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Healthcare Robotics Laboratory

Research

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실시간 위치 확인 시스템의 User Interface

Introduction

  • 이 사용자 인터페이스(UI)는 Ultra Wide Band (UWB)기술 기반의 실시간 위치 추적 시스템(Real Time Localization System)의 모니터링을 위함
  • UI는 Tag의 위치 정보 시각화 및 분석을 수행하기 위해 필요한 제반 기술 중 하나임
sub03_img01 Health Care UWB-RTLS UI Infrastructure of Health Care Robotic Care

User Interface Setup

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  • Anchor's Network는 실시간 위치 정보 추적 시스템이 설치된 건물의 각 방과 복도에 배치되어 실행됨
  • Multi-Asset의 위치 정보(Anchor's Network ID, Tag's ID, Tag's position coordinates 등)는 서버로 전달되어 통합적으로 UI 패널에 반영됨
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  • UI 시스템은 C# 언어 기반으로 개발 되었으며, Tag의 위치를 연속적으로 추적할 수 있는 옵션을 제공함
  • UI의 레이아웃은 사용자의 필요에 따라 수정 및 개선이 가능함

Expectations

  • 실시간 위치 확인 시스템의 UI는 양로원 및 재활 센터와 같은 고령자 수용 시설의 환자 모니터링의 사용 편의성을 개선할 수 있음

Deep Learning 알고리즘을 이용한 이상행동 인식기

Introduction

  • Deep learning 알고리즘을 이용한 이상행동 인식기 개발
    • Depth, Color, Body feature, Joint information, voice 데이터 활용
    • Recurrent Neural Network - Long short term memory 알고리즘 활용
    • 3 차원 Depth 정보와 RGB 정보를 이용한 Point Cloud 3차원 정보지도 작성
    • Sound Localization / Separation 을 통한 이상행동/ 위급상황 인지

System Explanation

  • 신체 관절 정보를 이용한 이상행동 인식
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  • 사용자의 소리 정보를 이용한 소리의 방향 및 분리 기술 개발과 음성인식을 통한 대화세트 기술 개발
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Expectations

  • 제스처 및 걸음걸이 등 인체 정보에 기반한 행동을 인식하여, 의료분야에 활용 가능
    • 정신질환 아동에 대한 다양한 의료 목적의 행동 교정 치료에 사용가능
    • 고령화에 따른 이상행동, 위급상황을 신체 정보기반으로 예측 및 인식 가능
  • 사용자 고유 음원 정보를 통한 개인 정보 및 의료분야의 활용 가능
    • 헬스케어 모바일 로봇 개발을 위한 음성 정보 플랫폼 개발 및 활용 가능
    • 고령자 및 정신질환 환자의 음성 정보를통한 어플리케이션 개발 및 활용 가능

UWB 신호 기반 실시간 위치 확인 및 Tracking System

Introduction

  • UWB (Ultra Wide Band)신호 기반의 위치 추적/ 확인이 가능한 시스템
  • 고정된 복수의 Anchor를 기반으로 센서 신호를 이용한 Tag의 위치 추정(Localization)
  • 기존 로봇의 내비게이션 기능을 절대 좌표상 위치 추정 기법으로 보완하여 완벽한 내비게이션의 실현 가능
  • 인간에게 간단한 Tag를 부착하여 실내 위치 확인을 가능하게 하는 시스템
  • Multi-tag를 이용하여 측정 공간 내의 Multi-agent(Human and robot)의 위치를 측정

UWB-RTTS Explanation

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Expectation

  • UWB_RTTS을 자체 개발함으로서, 위치기반 기술의 모듈화 및 자체 개발환경 구성 가능
  • 현재 tracking system에 대한 수요가 늘고 있으며, 로봇의 자율 주행, multi-agent tracking, indoor navigation for treatment등 다양한 어플리케이션에 적용 가능

걸음 걸이 분석 시스템

Introduction

  • kinect를 이용한 간단한 보행 분석 시스템 개발
  • 정밀한 Opitrack 시스템과 비교하여 신뢰도 평가
  • 3차원의 다양한 보행 패턴 데이터베이스 구축
  • 보행 분석을 통한 재활 시스템 발전
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System Explanation

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Expectation

  • 3차원 다 자유도의 보행 분석을 통해 행동장애 재활 등에 활용
    • 연령별, 장애 유형별 보행 패턴 DB구축
    • 보행 분석을 통한 행동 특성 진단 가능

실내 위치 기반의 낙상 감지 시스템

Introduction

  • 실내 위치를 기반으로 낙상 위험 지역을 설정하고, 딥러닝 기법을 이용하여 낙상 감지
    • 낙상 위험 지역 내 일정 시간 이상 경과 시,로봇이 위험지역으로 이동
    • 위험 지역 내,3d depth센서를 이용하여 사람 검출
    • 검출된 사람의 상태를 판단하여, 위험 상화 여부 감지
    • UWB 신호 기반의 위치 인식 시스템을 통하여 실시간 위치 감지

