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EEG 의 편측성 Coherence 를 이용한 손동작 예측 기술
우진철,황민철,김영주,김종화 대한인간공학회 2008 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.- No.-
뇌파는 사용자의 의도를 파악하기 위한 생체 변수로 활용될 수 있다. 특히 능동형 의수 착용환자에게 뇌파를 이용하여 동작의도를 의수에 전달 하여 자유로운 의수제어를 제공하려는 기술이 연구되고 있다. 본 연구에서는 오른쪽 뇌의 Central 영역 5 개 측정 점의 EEG신호를 측정하고, 각 채널 간의 Coherence 를 분석하여 손 동작의도를 예측하는 시스템을 개발하였다.
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우진철,황민철,박강령,김종화,이의철,고유진 한국감성과학회 2008 추계학술대회 Vol.2008 No.-
본 연구는 이미지의 장르의 차이가 사용자의 시각 피로도에 미치는 영향에 관한 연구이다. 실험은 20명의 대학생을 대상으로 각각 다른 감성반응을 위해 선정된 다큐멘터리, 사랑, 뉴스 및 스포츠 장르의 이미지를 각각 10장씩을 보여주고, 그에 따른 시각 피로도를 자율신경계 반응 측정(PPG, GSR, SKT)과 동공 영상 기록(동공 변화율) 및 주관적 설문(불쾌도, 긴장도, 피로도)을 하였다. 유의성 검증을 위하여 이미지의 장르를 독립변수로 그에 따른 종속변수를 개인차가 고려된 생리신호 결과와 동공 변화율(픽셀/초) 및 주관적 설문 응답 결과로 하여 일변량 분산 분석을 하였다. 본 연구를 통해 이미지의 장르에 따라 불쾌, 긴장 및 피로 할 경우 자율 신경계 반응의 특정한 패턴을 발견 할 수 있었다.
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오른 손 동작에 의한 좌 반구의 기능적 뇌 연결성에 관한 연구
우진철,황민철,김종화,김치중,김용우,김지혜 대한인간공학회 2009 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.11
본 논문은 오른 손의 쥐고 펴는 동작이 진행되는 동안 좌 반구 내의 각 영역간의 기능적인 뇌 연결성에 대해 연구하였다. 8 명의 피실험자에게 시각 자극을 주고 손을 쥐고 펴는 동작을 하도록 작업을 제시하였다. 실험이 진행되는 동안 좌 반구의 전두엽, 운동영역 그리고 체성감각영역의 뇌 연결성을 조사하기 위해 국제 10-20 시스템의 C3 지점과 상하 좌우로 2.5㎝ 떨어진 4개의 지점에 전극을 부착하여 EEG(Electro-encephalogram)를 측정하였다. 신경생리학에서의 구조적인 뇌 연결성을 확인하였고 기능적인 뇌 연결성을 분석하기 위해 수집된 EEG 데이터를 주파수 분석하여 알파와 베타 밴드로 분류한 후 각 영역 사이의 코히런스를 계산하였다. 그리고 각 영역 사이의 구조적인 연결성과 기능적인 연결성에서 얻은 데이터를 통합 분석하여 뇌의 연결성을 확인하였다. 그 결과 1차 운동 영역과 체성 감각 영역 내 채널들 간의 연결들이 효율성이 높은 것으로 확인되었다. 이런 효율적인 연결 패턴들은 뇌파 변수 선정 시 중요도 정보를 추가적으로 제공할 수 있을 것이다.
