목적: 본 연구는 동작의 연속성과 속도에 따른 내적 타이밍 과제 수행의 정확성과 가변성 차이를 살펴보고, 그 결과를 바탕으로 메트로놈 동기화 훈련의 효과를 검증하고자 하였다. 방법: 연구 참여자(n=24)는 동작이 시작되는 지점에서 정지하는 구간의 유무에 따라 구분된 연속 동작 집단, 불연속 동작 집단에 각각 12명씩 무선할당 되었다. 두 집단의 연구 참여자는 무선으로 제공되는 세 가지(30bpm, 45bpm, 60bpm) 속도 조건의 청각신호에 따라 오른손을 연속 혹은 불연속적으로 돌리면서 목표물과 접촉하는 타이밍 과제를 수행하였다. 또한 감각운동 동기화 능력의 향상을 확인하기 위하여 상호작용 메트로놈(interactive metronome)을 활용한 4일간의 메트로놈 동기화 훈 련(synchronized metronome training)을 진행하였다. 타이밍 정확성은 시간의 절대오차, 가변성은 시간오차의 변동 계수, 수행 성공률은 15ms 이내의 시간오차로 산출하였다. 결과: 타이밍 정확성과 수행 성공률은 불연속 동작보 다 연속 동작에서, 그리고 동작의 속도가 빠를수록 높게 나타났다. 타이밍 가변성은 연속성에 따른 유의한 차이 를 보이지 않았으나, 속도가 증가할수록 유의하게 증가하였다. 동작의 속도와 연속성의 상호작용 효과는 타이밍 정확성에서 나타나지 않았지만, 타이밍 가변성은 속도가 빠를수록 두 집단 모두에서 높아지는 효과가 나타났다. 메트로놈 동기화 훈련 결과 연속 동작 집단의 경우 2일 이상의 훈련이 타이밍 정확성 및 수행 성공률의 향상을 가져왔다. 결론: 내적 타이밍 과제에서 연속적인 동작 조건에서 상대적으로 빠른 속도를 이용한 운동제어 및 학 습 전략이 수행의 정확성과 일관성에 효과적이다.

목적: 본 연구는 수평-수직 착시(horizontal-vertical illusion)가 지각과 동작 제어 사이의 미치는 영향을 분석하고 시각적으로 지각된 결과와 운동수행에서의 결과가 어떠한 차이를 나타내는가를 규명하는데 목적이 있다. 방법: 연구 참여자는 경기도에 위치한 C 대학 체육학과 골프 전공자들로 KPGA와 KLPGA에 소속된 프로선수들 총 16 명을 선정하였다. 실험 과제는 총 두 가지가 실시되었다. 첫 번째는 지각 판단 과제로 수평-수직 착시를 세 가지 조건(200cm, 400cm, 600cm)으로 제시하여 시각적으로 선분의 길이를 확인한 후, 시각이 차단된 상태에서 보행하고 판단된 위치에서 보행을 멈추는 과제를 각 조건에 따라 수직 방향과 수평 방향으로 각각 10회씩 30회를 실시 하였다(총 60회). 두 번째 과제는 골프 퍼팅으로 지각 판단 과제와 동일한 세 가지 조건에서 진행되었다. 두 과제의 수행은 수평-수직 착시 조건에 따른 과제의 항상 오차(constant error: CE)를 통해 분석되었다. 산출된 자료는 2(수평-수직 착시 여부) x 3(착시 조건)에 의한 요인설계로 이원분산분석(Two-way ANOVA with factorial design) 을 통해 분석되었다. 결과: 수평-수직 착시 여부와 착시 조건에 따른 지각 판단 과제와 골프 퍼팅 거리는 모두 시각적 착시에 의해 영향이 있는 것으로 나타났으며, 착시 현상으로 수평 방향에 비해 수직 방향이 길게 지각되었으며 골프 퍼팅도 실제 길이 보다 길게 수행되었다.

This work presents a design and control method for a flexible robot arm operated by a wire drive that follows human gestures. When moving the robot arm to a desired position, the necessary wire moving length is calculated and the motors are rotated accordingly to the length. A robotic arm is composed of a total of two module-formed mechanism similar to real human motion. Two wires are used as a closed loop in one module, and universal joints are attached to each disk to create up, down, left, and right movements. In order to control the motor, the anti-windup PID was applied to limit the sudden change usually caused by accumulated error in the integral control term. In addition, master/ slave communication protocol and operation program for linking 6 motors to MYO sensor and IMU sensor output were developed at the same time. This makes it possible to receive the image information of the camera attached to the robot arm and simultaneously send the control command to the robot at high speed.

