초록 ▼

인간중심 웰니스 서비스를 위한 소프트 웨어러블 디바이스 핵심요소 기술개발을 목표로, 4대 핵심 기술인 입력기술, 출력기술, 처리기술, 전원기술개발에 집중하여 인간 중심 웰니스 핵심 요소 기술을 확보하고자 함.

○ 입력: 가상 촉감 표현 기술 (인공 촉감 제시에 따른 뇌신호 획득·처리 기법 연구)
- ANN 역전파학습 기반 동잡음 제거 알고리즘 개발
- SRA기반 실시간 인공 촉감 제시 장치 시작품 제작
- Dominance 실험에 따른 인공촉감 뇌지각 기전 확인

○ 출력: 소프트 웨어러블 근

인간중심 웰니스 서비스를 위한 소프트 웨어러블 디바이스 핵심요소 기술개발을 목표로, 4대 핵심 기술인 입력기술, 출력기술, 처리기술, 전원기술개발에 집중하여 인간 중심 웰니스 핵심 요소 기술을 확보하고자 함.

○ 입력: 가상 촉감 표현 기술 (인공 촉감 제시에 따른 뇌신호 획득·처리 기법 연구)
- ANN 역전파학습 기반 동잡음 제거 알고리즘 개발
- SRA기반 실시간 인공 촉감 제시 장치 시작품 제작
- Dominance 실험에 따른 인공촉감 뇌지각 기전 확인

○ 출력: 소프트 웨어러블 근력 지원 기술 (인체공학적 분석을 통한 소프트 근력보조기사양결정)
- 인체 근골격계 운동분석
- 근육 구동특성 분석
- Metabolic cost 저감, 근육에 의한 인체 질량중심 가속도 보조 기술 연구
- Joint Reaction Force, Moment 저감 근력보조 기술 연구

○ 처리: 웰니스 코칭 기술 (시계열 웰니스 데이터 처리 모듈 개발)
- Stationary 데이터 처리 및 분석 모듈 개발
• 개선된 PRISM 규칙 생성 모듈 개발
• 지식 기반 추론 모듈 개발
- Non-Stationary 데이터 처리 및 분석 모듈 개발
• 계층적 분석 구조의 시계열 데이터 분석 모델 개발
• HMM을 활용한 시계열 데이터 분석 모듈 개발

○ 전원 : 고에너지밀도 웨어러블 전원 기술 (20W급 웨어러블 전원 개발)
- 20W급 공기호흡형 연료전지 스택 제작
- 다공성 금속산화물 나노튜브 충진물 기반 복합막 개발
- 그라핀 옥사이드 충진물 기반 탄화수소계 복합막 개발

(출처 : 보고서 초록 4p)

Abstract ▼

Ⅳ. Result of research and development
1. Virtual tactile representation technology
○ Research for presenting artificial tactile stimulus
○ Analysis of cerebral cortex activity by artificial tactile stimulation of dominant hand
○ Analysis of cerebral cortex activity by artificial tactile

Ⅳ. Result of research and development
1. Virtual tactile representation technology
○ Research for presenting artificial tactile stimulus
○ Analysis of cerebral cortex activity by artificial tactile stimulation of dominant hand
○ Analysis of cerebral cortex activity by artificial tactile stimulation of non-dominant hand
○ Brain signal processing for acquiring high-fidelity brain signals

2. Soft wearable muscle support technology
○ Metabolic cost(MC) of muscle in walking action and analysis of influence of muscle of human mass center acceleration
- Muscle metabolic cost
- The value of the influence on the human mass center acceleration x/y/z direction of the muscles

○ Metabolic cost(MC) of muscle in walking action and analysis of influence, when doing muscle strength assistance aspect of muscle which can be effected from human mass center acceleration of muscle
- When the muscular support. muscle metabolic cost change
- When the muscular support. a change of the influence on the human mass center acceleration x/y/z direction of the muscles
- When the muscular support. joint reaction force and joint reaction moment change

3. Wellness coaching technology
○ Performance evaluation of stationary data processing and analysis
- Average classification performance of Physical Activity Reasoning Model : 0.73 ± 0.03

○ Performance evaluation of Non-stationary data processing and analysis
- Average accuracy of hierarchical time series data analysis model based on HMM: 0.97 ± 0.01

4. Development of wearable small fuel cell foundation technology
○ Air cathode type 5cell stack equiped with membrane electrode assemble fabricated with commercialized Nafion membrane showed 20W maximum power density

○ Development of composite membrane based on porous metal oxide nano-tube - Metal oxide nano-tube was fabricated by using basic elements such as titanium and zirconium, based on electro-spinning system and confirmed chemical structure with SEM compared with target chemical structure.

- Fabricated composite membrane come up with metal oxide nano-tube showed the outstanding proton conductivity (x1.2-1.5) then commercialized membrane

○ Development of hydrocarbon base membrane based on graphene oxide
- Confirm mass transport mechanism and interaction between filler and block copolymer using FT-IR and also confirm distribution of filler in membrane using AFM

- Proton conductivity of composite membrane was much higher than commercialized membrane above 60% relative humidity.

- Under 25-100% relative humidity condition, the membrane electrode assemble come up with SPAEK and PW-mGO showed outstanding fuel cell performance compared with pristin Nafion membrane case.

(출처 : SUMMARY 11p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 초록 ... 4
• 요 약 문 ... 6
• S U M M A R Y ... 10
• 목차 ... 14
• 표목차 ... 16
• 그림목차 ... 18
• C O N T E N T S ... 20
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 22
• 제 1 절 연구개발 목적 및 필요성 ... 22
• 1. 연구목적 ... 22
• 2. 연구필요성 ... 22
• 제 2 절 연구개발 범위 ... 24
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 25
• 제 1 절 국내외 기술개발 현황 ... 25
• 1. 가상촉감 표현 기술 ... 25
• 2. 소프트 웨어러블 근력지원 기술 ... 26
• 3. 웰니스 코칭기술 ... 27
• 4. 고에너지밀도 웨어러블 전원 기술 ... 27
• 제 2 절 현보유 기술대비 국내외 기술개발 현황 비교 ... 29
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 32
• 제 1 절 연구개발 수행 내용 ... 32
• 1. 가상 촉감 표현 기술 ... 32
• 2. 소프트 웨어러블 근력 지원 기술 ... 33
• 3. 웰니스 코칭 기술 ... 34
• 4. 고에너지밀도 웨어러블 전원 기술 ... 40
• 제 2 절 연구개발 수행 결과 ... 43
• 1. 가상 촉감 표현 기술 ... 43
• 2. 소프트 웨어러블 근력 지원 기술 ... 45
• 3. 웰니스 코칭 기술 ... 54
• 4. 고에너지밀도 웨어러블 전원 기술 ... 57
• 제 3 절 대표연구실적 사례 ... 62
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야의 기여도 ... 64
• 제 1 절 목표달성도 ... 64
• 1. 정성적 목표 달성도 ... 64
• 2. 정량적 목표달성도 ... 64
• 제 2 절 관련분야의 기여도 ... 73
• 1. 기술적 측면 ... 73
• 2. 경제적·산업적 측면 ... 73
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 74
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 76
• 제 7 장 참고문헌 ... 80
• 끝페이지 ... 82