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구두논문 : 시각 감성에 영향을 주는 동영상 화질변수에 관한 연구
우진철,황민철,박강령,이의철,김종화,김치중,김용우,김지혜 한국감성과학회 2009 추계학술대회 Vol.2009 No.-
본 연구에서는 동영상 자극이 제시되었을 때 시각적으로 느껴지는 감성을 자율신경계 반응, 동공반응 그리고 주관 설문으로 평가하였다. 20~27세 사이의 대학생 남녀 20명이 실험에 참여 하였고 뉴스, 다큐멘터리1, 다큐멘터리2, 사랑, 스포츠 그리고 전쟁의 6가지 장르의 동영상에서 Gamma, Hue, Lightness 그리고 Saturation의 4가지 화질변수가 변경된 영상을 시각자극으로 제시하였다. 장르를 다르게 한 실험이 총 6회 진행되었으며 장르별로 기본영상 1개와 화질변수가 변경된 영상 16개가 무작위순서로 제시되었다. 1회 실험이 진행되는 약 14분 동안 PPG, SKT 그리고 GSR 센서를 착용하여 생리반응을 측정하였고 눈 영상을 기록하여 동공 반응을 측정하였다. 시각자극에 대한 주관적 평가를 위해 1~7점 척도의 불쾌도, 긴장도 그리고 피로도 항목의 설문을 실시하였다. 생리반응, 동공반응 그리고 주관설문 결과를 화질변수 별로 나누고 일원배치 분산분석을 실시하여 차이가 있는지를 확인하였다. 그 결과 시각 감성이 어떤 화질변수에 의해 유발되는지 확인할 수 있었다.
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우진철,황민철,박강령,김종화,이의철,고유진 대한인간공학회 2008 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.10
본 연구는 이미지의 장르의 차이가 사용자의 시각 피로도에 미치는 영향에 관한 연구이다. 실험은 20명의 대학생을 대상으로 각각 다른 감성반응을 위해 선정된 다큐멘터리, 사랑, 뉴스 및 스포츠 장르의 이미지를 각각 10장씩을 보여주고, 그에 따른 시각 피로도를 자율신경계 반응 측정(PPG, GSR, SKT)과 동공 영상 기록(동공 변화율) 및 주관적 설문(불쾌도, 긴장도, 피로도)을 하였다. 유의성 검증을 위하여 이미지의 장르를 독립변수로 그에 따른 종속변수를 개인차가 고려된 생리신호 결과와 동공 변화율(픽셀/초) 및 주관적 설문 응답 결과로 하여 일변량 분산 분석을 하였다. 본 연구를 통해 이미지의 장르에 따라 불쾌, 긴장 및 피로 할 경우 자율 신경계 반응의 특정한 패턴을 발견 할 수 있었다.
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주의력이 동작으로 유발된 EEG 코히러느 에 미치는 영향
우진철,황민철,김종화,김치중,김용우,김지혜 한국감성과학회 2009 춘계학술대회 Vol.2009 No.-
본 연구는 손동작을 하였을 때 집중력이 EEG 코히런스(coherence)에 미치는 영향을 분석하였다. 신체에 이상이 없는 대학생 8 명이 시각 자극으로 제시되는 운동 작업을 지시하는 실험에 참여하였다. 실험 중 실시간으로 오른손의 요측 수굴근에 센서를 부착하여 EMG 를 측정하였고 국제 10-20 측정법에 의거한 C3 지점과 상하좌우로 2.5cm 떨어진 지점에 5 개의 전극을 부착하여 EEG 를 측정하였다. 운동영역간의 또는 운동영역과 비운동영역 사이의 코히런스 분석을 통하여 동작과 휴식을 구분해 주는 유의한 결과를 확인할 수 있었으나 개인에 따른 차이를 보였다. 유의한 차이를 보이는 코히런스 채널 쌍의 개수에 의해 강한 코히런스와 약한 코히런스로 그룹화 할 수 있었다. 개인별로 차이가 있는 EEG 코히런스의 결과는 동작시의 채널 별 EEG 의 상대적 출현량의 결과와 동일한 패턴을 가진 것으로 확인되어 주의력에 의한 영향임을 알 수 있었다.
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편측적 EEG Coherence 에 의한 손동작 예측에 관한 연구
우진철(Jincheol Woo),황민철(Mincheol Whang),김종화(Jongwha Kim),김치중(Chijung Kim),김지혜(Jihye Kim),김용우(Youngwoo Kim) 한국HCI학회 2009 한국HCI학회 학술대회 Vol.2009 No.2
본 연구는 뇌의 편측 영역 에서의 EEG(Electroencephalography) coherence 로 손동작 의도를 예측하고자 하는 연구이다. 손 동작 예측을 위한 실험에 신체에 이상이 없는 6 명의 피실험자가 참여 하였다. 실험은 데이터 트레이닝 6 분과 동작 의도 판단 6 분으로 진행되었으며 무작위 순서로 손 동작을 지시한 후 편측적 영역 5 개 지점의 EEG 와 동작 시점을 알기 위한 오른손 EMG(Electromyography)를 측정하였다. 측정된 EEG 데이터를 분석하기 위해 주파수 별 Alpha 와 Beta 를 분류하였고 EMG 신호를 기준으로 동작과 휴식으로 분류된 Alpha 와 Beta 데이터를 5 개의 측정 영역별 Coherence 분석을 하였다. 그 결과 동작과 휴식을 구분할 수 있는 통계적으로 유효한 EEG Coherence 영역을 통하여 동작판단을 할 수 있음을 확인하였다.
