초록 ▼

Ⅳ. 연구결과
당해년도에는 연구 과제 전기간/전단계에 걸친 기술 개발을 위한 요구사항 분석과 시스템 상위 설계를 수행하였다. 요구사항 도출을 위하여 실제 기술 수요자로 예상되는 시각장애 전문가와 장애인을 대상으로 3회에 걸친 초점 집단 인터뷰를 진행하였으며, 약 160명 설문 조사를 통하여 시각장애인의 요구사항을 분석하여 사용자 요구사항을 도출하였다.
도출된 요구사항을 기반으로 단일 감각 정보의 단순 1:1 변환이 아닌 다중 감각(n:n) 정보의 융합 및 변환을 위한 프레임워크의 기본구조를 설계하고 시스템 상위 설계 및

Ⅳ. 연구결과
당해년도에는 연구 과제 전기간/전단계에 걸친 기술 개발을 위한 요구사항 분석과 시스템 상위 설계를 수행하였다. 요구사항 도출을 위하여 실제 기술 수요자로 예상되는 시각장애 전문가와 장애인을 대상으로 3회에 걸친 초점 집단 인터뷰를 진행하였으며, 약 160명 설문 조사를 통하여 시각장애인의 요구사항을 분석하여 사용자 요구사항을 도출하였다.
도출된 요구사항을 기반으로 단일 감각 정보의 단순 1:1 변환이 아닌 다중 감각(n:n) 정보의 융합 및 변환을 위한 프레임워크의 기본구조를 설계하고 시스템 상위 설계 및 서브시스템 간 상호 관계를 정의하였다. 실효성 및 경쟁력 있는 감각･지각 증강 시스템 설계를 위하여 기존 기술 들을 분석하고 프로토타입을 구현, 검증함으로써 선행 기술들의 특성을 파악하였으며, 시각정보의 효율적인 전처리 및 정보의 간략화를 위하여 머신러닝 기술인 GAN 기법을 접목하는 등 다양한 학술적 접근방법을 적극적으로 시도하여 차년도 연구에 활용할 수 있도록 진행하였다.
연구의 혁신성 및 원천성을 고려할 때 조기 IPR 확보가 필수적인 분야로 이를 위하여 감각대체 기술의 특허 동향 및 주요특허의 권리분석을 수행하여 4건의 핵심 IPR을 도출하였다. 확보한 IPR은 감각대체알고리즘뿐만 아니라 설계한 전체 시스템에 관한 특허를 포함하고 있어서 감각･지각 증강 시스템 전반에 관한 체계적인 연구와 경쟁력 확보에 기여할 수 있다.
기존 뇌 과학 및 뇌 공학 분야에서 암묵적으로 가능성을 언급한 감각대체의 실제 검증을 위하여 감각 신호의 전달 및 감각 신호의 지각 메커니즘을 동물 모델을 활용하여 감각 기전을 확인하고, 사람의 뇌 신호를 측정하여 실제 사람의 뇌에서 감각 대체 신호가 전달되었을 때 목표 감각의 지각 여부를 검증할 수 있는 실험 환경을 구축하여 객관적인 검증 결과를 제시할 수 있는 토대를 마련하였다. 이는 단순 실험 수준에 그치고 있는 기존 연구들의 문제점을 극복하고 개발할 시스템의 실효성을 판별하고 정량화하는데 필수적인 기술로 향후 연구의 신뢰성 확보 및 산업화의 기반을 제공할 것이다. 당해 연도 연구 목표에 따라 추진하기로 하였던 주요 연구목표 및 정성적 연구목표들을 충실히 이행하여 추후 수행할 연구 전단계에 걸친 기반을 확보하였다.

