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자기장 기반 촉감제시 장치의 전원 회로 개선에 관한 연구
김기한,이제협,정진주,안진수,최미현,정순철,김형식 한국감성과학회 2020 춘계학술대회 Vol.2020 No.-
본 연구에서는 자기장으로 촉감을 유발하기 위한 자기장 발생 장치의 전원부 회로구조 개선에 관한 연구를 수행하였다. 전원부는 플라이백(flyback) 구조의 스위칭-모드 전원 방식으로 구성하였고 최대 1,200볼트의 전압을 생성되도록 하여 충분한 자기장이 발생되도록 하였다. 3상(3-phase)의 동작방식을 위하여 플라이백(flyback) 인덕터(inductor)를 3개를 모두 병렬로 연결하였고 생선된 에너지는 하나의 고전압 방전용 커패시터에 저장되도록 하였다. 3상의 동작을 위하여 3개의 개별 전력스위칭 부품을 사용하였고 각각의 위상은 60°씩 겹쳐진 형태로 스위칭 동작이 되도록 하였다. 제안된 방식의 검증을 위하여 부하(load)가 1.2킬로옴인 무유도 저항을 연결하여 1kWatt에서 연속 동작이 가능한지를 확인하였다. 실험결과 1개의 플라이백 인덕터를 사용하는 구조보다 전체 전원부의 크기는 약 2.6배 커졌다. 그러나 역률은 기존 0.82에서 0.97로 상승하여 기존대비 약 18.3%의 성능이 향상되었음을 확인하였다.
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김형식,이제협,정진주,김기한,안진수,최미현,정순철 한국감성과학회 2020 춘계학술대회 Vol.2020 No.-
집중력은 기업, 연구소에서의 업무. 학교에서의 학업, 가정에서의 생활 등의 측면에서 시간적, 비용적 효율 증대를 위해 필요한 기본적인 요건이다. 이러한 집중력은 작업환경을 개선하여 높일 수는 있지만 개인간 또는 개인내의 편차에 의해 한계가 있으며 공간적인 작업환경의 개선에는 많은 비용이 필요하다. 따라서 다양한 환경에서도 개인의 집중력을 향상시킬 수 있는 보조수단이 필요하다. 본 연구에서는 시선에 의한 집중력 저하를 개선하기 위한 안경 착용형 주변시야 가리개를 개발하였다. 개발된 시야 가리개는 가로와 세로 5.5 cm x 5.5 cm 의 사다리꼴 모양으로 안경의 좌측과 우측에 클립으로 고정할 수 있도록 하였다. 시야 가리개가 얼굴과 닿지 않도록 얼굴쪽 면은 45°의 각도로 가리개를 제거하였다. 얼굴이 닿지 않는 면은 직사각형으로 제작하였다. 재질은 검정색의 PP(Polyprolylene)소재를 이용하였으며 클립포함 2.3gram이었다. 시야 가리개의 착용효과를 확인하기 위하여 건강한 성민 50명을 대상으로 정성평가와 정량평가를 수행하였다. 정성평가는 피험자가 업무 또는 학업시 시야 가리개를 2주간 수행하도록 하고 집중력 향상에 대한 설문조사를 수행하였다. 정량평가는 실험실 내에서 문제 해결을 위하여 주의력 집중이 필요한 동영상을 시야 가리개 착용 전과 후에 대한 뇌파를 측정하였다. 뇌파 계측은 QuickAMP(Brain Products, 독일)을 이용하였고 5개 채널(AF3, AF4, F3, Fz, F4)의 뇌신호를 획득하였다. 분석은 전두업(Frontal lobe) 영역인 F4 위치의 θ 밴드에 대해 ERDS 분석을 수행하였다. 정성평가 결과 50명중 40명이 시야 가리개를 착용하였을 때 집중력이 향상되었다고 보고하여 전체 피험자 중 80%가 효과가 있음을 확인 하였다. 정량평가 결과 시야 가리개를 착용하고 동영상을 시청하였을 때 ERD+ERS peak 값이 유의(p=.017)한 차이를 나타내었다. 개발된 시야 가리개는 탈부착이 용이하고 착용시 무게를 거의 느끼지 못하면서 사용자들에게 집중력이 향상되는 효과를 도출하였다. 학생들의 학습 시나 직장인들의 업무 시 집중력 향상의 효과로 학습과 업무능률의 향상이 가능할 것이다.
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