이식형 인공중이 시스템을 위한 차동 플로팅매스형 전자 튜랜스듀서

송병섭,박재훈,윤영호,배상곤,채승표,김명남,이상흔,이건일,조진호 대한의용생체공학회 1999 의공학회지 Vol.20 No.5

이식형 인공중이에 사용되는 전자트랜스듀서는 압전형 트랜스듀서에 비해 음향특성은 좋으나 부피가 크고 효율이 낮으며 수술시 정밀한 코일-자석 간격 조정이 필요하며, 최근 제안된 FMT 트랜스듀서는 외부 자장의 변화에 민감하다는 문제점이 지적되고 있다. 본 논문에서는 코일-자석 간격조정이 필요 없고 외부자장에 영향을 받지 않는 차동 플로팅메스형 전자 트랜스듀서를 제안하였다. 제안된 방식은 2개의 소형 자석을 같은 극끼리 접합함으로써 외부자장에 대해 영향을 받지 않고 효율이 높은 등의 장점을 가진다. 제안된 트랜스듀서의 진동력 및 효율에 관한 정량적인 해석을 하였으며 기존의 트랜스듀서와 비교분석을 행하였다. 그리고 공급전류에 대해 발생되는 진동력의 크기를 계산함으로서 실제 이식형 인공중이의 제작에 필요한 객관적인 설계데이타를 제시하였다. 한편, 시험 제작된 트랜스듀서의 해석결과 제안한 트랜스듀서는 기존의 FMT 트랜스듀서보다도 효율이 1.5배 정도의 향상됨을 보였으며 무부하시험 및 사체의 이소골 진동실험을 통하여 적절한 진동을 효과적으로 이소골에 전달할 수 있음을 보였다.

이식형 인공중이 시스템을 위한 고효율 차동 전자 트랜스듀서의 설계

송병섭,노철균,김명남,조진호 한국센서학회 2002 센서학회지 Vol.11 No.3

이식형 인공중이에 사용되는 일반적인 전자기 방식의 진동 트랜스듀서에 비하여 두 개의 소형 영구자석을 같은 극끼리 접착한 후 코일내부에 위치시킨 차동 전자 트랜스듀서는 효율이 높고 코일-영구자석간의 공극조정이 필요 없으며 외부의 자기장에 대하여 영향을 받지 않는 특성을 가진다. 본 논문에서는 이러한 차동 전자 트랜스듀서를 이식형 인공중이 시스템에 사용하기 위하여 입력전류에 대하여 진동력의 크기를 최대화시킬 수 있는 효율적인 구조를 제안 해석하였다. 유한요소 해석을 통하여 가장 효율적인 코일과 자석의 길이 비를 도출하였고 소리신호 전달을 위한 트랜스듀서의 필요 진동력을 산출한 후 트랜스듀서 발생 진동력을 해석하였다. 그리고 실제 이소골에 이식할 수 있는 크기의 트랜스듀서를 제작하기 위한 설계상수를 추출하였다. 계산된 설계상수를 이용하여 이식 가능한 크기로 트랜스듀서를 구현한 후 무부하 실험과 사체 부하 실험을 실시하여 제작된 트랜스듀서가 실제 중등이상 고도난청자를 위한 이식형 인공중이 시스템에 사용될 수 있음을 증명하였다. The differential electromagnetic transducer for IME(implantable middle ear) system, which have two small permanent magnets glued with the same pole facing each other in the coil, has high vibration efficiency and does not influenced by external magnetic field. In this paper, using finite element method, highly efficient structure of the transducer was proposed and vibration force of the transducer was calculated by electromagnetic theory. And the necessary vibration force of transducer to transmit the sound signal to inner ear when the transducer is attached at stapes was calculated and the design parameters of the transducer were investigated. Using the parameters, the differential electromagnetic transducer was manufactured in small size to implant in confined human middle ear. And it was examined by unloaded and loaded vibration experiment using temporal bone sampled from cadaver.