(출처 : 요약문 8p)

Abstract ▼

Ⅳ. RESULTS
In this year, requirements analysis and system structure design were carried out for the development of the technology in all stages of the research project. In order to derive the requirements, three focused group interviews were conducted for the visually impaired experts and the han

Ⅳ. RESULTS
In this year, requirements analysis and system structure design were carried out for the development of the technology in all stages of the research project. In order to derive the requirements, three focused group interviews were conducted for the visually impaired experts and the handicapped who are expected to be the actual consumer of the technology. The needs of the visually impaired were analyzed through a survey of about 160 people.
Based on the derived requirements, we design a framework that supports transformation of multiple sensory (n: n) information rather than a simple 1:1 transformation of single sensory stimuli.
Also designed framework includes interrelation between subsystems.
For the purpose of designing effective and competitive sensory and perceptual augmentation systems, we analyzed the existing technologies, implemented and verified prototypes, and analyzed the pros and cons of prior research. For the efficient preprocessing and the simplification of visualinformation, various academic approaches such as GAN, which is a machine learning technology, wereactively attempted to be utilized for the next year's research.
Considering the innovativeness and originality of the research, it is essential to secure IPRs as soon as possible. For this purpose, four core IPRs were derived by analyzing patent trends and rights analysis of major sensory substitution patents. The secured IPR includes patents on the entire system as well as sensory substitution algorithms, which can contribute to systematic research and overall competitiveness of the sensory and perceptual augmentation system.
For the actual verification of sensory and perceptual augmentation, which implicitly mentioned the possibility in the existing brain science and brain engineering research, the sensory and the perceptual mechanisms are confirmed by using animal models. And also measured human brain reaction to verify the perception of target sensations when transformed sensory signals were transmitted. By doing this, we laid the foundation for verification of the our future research.
Our approach is essential for overcoming the problems of existing studies, which are only experimental levels, and present the evidence of effectiveness of the system to be developed. This will provide the basis for securing the reliability and industrialization of our future research. This year we met our planned research goal and laid the foundation for the next stage of research.

(source : ABSTRACT 11p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연차실적 보고서 ... 2
• 제 출 문 ... 6
• 요 약 문 ... 7
• ABSTRACT ... 10
• 목차 ... 13
• 표목차 ... 15
• 그림목차 ... 17
• 제1장 서 론 ... 20
• 제1절 과제 개요 ... 20
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 20
• 2. 연구목적 및 연구범위 ... 21
• 제2절 필요성 및 중요성 ... 22
• 1. 연구개발 과제의 필요성 ... 22
• 2. 연구개발 과제의 중요성 ... 23
• 제3절 연구개발의 기대효과 ... 26
• 1. 기술적 기대효과 ... 26
• 2. 산업적 기대효과 ... 26
• 3. 사회적 기대효과 ... 27
• 제2장 본 론 ... 28
• 제1절 최종 목표 및 연차 목표 ... 28
• 1. 최종목표 ... 28
• 2. 연차별 연구개발 목표 및 내용 ... 29
• 제2절 수행내용 요약 및 목표 달성도 ... 33
• 1. 당해연도(2019년) 연구개발 내용 및 범위 ... 33
• 2. 당해연도(2019년) 수행내용 요약 및 목표 달성도 ... 35
• 제3절 당해연도 연구 수행내용 ... 45
• 1. 요구사항 분석 및 시스템 상위설계 ... 45
• 2. 감각신호 변환 및 고유신호 생성 ... 77
• 3. 감각신호 전달 및 학습 ... 94
• 4. 감각 기전 분석 및 지각 검증 ... 105
• 제3장 연구성과 및 활용계획 ... 118
• 제1절 연구 성과 ... 118
• 1. 연구 내용의 우수성 ... 118
• 2. 정량적 연구성과 ... 121
• 제2절 연구결과의 활용 방안 및 기대 효과 ... 123
• 제4장 결론 및 차년도 연구계획 ... 125
• 제1절 결론 ... 125
• 제2절 차년도(2020년) 연구계획 ... 126
• 제3절 애로 및 건의사항 ... 127
• 참고문헌 ... 128
• 약어표 ... 130
• 끝페이지 ... 131