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EEG 코히런스에 의한 집중한 손 동작 예측에 관한 연구
우진철(Jincheol Woo),황민철(Mincheol Whang),김종화(Jongwha Kim),김치중(Chijoong Kim),김용우(Yongwoo Kim),김지혜(Jihye Kim),김동근(Dong Keun Kim) 대한인간공학회 2010 大韓人間工學會誌 Vol.29 No.2
The study is to find relative EEG power spectrum and pattern of coherence discriminating attentive and inattentive hand movements. Eight undergraduate students aged from 20 to 27 who had not hand disability participated in this study. Participants were asked to perform visuo-motor task. EEG was measured at C3 in 10~20 international system and four areas orthogonally directed 2.5cm away from C3. Significant result discriminating movement and rest was found through coherence analysis between movement areas or movement area and non-movement area, but was individually different. Because it was anticipated that major factors caused by the differences among individuals were attributed to the attention of the subjects, relative power of alpha and beta bands was identified. As a result, significant relative powers of alpha and beta bands were found in a group of high coherence level, but were not found in a group of low level. Next, participants were divided into two groups according to relative powers of alpha and beta bands. The comparison between two groups was performed. As a result, the coherence of the alpha band in the attentive group was greater than that of the inattentive group. It was found that the coherence of the beta band in the inattentive group was happening. Therefore, individual differences of coherence were influenced by attention. The significant coherence patterns that could discriminate attentive movement and inattentive movement were found.
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Tactile Illusion 효과를 이용한 기호 인지 시스템 개발
최호중,우진철,황민철 한국감성과학회 2015 춘계학술대회 Vol.2015 No.-
정보를 전달하기 위해 시각 또는 청각의 감각 정보가 주로 이용되어 왔다. 그러나 최근 촉각정보를 통해 사용자와 감각정보를 인터랙션 하는 기술이 각광받고 있다. 또한, 저가의 소형 디바이스의 보급이 이루어짐에 따라 다양한 촉각 피드백 연구가 활발히 이루어지고 있다(Dobson, K., 2001). 촉각 피드백을 이용한 연구는 시각 장애우 보조 장치, 게임 산업 등 여러 분야에 응용되고 있는 추세이다(Cha, J., 2009). 하지만 기존 진동 자극 제시 장치의 개발은 실제 부착된 위치에서 사용자들이 자극인지 할 수 있기때문에 하드웨어적인 개발 형태의 한계점을 가지고 있다. 예를 들며, 소닉 사의 컨트롤 시스템은 사용자에 게임의 몰입도를 높이기 위하여 컨트롤 장비의 진동 자극을 주어 사용자가 게임을 진행하면서 상황에 맞추어 촉각 피드백을 제공받게 하였다. 하지만 진동 자극을 컨트롤 패널에만 부착되었기 때문에 손에 자극된 진동만 인지할 수 있는 한계점이 있었다. 그러나 최근 Disney사에서 발표된 촉각 자극기반의 의자는 진동 촉각 방법 중 Funneling, Saltation 방법을 사용하여 제한된 촉각 개수 보다 더 많은 촉각적 피드백을 사용자에게 제공하였다. 이는 Tactile Illusion 효과로써 실제 진동 자극의 위치가 아닌 가상의 위치에서 촉각 자극을 느끼는 효과를 말하며, 이런 기술은 제한된 촉각 자극에서 사용자로 하여금 더 많은 촉각 자극을 느낄 수 있게 해주는 기법을 얘기한다. 따라서 따라서 본 연구는 웨어러블 형태의 가상 촉각 인지 디바이스를 개발하고 사용자가 4 가지 방향의 가상 촉각을 인지할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 하였다.
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