차동 전자 트랜스듀서를 이용한 이식형 인공중이 시스템의 실험적 검증

송병섭,이기찬,원철호,박세광,이상흔,조진호 대한의용생체공학회 2002 의공학회지 Vol.23 No.3

이식형 인공중이는 일반적인 공기전도형 보청기가 가지는 난점인 고이득에서의 왜곡과 음향 피이드백에 의한 링잉 현상을 해결할 수 있는 동시에 음질과 주파수 특성 및 청음명료도가 우수하다 본 논문에서는 마이크로머시닝 기술을 이용하여 차동 전자 트랜스듀서를 제작한 후 이를 사용하여 이식형 인공중이 시스템을 구현하였다. 제작된 시스템을 이용하여 무부하 진동실험. 사체를 이용한 부하진동실험 및 살아있는 개를 이용하여 동물이식실험을 실시함으로써 이의 성능을 확인하였다. 무부하 진동실험을 통하여 제작된 트랜스듀서는 입력되는 소리신호와 같은 형태의 진동을 일으킴을 확인하였고, 사체의 이소골에 트랜스듀서를 이식하고 부하실험을 실시함으로써 트랜스듀서의 이소골 구동능력과 진동특성을 조사하였다. 그리고 개를 이용하여 동물이식실험을 실시한 후 뇌간 유발 반응검사를 실시함으로써 생체 내에서의 이식형 인공중이의 동작을 확인하였다. 이를 통하여 제작된 차동 전자 트랜스듀서를 이용한 이식형 인공중이 시스템의 성능을 검증하였고 난청자에게 적용할 경우에도 잘 동작할 수 있음을 증명함으로써 임상실험을 실시할 수 있는 근거를 마련하였다. The implantable middle ear(IME) system, which has good sound quality. superior sound intelligibility and wide frequency characteristics. can resolve the sound distortion and ringing effect by sound feedback at high gain operation those are the major problems of conventional hearing aid. In this paper, we have manufactured the IME system using differential electromagnetic transducer(DET) and verified the performance of the system by carrying out vibration and animal implanting experiment. The DET was manufactured using micro-machining technology and vibration experiment of the transducer was performed to inspect whether the transducer could vibrate in accordance with the applied sound signal or not. And the result of the loaded experiment using temporal bone sampled from cadaver showed that the transducer can drive the middle ear bone and transmit the signal to inner ear After the internal unit of IME system was implanted in a dog. the auditory brainstem response (ABR) test was carried out. The result of the test indicated the Proper behavior of the IME system in the living body From the results of the experiments, it is verified that the manufactured system ewll work well when it is applied to human and a basis of clinical experiment of IME system to real human hearing impaired was be arranged.

신체 장애인을 위한 전화기 개발

송병섭,황준길,곽수원 대구대학교 특수교육재활과학연구소 2009 再活科學硏究 Vol.27 No.1

본 연구에서는 일반 전화기 사용이 어려운 신체 장애인을 위하여 하나의 스위치를 이용하여 전화기를 사용할 수 있는 스캐닝 전화기를 개발하였다. 개발된 전화기는 일반 전화기와 스캐닝 해주는 메뉴와 번호를 LED와 LCD를 통하여 보여주는 스캐닝 전화기 그리고 스위치로 구성된다. 스캐닝 전화기를 제어하고 일반전화기 연결 해 주기 위하여 ATmega128을 사용하였으며 시스템의 입출력을 제어하기 위하여 아날로그 스위치와 디코더를 사용하였다. 개발된 시스템을 이용하여 성능평가를 한 결과, 설계한 바와 같이 하나의 스위치를 이용하여 전화기의 모든 기능의 사용이 가능하였으며 다양한 스위치와도 호환이 잘 되었기 때문에 손 이외의 머리나 발 등으로 사용이 가능하였다. A scanning telephone was developed for physical disabled people who has difficulties. User can select menu and number of telephone using a switch. The developed telephone consists of a manual telephone, a scanning telephone and a switch. the users can see the information on telephone menu and numbers through LED and LCD placed on the scanning telephone. AVR RISC processor ATmega128 was used to design control part of the scanning telephone, decoder and analog switches was used to control input/output of this system. After the system was implemented, the performance test was carried out. The user could control all functions of system with a switch as it has designed. Also the user could change the manual switch for any alternative switch which is very appropriate for individual. It allows user with severe disabilities to call their care-giver when the emergency occurs. From the result, the system will be adaptable for people with disabilities as well as aged people.

