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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.
가상현실 기반 항로표지 교육 프로그램 개발 및 항로표지 인력 양성 방안 구축에 관한 연구
이유신(Yushin Lee),박태준(Taezoon Park),윤명환(Myung Hwan Yun) 대한인간공학회 2021 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.11
Objective: 본 연구는 선박 운항자의 안전 운항을 위해 가상현실 기반의 항로표지 교육 프로그램을 개발하고, 항로표지와 관련된 전문인력을 효과적으로 양성할 수 있는 방안을 구축하는 것을 목표로 한다. Background: 항로표지는 선박의 안전한 항해를 돕기 위해 해상에 설치된 인공시설물로써, 선박 운항자는 선박 주변에 존재하는 항로표지를 빠르게 식별하고 올바르게 인식함으로써 안전한 항로를 선택해야 한다. 이를 위해서는 선박 운항자를 대상으로 한 맞춤형 교육프로그램의 개발 및 보급이 필요하다. 또한 해양 교통 시스템의 복잡화가 가속화됨에 따라 이에 대응하여 효과적으로 항로 표지 체계를 구축하고 관리할 수 있는 전문인력의 양성이 시급한 실정이다. Method: 본 연구는 크게 가상현실 기반 교육 프로그램 개발 연구와 전문인력 양성 방안 구축 연구로 구분된다. 먼저 교육 프로그램 개발 연구의 경우, 보유한 선박 내 운항 보조 시스템이 상대적으로 열악하며 항로 표지 식별과 인식에 보다 어려움을 겪는 고령의 소형선박 운항자를 대상으로 한 프로그램 개발에 초점을 두었다. 이를 위해 먼저, 고령자를 대상으로 운영되고 있는 교육 프로그램 조사 및 가상 현실을 활용한 교육 컨텐츠 개발 관련 문헌 연구를 수행하였다. 이를 바탕으로 퍼소나 기법, 사용자 여정 지도 기법을 활용하여 컨텐츠 시나리오를 개발하고, Rhinoceros 6.0와 Unity 3D를 활용하여 가상 현실 기반의 컨텐츠 프로토타입을 개발하였다. 전문인력 양성 방안 구축을 위해서는 국내 및 주요 선진국의 항로표지 관련 정책, 보유 전문 인력, 양성 체계 현황 등을 조사하였다. Results: 먼저, 고령자를 대상으로 한 가상 현실 기반 교육 프로그램 개발 시 고려해야할 사항들을 도출하였다. 또한, 고령의 선박 운항자의 특성을 대변하는 퍼소나 및 컨텐츠 시나리오를 각 2개씩 도출하고, 이를 기반으로 가상 현실 컨텐츠의 프로토타입을 개발하였다. 다음으로, 국내외 인력양성 현황 비교를 통해 현 인력 양성 방안의 개선점을 파악하였다. Conclusion: 본 연구는 항로표지의 실수요자 및 제공자의 교육을 위한 총체적 연구라는 점에서 그 의의를 갖는다. 추후 프로토타입에 대한 사용성 테스트 및 보완을 통해 고도화 할 예정이며, 현재 운영중인 전문 인력 교육프로그램들에 대한 만족도 조사 및 교육 전문가 자문을 통해 최종적인 인력 양성 방안을 제시할 계획이다. Application: 본 연구의 결과는 항로 표지 분야뿐만 아니라, 그 외 유사 시스템의 교육 관련 프로그램 개발 및 운영에 직간접적으로 활용 가능할 것으로 기대된다.