The recent prosthetic technologies pursue to control multi-DOFs (degrees-of-freedom) hand and wrist. However, challenges such as high cost, wear-ability, and motion intent recognition for feedback control still remain for the use in daily living activities. The paper proposes a multi-channel knit band sensor to worn easily for surface EMG-based prosthetic control. The knitted electrodes were fabricated with conductive yarn, and the band except the electrodes are knitted using non-conductive yarn which has moisture wicking property. Two types of the knit bands are fabricated such as sixteen-electrodes for eight-channels and thirty-two electrodes for sixteen-channels. In order to substantiate the performance of the biopotential signal acquisition, several experiments are conducted. Signal to noise ratio (SNR) value of the knit band sensor was 18.48 dB. According to various forearm motions including hand and wrist, sixteen-channels EMG signals could be clearly distinguishable. In addition, the pattern recognition performance to control myoelectric prosthesis was verified in that overall classification accuracy of the RMS (root mean squares) filtered EMG signals (97.84%) was higher than that of the raw EMG signals (87.06%).

This paper present a novel approach to control the lower body power assistive exoskeleton system of a HEXAR-CR35 aimed at improving a muscular strength. More specifically the control of based on the human intention is crucial of importance to ensure intuitive and dexterous motion with the human. In this contribution, we proposed the detection algorithm of the human intention using the MCRS which are developed to measure the contraction of the muscle with variation of the circumference. The proposed algorithm provides a joint motion of exoskeleton corresponding the relate muscles. The main advantages of the algorithm are its simplicity, computational efficiency to control one joint of the HEXAR-CR35 which are consisted knee-active type exoskeleton (the other joints are consisted with the passive or quasi-passive joints that can be arranged by analyzing of the human joint functions). As a consequence, the motion of exoskeleton is generated according to the gait phase: swing and stance phase which are determined by the foot insole sensors. The experimental evaluation of the proposed algorithm is achieved in walking with the exoskeleton while carrying the external mass in the back side.

본 연구는 뮬러-라이어 착시 도형을 이용하여 지각과 동작 수행 간에 나타나는 정보획득과정에 어떠한 차이가 있는지 살펴보고, 조준과제와 잡기과제에서 나타난 행동학적 특성을 통해 지각과 동작의 제어 특성을 밝히고자 하는 연구 목적에 부합하기 위하여 이러한 목적을 달성하기 위하여 대학생 15명을 연구 대상자로 선정하여 실험에 참여하도록 하였다. 지각판단 과제, 잡는 잡기 과제, 조준과제를 수행하였다. 실험을 위해서 안구 움직임 추적장치(EMR-9), 3차원 동작 분석 시스템을 사용하였다. 이러한 변인에 대한 지각과 동작 수행의 정보획득과정의 차이를 살펴보기 위하여 반복측정 일원분산분석을 실시하였다. 이와 같은 연구 방법 및 분석 결과를 토대로 얻어진 결론은 다음과 같다. 뮬러-라이어 착시 도형에서는 실제 크기와 다르게 지각 하였을 때 잡기 과제에서 다르게 지각한 것이 동작 수행에 영향을 끼쳤고, 최대그립크기와 같은 요인에서도 다르게 지각한 요인의 영향을 받은 것으로 나타났다. 이와 같은 결과로 부터 지각과 동작 제어 기전에서 연합성과 분리성의 개념이 아닌 복측흐름과 배측흐름에서 서로 상호작용이 발생한다고 볼 수 있다.