회의 학습을 통한 '말하기' 지도에 관한 연구

송병섭 수원대학교 국어국문학회 1994 畿甸語文學 Vol.8-9 No.-

지체장애인의 효과적인 보조공학 서비스 제공을 위한 음성인식 전동휠체어 개조 및 적용

송병섭,황준길 한국장애인재활협회 2008 재활복지 Vol.12 No.2

최근, 많은 장애인들이 자신의 장애를 극복하고 기능을 향상시키기 위해 다양한 보조공학기기를 사용하고 있다. 이러한 기기들은 장애인에게 많은 도움을 주고 있지만 규격화되고 표준화되어있기 때문에 사용자가 사용하기에 최상의 조건이라고 볼 수는 없다. 그러므로 현재 시중에 나와 있는 많은 종류의 보조기기들은 사용자의 장애유형과 장애상태, 그리고 삶의 환경 등을 고려한 개조가 필요하며 이러한 과정을 보조공학 서비스라고 한다. 본 연구의 목적은 전동휠체어를 사용하는 지체장애인을 위해 휠체어에 음성인식기능이 가능하도록 개조하여 적용해 주고 그 효과성을 검증하는 것이다. 적용해 준 휠체어는 조이스틱 컨트롤러와 음성인식의 2가지 조작방법으로 사용할 수 있도록 설계하였다. 휠체어에 음성인식기능을 추가하기 위해 PIC 마이크로프로세서와 출력레벨 조정회로를 설계하였고, 음성인식 및 음성합성칩과 개조한 마이크로 폰 헤드셋을 사용하였다. 전동휠체어를 개조한 후, 4명의 실험자로부터 음성인식율과 만족도조사를 실시하였으며 그 결과는 다음과 같았다. 1) 음성인식 전동휠체어의 인식율은 약 74%를 보였다. 2) 보조공학서비스 적용 후 사용자 만족도 조사 결과, 손의 피로와 통증이 감소되었고 사용의 편리성과 기능의 용이성이 향상되는 등 거의 모든 측면에서 향상되었다. 위에 결과를 종합해 볼 때, 전동휠체어에 음성인식기능 추가를 통한 보조공학서비스 적용의 효과성이 검증되었으며, 개조한 휠체어의 사용은 장애인들에게 편리한 이동을 제공할 수 있을 것이다. Recently, many people with disabilities are using various assistive technology devices to overcome their handicap or improve their lost function. Such devices give many advantages to the disabled person but is not completely suitable to use when they purchase it in the beginning. It is because almost of these devices are produced with standardization form. Therefore, almost of the assistive devices must be fitted to the person with disability who are the user of it. Exactly, the devices are modified to the size of the user, disability type, disability condition, living environment and so on. Generally, these fitting processes are expressed as the assistive technology service. The purpose of this study was to provide a person with physically disabilities who uses powered wheelchair with assistive technology service adding the speech recognition function to the wheelchair and to verify the effectiveness. It was designed that the remodeled wheelchair have two working mode - joystick and voice recognition. The working mode is determined by the pushing the selection switch by the user. To add the voice recognition function to the wheelchair, a control unit which included a PIC micro-controller and a output adjustment circuit was designed. A voice recognition and synthesis chip, and a headset were modified to be used in the device. After implementing the device, the performance and satisfaction rate were investigated by some experiments. The results of the experiments showed as follows: 1) The recognition rate of voice recognition powered wheelchair indicated about 74%. 2) After the application of assistive technology service, the user satisfaction rate was improved in all sides. The fatigue and pain of hand muscle were reduced and the convenience and easiness of wheelchair operation were improved. From all of the results, it was verified that the application of assistive technology service by adding the voice recognition function to the powered wheelchair was very effective and successful and the user of the remodeled wheelchair will enjoy the convenient wheelchair driving.

Reflection-type Three-dimensional Screen using Retroreflector

송병섭,최성원,성현식,민성욱 한국광학회 2014 Current Optics and Photonics Vol.18 No.3

A reflection-type three-dimensional (3D) screen using retroreflector is proposed to improve the visibility of a projected 3D image while keeping its perspective. For the projection-type 2D display, the diffuser is used to represent the 2D scene, overcoming the limitation of the aperture of the projection lens set. If the diffuser is adopted for the projected 3D image, only 2D images sectioned and blurred should be displayed on the screen. The proposed screen can make the 3D image with the aperture limitation visible to be applied to the 3D image projection systems. The feasibility of the proposed screen is verified by experiments.

