할 수 있다. 간단한 사용자 피드백을 거쳐 악기 연주가 쉽고 편리하며, 특히 스마트폰 앱 콘텐츠와 결합이 가능하다는 점 등 일부 흥미 요소를 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 환자는 악기 재활 치료 과정에서 보다 높은 성취감과 몰입감을 경험할 수 있을 것이며, 이는 향상된 치료효과로 이어질 수 있을 것으로 기대한다. Therapeutic Instrumental Music Performance (TIMP) has proven to be the effective rehabilitation program for motor skill recovery. But Musical instrument for Rehabilitation therapy need to be creatively modified for therapeutic purpose considering the limited physical movement of the patient and necessary recovery of patient’s control. This study proposed a digital Ukulele which helps easier but more realistic performance and taking advantage of the familiarity, popularity and portability. The developed digital ukulele prototype has 16 button-LED pairs to support effective finger positioning and 4 strings for finger stroking. It also has MIDI compatibility so that it can play sound on other devices like smartphone and even integrated with additional application contents. Through brief usability study, we got feedback which showed its convenience in performing music and advantage of additional contents. The proposed digital ukulele could contribute to more effective rehabilitation by providing immersive experience with increased achievements.
여정진(Jeongjin Yeo),임윤호(Yoonho Lim),조종현(Jonghyun Jo),최영재(Youngjae Choi),박혜정(Hyejeong Park),유문호(Munho Ryu),양윤석(Yoonseok Yang) 한국HCI학회 2013 한국HCI학회 학술대회 Vol.2013 No.1
본 연구에서는 에너지수확 기술을 이용하여 인체의 운동 에너지를 전기에너지로 변환하고 공급하는 동시에 이를 이용하여 사용자에게 햅틱 피드백을 제공할 수 있는 인터페이스 기술을 개발하였다. 개발된 에너지 수확기는 내부에 움직이는 자석과 외부에 감겨진 코일을 포함하며, 쉽게 손에 쥘 수 있는 간단한 도넛 형태로 제작되었다. 전자기 유도 방식의 에너지 수확기는 사용자가 흔들 때 전력을 생성하여 저장하는 역할과 함께, 역으로 코일에 전류를 인가하면 자석의 움직임을 통해 햅틱 피드백을 발생시키도록 설계되었다. 실험을 통해 에너지 생성과 외부 전원에 의한 진동 피드백 성능을 입증하였으며, 향후 수확된 에너지만을 사용해 구동이 가능한 햅틱 피드백을 구현할 계획이며, 개발된 장치는 게임과 스포츠 등 다양한 분야에 활용 될 수 있을 것으로 기대된다. We developed a novel interface technology adopting an energy harvester which not only converts the human kinetic energy into the electrical energy but also provides a haptic feedback to user. An electromagnetic energy harvester in the device has moving magnets and coils which are coupled longitudinally in a doughnut shaped frame. The device is designed and implemented to generate electric power when a user shakes it, and to give haptic feedback to the user by driving vibration components. We verified the operation of the harvester and vibrator driven by external current through the experiments. The vibrating feedback will be supplied by self-generated electric power through further improvement in energy conversion. We expect that it will be useful in various application such as sports and games.