본 연구는 다양한 음높이 구조에서 감각정보 형태에 따른 타이밍 동작 제어 특성을 알아보는데 있다. 이를 위하여 오른손이 우세손인 16명의 연구 대상자가 실험에 참여하였다. 실험 과제는 리듬 지각 및 타이밍 협응 프로그램을 수행하는 것으로서 목표 과제의 타이밍 구조를 지각한 후 동일한 타이밍으로 키보드 자판을 누르는 것이었다. 각 연구 수행자는 세 가지 음높이 조건(단음, 상승음, 하강음)의 네 가지 리듬 구조를 감각정보 조건(단일(청각)감각, 다중(시청각)감각)에 따라 각각 12회씩 총 24회를 무선적으로 수행하였다. 타이밍 동작 제어 특성을 살펴보기 위하여 절대적 타이밍 오차와 상대적 타이밍 오차를 분석하였으며, 개인차를 고려한 결과를 도출하기 위하여 음높이 구조별 타이밍 능력을 절대적 및 상대적 타이밍 오차 기준에서 각각 상대 비교하여 상승음이 우수한 집단(AG)과 하강음이 우수한 집단(DG)으로 분류하여 분석하였다. 16명의 전체 연구 대상자의 결과를 살펴보면, 절대적 타이밍 오차의 분석에서는 다중감각 조건보다 단일감각 조건에서 타이밍 능력이 우수한 것으로 나타났으며, 상대적 타이밍 오차 분석에서는 단일감각 조건보다 다중감각 조건에서 타이밍 능력이 우수한 것으로 나타났다. 타이밍 능력별로 AG와 DG 집단의 비교 분석 결과, 단일감각 조건에서 타이밍 능력이 우수한 집단은 다중감각 조건에서 수행력이 떨어진 것으로 나타난 반면, 단일감각 조건에서 타이밍 능력이 떨어진 집단은 다중감각 조건에서 수행력이 향상된 것으로 나타났다. 이러한 결과는 과제제한 요소와 개인제한 요소의 성격에 따라 타이밍 동작 제어 특성이 다르게 나타난다는 것을 의미하는 것으로, 리듬 및 타이밍 과제의 현장 적용에 있어서 과제와 개인의 특성을 고려하여야 한다는 것을 시사한다.

본 연구의 목적은 시각적 착시에 따른 지각과 동작의 제어 특성을 규명하는 것이다. 지각과 동작의 제어 특성을 살펴보기 위해 사용한 시각적 착시는 주변원의 크기에 따라 중심원의 크기가 달라 보이는 에빙하우스 착시 도형이다. 본 연구의 목적을 달성하기 위해 오른손잡이 성인 10명이 자극 형태에 따라착시도형과 일반 도형에서 지각판단 과제와 잡기 과제를 수행하였다. 지각판단 과제에서 피험자는 자신이 생각하는 중심원의 크기를 엄지와 검지 손가락의 그립 크기로 나타내도록 하였다. 잡기 과제에서는 연구자의 신호에 의해 중심원을 엄지와 검지 손가락으로 잡는 과제를 수행하였다. 본 연구에서 나타난결과를 살펴보면, 에빙하우스 착시가 지각판단과 잡기 동작에 영향을 주는 것으로 나타났다. 즉, 착시에 의한 지각적 차이가 실제 잡기 동작에서 그립 크기와 최대 그립 크기의 차이를 유발하였다. 그러나 중심원의 크기가 작게 보이는 착시 도형의 잡기 과제에서는 그립 크기에 대한 착시 효과가 거의 나타나지않았다. 이러한 연구결과는 지각과 동작의 분리성과 연합성을 명확히 밝히는 데에 한계가 있으나, 두 시각 시스템이 서로 상호작용한다는 결과를 지지한다고 할 수 있다.

This paper analyzes the motion of a horseback riding robot which has two actuators and three joints. It is impossible to control the saddle to get to any position and orientation using the two motors because the robot has less degrees of freedom than the number of joints. Therefore it is required to know the possible location and orientation along with the velocity characteristics of each pose prior to motion planning. For this purpose, this paper analyzes the characteristics of the robot motion. The authors derive the forward and inverse kinematics of the robot motion and developed the trajectory editor for motion planning. Also, Jacobian of the robot is analyzed. It reveals that one of the actuator has little influence to the speed of the saddle motion while the other affects the speed of the saddle motion dominantly. The approach of the paper can be applied for the analysis of characteristics of a robot which has less number of actuators than that of joints.