2D/3D Convertible Integral Imaging Display Using Point Light Source Array Instrumented by Polarization Selective Scattering Film

송병섭,민성욱 한국광학회 2013 Current Optics and Photonics Vol.17 No.2

A two-dimensional (2D) / three-dimensional (3D) convertible display system based on integral imaging is proposed to adopt a novel switchable point light source array, which is implemented using the polarization modulator and the polarization selective scattering film that transmits or scatters the incident light due to its polarization direction. The 2D and the 3D display modes of the proposed system can be modulated by controlling the polarization direction of back light using the polarization modulator. We explain the basic principles of the proposed system and verify the feasibility of the system through preliminary experiments.

집적 부양 기술을 이용한 3차원 디스플레이 시스템

송병섭,민성욱 한국조명·전기설비학회 2008 조명.전기설비 Vol.22 No.3

전동휠체어 조이스틱 컨트롤러를 이용한 효율적인 컴퓨터 대체 접근 장치 개발

송병섭,황준길,김창걸,곽수원,류정탁 대구대학교 특수교육재활과학연구소 2010 특수교육재활과학연구 Vol.49 No.3

In this paper, a powered wheelchair joystick is modified into dual function joystick which can function as computer mouse as well as the wheelchair controller which is its original function for the powered wheelchair user's computer access. It is designed to perform wheelchair control and computer input with a joystick controller, a mode selection switch and 2 left/right click switches. ATmega128 and analog switches are used to design a signal converter and AT90USBkey module is used to design a computer input device. Bluetooth communication modules are used for wireless communication between these devices. The experiment comparing speed of working performance among usual mouse, existing joystick mouse and wheelchair joystick mouse was carried out to verify the performance of designed computer alternative access device. As a result, the designed wheelchair joystick mouse was about 1~11 seconds faster than existing joystick mouse and a rather slower than usual mouse. The user could utilize most of functions of computer and internet when he/she used this device with on-screen keyboard. The powered wheelchair users can access to the computer easily and do more activities, if they use the device developed in this paper. And various kinds of social participation, vocational activities and improvement of their quality of life are also expected. 본 연구에서는 전동휠체어 사용자의 효과적인 컴퓨터 접근을 위하여 전동휠체어의 조이스틱 컨트롤러를 이용하여 전동휠체어의 고유 기능인 휠체어 이동뿐만 아니라 컴퓨터 사용이 가능하도록 컴퓨터 대체 접근 장치를 설계 및 구현하였다. 조이스틱 컨트롤러와 모드 선택스위치, 2개의 좌/우 클릭 스위치를 이용하여 이동과 컴퓨터 입력 2가지 기능을 수행할 수 있도록 하였다. 이를 위해 ATmega128과 아날로그 스위치를 이용하여 신호변환기와 AT90USBkey 모듈을 사용하여 컴퓨터입력기기를 설계하였으며, 이들 간의 무선통신을 위하여 블루투스 모듈을 사용하였다. 구현한 컴퓨터 대체 접근 장치의 성능을 평가하기 위해 시중에서 판매되고 있는 일반마우스와 조이스틱 마우스와의 작업수행 속도 비교 실험을 실시한 결과, 일반 마우스를 사용하였을 때 보다는 다소 느렸지만 조이스틱 마우스를 사용하였을 때 보다는 약 1초-11초가량 빠르게 나타났다. 또한 화면키보드와 함께 사용할 경우 컴퓨터 및 인터넷의 대부분의 기능을 사용할 수 있었다. 본 연구에서 개발한 시스템을 전동휠체어 사용자가 사용한다면 보다 쉽게 컴퓨터에 접근할 수 있을 것이며 더욱 많은 일들을 할 수 있게 될 것이다. 그로 인해 다양한 사회참여 및 직업 활동이 가능해져 그들의 삶의 질 또한 향상될 것으로 기대된다.