초록 ▼

□ 연구개요
- 본 연구에서는 6~9세 아동의 운동 시 인체 부위별 운동량을 측정하고, 이에 즉각 반응하는 시·청각 피드백을 운동 중 지속적으로 아동에게 보냄으로써 아동의 운동 흥미를 유발하는 스포츠웨어 및 악세서리형 피드백 제품의 디자인 기술을 연구함으로써, 의류형 웨어러블 센싱 시스템을 구현하였음.
- 즉 융합연구를 통하여 운동량 센싱의 오차를 최소화할 수 있는 직물 동작 센서 및 유연배선의 개발, 운동 각도 및 운동 정도 센싱 결과 등을 함께 분석하는 통합 알고리즘 및 회로를 설계하였으며, 효과적인 시·청각 피드백

□ 연구개요
- 본 연구에서는 6~9세 아동의 운동 시 인체 부위별 운동량을 측정하고, 이에 즉각 반응하는 시·청각 피드백을 운동 중 지속적으로 아동에게 보냄으로써 아동의 운동 흥미를 유발하는 스포츠웨어 및 악세서리형 피드백 제품의 디자인 기술을 연구함으로써, 의류형 웨어러블 센싱 시스템을 구현하였음.
- 즉 융합연구를 통하여 운동량 센싱의 오차를 최소화할 수 있는 직물 동작 센서 및 유연배선의 개발, 운동 각도 및 운동 정도 센싱 결과 등을 함께 분석하는 통합 알고리즘 및 회로를 설계하였으며, 효과적인 시·청각 피드백 제공 방안을 모색하며, 웨어러블 센싱에 적합한 모듈 설계 및 디자인 방법을 연구하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 아동기의 인지발달 단계, 아동기의 시·청각 발달, 아동기의 운동기능 발달에 대해 이론적으로 고찰하는 한편 자연관찰법과 더불어 아동교육 및 운동 전문가 대상 심층면접 조사를 통해 아동의 운동기능 발달 및 운동흥미 유발 효과 요인 등에 대해 조사연구를 수행함.
- 카본입자 용매 및 polyurethane 화합물을 혼합, 전도성 Single-walled Cabon Nano Black 슬러리 생성, 이를 직물 기저층 내부 및 표면상에 코팅 후 건조 경화 과정 등을 거쳐 동작 측정용 직물 센서를 개발하였고, 은나노 파우더 기반 직물 상 프린팅 배선을 구현, 직물 센서와 프린팅 배선, 통합 콘트롤러 간의 연결 방안을 도출하여 의복에 통합할 수 있도록 모듈화 설계하였음.
- 아동을 대상으로한 동작 실험을 통해 직물 센서의 성능을 분석하여, 센서 모양 및 부착위치 등 의복 구조를 조정함으로써 안정적 신호 획득 방안을 모색하였음.
- 직물 센서의 변화를 감지하는 트랜스듀서를 개발하고, 신호 증폭 및 노이즈 제거를 위한 회로를 구성하였으며, 정량적인 운동 데이터를 수집하고 저장할 수 있는 하드웨어를 설계하였음.
- 직물 센서를 통해 측정된 신호 처리 및 시․청각 흥미 유발 피드백 출력을 악세서리 제품에 전달하는 알고리즘을 개발하고, 하드웨어를 설계하였음.
- 직물 센서의 특성상 나타나는 히스테리시스를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 좀 더 안정적이고 균일한 동작 신호를 획득하기 위하여 센서의 모양과 의복 상 부착 위치를 다양하게 적용한 아동용 스포츠웨어 디자인 모형을 개발하였음. 동작 센싱용 스포츠웨어 시스템과 세트를 이루는 악세서리형 피드백 제품 및 모듈을 손목 밴드, 브로치, 목걸이와 같은 악세서리 형태로 개발하고, 피드백 제품과 모듈을 통해 동작 센싱 스포츠웨어를 착용한 아동의 사지관절 동작에 따라 빛과 소리로 반응하는 시·청각 피드백 시스템을 개발하였음.

□ 연구개발결과의 중요성
- 기존의 대부분 웨어러블 제품들은 단순히 몸 전체의 동작 여부와 속도를 측정하고 확인 피드백을 보내는 것에 그치므로 아동의 인지발달적 특성에 맞는 흥미를 충분히 유발하지 못한다는 한계가 있으나 아동의 운동 정도를 인체 부위별로 모니터링하고 이에 즉각 반응하는 빛, 소리 등의 피드백을 보낸다면, 기존 제품에 비해 더 높은 수준의 흥미를 유발시켜 아동의 운동을 유도하는 효과를 가져올 수 있을 것임.
- 특히 본 연구에서는 의복 재료의 일부로 통합된 유연한 직물 센서를 활용하여 인체 부위별 동작 센싱이 가능하다는 것을 밝힌 데에 있어서 본 연구개발 결과는 매우 중요함.
- 본 연구는 운동량 센싱의 오차를 최소화하는 직물 동작 센서와 가속도, 자이로 센서 등을 함께 분석하는 통합 알고리즘 및 회로개발, 웨어러블 센싱에 적합한 모듈 설계 및 디자인을 연구 개발하는 학제적 기반의 융․복합 연구로서 의의가 매우 크다고 사료됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• ❍ 연구의 필요성 및 중요성 ... 4
• ❍ 최종목표 및 연구의 범위 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• ❍ 1차년도 ... 4
• ❍ 2차년도 ... 11
• ❍ 3차년도 ... 15
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 20
• 끝페이지 ... 27