본 연구는 다섯 개의 분절간 각도가 다른 시각 정보에 대한 시간 타이밍의 지각과 동작의 제어 특성을 밝히는 데 목적이 있다. 이를 위해 18명의 여자 성인을 대상으로 컴퓨터 모니터에 제시되는 시각정보를 보면서 J키와 F키를 이용하여 각 분절의 길이에 맞는 시간 타이밍 과제를 수행하였다. 분절간 각도는 10°, 30°, 60° 인 실험 조건에서 각 분절의 길이에 맞는 시간 타이밍의 지각적 특성과 실제 타이밍 반응의 결과를 살펴보았다. 지각적 특성은 제시되는 시각 정보를 어떻게 지각하였는지를 실제 반응 이후 설문을 통해 알아보았으며, 실제 타이밍 반응은 실제 반응 타이밍 시간과 분절의 길이에 따라 정해진 시간 값 간의 상대적 타이밍 오차와 절대적 타이밍 오차를 계산하여 분석하였다. 그 결과, 각도 조건에 따라 각도 조건에 따른 시간 타이밍에 대한 지각이 전반적으로 다르게 나타나 시각적 착시가 일어났음을 확인하였다. 그러나 실제 동작은 각도 조건에 관계없이 동일한 타이밍 반응을 보이는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 지각과 동작의 처리과정의 분리적인 특성을 제시한 Milner와 Goodale(1995)의 지각-동작 가설과 동작 제어시 계획 단계와 다른 온라인 제어에 의한 동작 수정이 이루어진다는 Glover(2002)의 계획-제어 가설과의 관련 가능성을 찾을 수 있다.

본 연구는 기술수준과 공 속도에 따른 탁구 포핸드 스트로크 타이밍 제어 특성을 규명하는데 그 목적이 있다. 실험에 참여한 연구대상자는 전국대회에서 상위 5위 이내에 입상한 경력이 있는 숙련자 5명, 대학탁구 동아리에 가입하여 활동 중인 중간숙련자 5명, 그리고 탁구 수업경험이 있는 초보자 5명의 대학생을 선정하였다. 실험과제는 다양한 속도조건에서 투사되는 공을 빠르고 정확하게 반대편 코트의 목표지점으로 포핸드 스트로크를 하는 과제로 하였다. 탁구 포핸드 스트로크 동작 분석을 위해 2대의 카메라로 비디오 촬영을 실시하였고, KWON3D를 사용하여 백스윙 시점의 공과 눈까지의 3차원 좌표를 구하여 타우(tau: τ)값을 산출하였다. 산출된 타우값을 기술수준과 공 속도조건별로 이원변량분석을 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 공 속도별 기술수준에 따른 타우값으로 본 백스윙 시점은 느린 속도조건에서는 기술수준이 높을수록 백스윙 시점이 늦었고, 중간 속도조건과 빠른 속도조건에서는 기술수준이 높을수록 백스윙 시점이 빠른 특성을 보였다. 둘째, 기술수준별 공 속도에 따른 타우값으로 본 백스윙 시점은, 초보자와 중간숙련자는 속도조건별로 공 접촉순간까지의 시간에 차이가 많았지만, 숙련자의 경우에는 모든 속도조건에서 접촉시간때까지의 시간에 유의한 차이가 없이 비교적 일정한 값으로 동작 시작의 타이밍 제어가 이루어졌다. 이상의 결론을 종합해 보면, 기술 숙련성이 높을수록 공 속도에 관계 없이 일정한 접촉시간정보인 타우값에 의해서 동작 시작의 타이밍이 제어되는 반면, 초보자와 중간숙련자는 공의 속도에 따라서 백스윙 시점의 접촉시간정보를 잘 활용하지 못하는 것으로 볼 수 있다.

본 연구는 기술수준과 목표거리에 따라 나타나는 골프 퍼팅 동작의 제어 특성을 구명하는데 그 목적이 있다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 경력 8년 이상이고 핸디 3 이하인 남자 골프 숙련자 4명과 경험이 전혀 없는 남자 골프 초보자 4명을 피험자로 선정하였고, 1m, 2.5m, 4m 거리의 홀에 최대한 정확하게 공을 넣도록 하였다. 골프 퍼팅 동작의 분석을 위해 비디오 촬영을 통한 영상분석으로 클럽헤드의 좌표를 산출하였으며, KWON3D(권영후, 1993)를 사용하여 분석한 뒤 본 실험을 위해 개발된 프로그램을 사용하여 클럽헤드의 저크(Jerk) 및 저크코스트(Jerk-Cost)를 산출하였다. 결과에 대한 운동학적 변인을 기술수준별, 거리조건별로 분석한 결과 숙련된 수행은 동작의 형태가 일정하고 일관적이었으며, 초보자의 수행은 힘의 배분이 일정하게 이루어지지 않았고, 필요 이상의 힘을 사용해 클럽헤드를 움직여 동작의 편차가 크게 나타나는 특성을 보였다. 거리조건별 기술수준에 따른 저크코스트의 경우, 모든 거리조건에서 숙련자는 효율적인 제어를 통해 동작의 수행에 필요한 양의 힘만을 적절히 배분하여 초보자에 비해 일반적으로 낮은 값의 저크코스트를 나타냈으며, 기술수준별 거리조건에 따른 저크코스트의 경우, 초보자는 거리조건에 따른 유의한 차이가 없이 비교적 높은 값을 가졌으나, 숙련자의 경우 목표거리가 증가함에 따라 유의한 차이를 보이며 높은 값을 가졌다.