System Explanation

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Expectation

  • 로봇을 이용한 가정/ 공공장소에서의 위험 감지를 통해 헬스케어 분야의 이슈 해결 가능
    • 헬스케어 분야의 큰 이슈인 "노인의 낙상" 문제의 검출 가능
    • 증가하는 1인 가구 시대에서 유사 문제의 해결이 가능
    • 병원/공공장소(기관)등에서 위험상황의 감지 가능

실내 위치 기반 로봇 네비게이션 시스템

Introduction

  • 현재 실내 자율 주행 기술은 고가의 센서 및 고성능의 하드웨어 시스템을 기반으로 함
  • UWB 신호 기반의 실시간 위치 추적 기술을 통한 네비게이션 시스템 개발

Indoor Navigation for healthcare robot Explanation

  • 네비게이션 기술은 대상 건물의 지도를 기반으로 한, 경로 설정과 장애물 회피를 가능케 함
  • UWB(Ultra Wide-Band) 기술을 통한 절대 좌표를 사용하며, 로봇은 자체 위치 및 대상 위치에 대한 연속적인 업데이트가 가능함
  • 깊이 센서를 이용한 주위 환경 인식을 통해 고정 물체 및 에상치 못한 방해물에 대한 회피를 시행할 수 있음
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Expectation

  • 로봇의 자율 주행 시, UWB 센서를 이용하여 고가의 시스템을 대체 가능함
  • UWB 센서를 이용한 위치 정보를 로봇 네비게이션 시스템과 결합하여, 보다 정확하고 자연스러운 주행 움직임이 가능함

공연 몰입형 감상을 위한 다차원 영상 촬영 기술 및 서비스 플랫폼 개발

Introduction

  • 와이어캠, 이동로봇팔 캠, PIZ캠, 원격조종
  • 조명 시스템을 활용한 성력화 구현
  • 한대의 컴퓨터로 구동되는 전자동 중앙 제어 시스템
  • 공연 연출자가 지능적저작툴, MAYA 기반 시뮬레이션, UWB 센서로부터 획득된 엑터 동선을 이용, 사전에 다양한 카메라와 조명 시스템을 가상환경엣 ㅓ검증하고 효율적으로 작성할 수 있는 가상 연출 시스템 구축
  • 작성된 시나리오에 의해 자동적으로 제어되는 카메라 조명시스템을 실제 액터의 변화된 동선에 적응하여 제어할 수 있는 실시간 보정 알고리즘 개발

System Explanation

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Expectation

  • 기술적 측면
    • 3D 시뮬레이션 기법, 차세대 로봇 기반 카메라 기술, 인공지능 저작/자동 추천 기술을 이용한 공연 촬영 기획,연출,제작,저작툴 개발
  • 문화예술적 측면
    • 다수의 공연 관계자(무대연출,카메라/조명 감독,출연진 등)간 무대 사전 시뮬레이션으로 본 공연 시 원활한 소통 도구 역할 - 완성도 있는 공연 제작에 도움
  • 경제,산업적 측면
    • 다양한 무대 공연을 소수의 인력, 시간, 비용 투입으로 영상화하여 공연산업 활성화 및 소외계층의 문화예술 향유기회가 확대에 기여

인공지능(AI)기반 인터랙티브 미디어 기술을 이용한 차세대 과학문화유산 전시콘텐츠 개발

Introduction

  • 관람자의 모션과 음성인식 기반으로 차세대 양방향 과학문화유산 전시기술개발 및 미디어아트 플랫폼 구축
  • 최첨단 3D 미디어아트 기술을 활용 과학문화유산에 대한 작동원리, 탄생 배경, 역사적 가치를 관람자에게 직관적이고 자연스럽게 전달 할 수 있는 콘텐츠 개발
  • 관람자의 빅데이터 정보 및 AI기술 기반 맞춤형 과학문화유산 콘텐츠 제공으로 우수 과학문화유산의 가치를 재창조하여 전시 상용화를 목표로 함
  • 프로젝터 및 모션인식센서를 통한 인터렉션 개발
  • 음성 AI와 연동되는 UIUX개발

System Explanation

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Expectation

  • 기술적 측면
    • 관람자의 빅데이터 정보 및 AI기술 기반 맞춤형 과학문화유산 콘텐츠 제공으로 AI기술을 과학관 전시 문화로 확장 가능
    • 인터랙티브 미디어 기술 기반으로 과학문화유산 전시플랫폼 전국 과학관 제공
  • 콘텐츠 개발 측면
    • 과학문화유산 소재를 가상환경에서 생동감 있는 콘텐츠 테마와 재미요소를 체감형 교육적 효과 극대화
  • 홍보 측면
    • 한류문화 흐름에 따라 과학문화유산 콘텐츠 전시 사용화로 위대한 과학문화기술을 전 세계 방문객들에게 알릴 수 있는 계기 마련
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