이 연구는 인간의 동작을 행동적 수준에서 분석하여 역동체계 접근에서 설명하기 위한 것으로 물리적 방해와 연령에 따른 반복적인 양팔 동작의 시·공간적 제어패턴을 구명하였다. 실험을 위하여 만 10세(초등학교 4학년)의 남자 어린이 10명과 25∼26세(대학생)의 성인 남자 10명이 자원하여 참여하였으며 모든 피험자는 양 팔이 동시에 반복적인 굴곡과 신전을 하는 시상과제를 수행하였다. 피험자마다 시상과제를 30회 정도 수행하는 동안 10∼20회 사이의 한 시행에서 연구자가 오른쪽 팔의 신전에 대한 물리적 방해를 가하였다. 양 팔에 대한 영상을 얻기 위하여 두 대의 디지털 비디오카메라를 초당 60프레임의 속도로 촬영하였다. 실험처치가 반복적인 팔 동작 중에 물리적 방해를 가하는 것이었으므로 2(연령) 2(물리적 방해 유무) 요인설계를 하였다. 실험처치의 효과를 검증하기 위하여 물리적 방해 이전 시행과 이후 시행, 그리고 물리적 방해를 포함하는 시행의 3부분을 구분하여 분석하였으며, 물리적 방해를 받지 않은 왼팔에 대한 자료만을 사용하였다. 그래서 물리적 방해 이전 5회 시행, 물리적 방해 전·중·후 3회 시행, 물리적 방해 이후의 5회 시행 각각에서 연령 반복시행에 따른 이원변량분석을 실시하여 통계적으로 유의한 차이가 있으면 사후검증을 실시하였다. 시간적 제어 패턴에 대한 종속변인은 굴곡에서 신전까지 팔꿈치 동작의 시간이었으며, 공간적 제어 패턴에 대한 종속변인은 팔꿈치 동작의 변위였다. 추가적으로 손목의 어트랙터에 대한 자료를 질적으로 분석하였다.연구 결과, 연령과 물리적 방해 전·중·후의 3회 시행에 대한 연령의 주효과, 물리적 방해의 주효과, 연령과 물리적 방해의 상호작용 효과에 대한 굴곡에서 신전까지의 동작 시간에 대한 유의한 차이가 있었으며, 물리적 방해의 주효과에 따라서 동작 변위에 대한 유의한 차이가 있었다. 질적 분석에서는 물리적 방해가 없는 시행에서도 어린이 집단의 손목 어트랙터가 불안정하였으며 물리적 방해를 가하자 손목 어트랙터가 다른 패턴을 보였다. 따라서 본 연구를 통하여 연령, 즉 어린이는 물리적 방해로 인하여 시간적, 공간적 제어패턴을 변화시켰다. 이러한 현상은 물리적 방해가 어린이의 경우에는 새로운 주의를 필요로 하여 본래의 동작 궤도에서 벗어나 재궤도로 돌아오기까지의 동작 수정 시간을 요구하는 것이며, 성인의 경우에는 고정화된 동작으로 인하여 이미 안정된 주기패턴을 보여주는 것이라고 사료된다.

The market of digital avatar with internet and digital technology is increasing rapidly. The users want to express any free-formed motion of their avatars in the cyber space. The user s motion capturing method as the avatar's motion can express any free-formed motion of the avatar in real-time but the methods are expensive and inconvenient. In this paper, we proposed a new method of expressing any free-formed motion of the avatar in real-time. The proposed method is an algorithm for real-time control of a 3D avatar in symmetry-formed free motion. Specially, the algorithm aims at the motion control of a 3D avatar for online dancing games. The proposed algorithm uses the skeleton character model and controls any one of two hands of the character model by a joystick with two sticks. In the symmetry-formed motion, the position and orientation of one hand can determine the position and orientation of the other hand. And the position and orientation of a hand as an end-effector can determine the pose of the arm by Inverse Kinematics. So the algorithm can control the symmetry-formed free motions of two arms by one joystick with two sticks. In the dance game, the algorithm controls the arm motion by the joystick and the other motion by the motion captured DB.