Earticle

현재 재난상황에서 구조 활동을 하는 소방관들은 자신의 감각/인지 기관만을 가지고 상황에 대처하고 있다. 또한, 무전기를 통신 장비로 사용하는데 본부와의 통신만 가능하고 소방관들 사이에 통신 조차 지원해주지 않는다. 이러한 열악한 환경을 개선하고 소방관들의 안전을 도모하기 위해 적절한 재난 구조용 웨어러블 컴퓨터의 사용이 시급한 실정이다. 이 논문에서는 재난 상황 시나리오에 기반 한 인터액션 모델링, 인간공학적 제한 조건, 필수 기능들을 기반으로 웨어러블 인터페이스를 디자인 및 개발 하였다. 특히 Body-based Metaphor를 사용하여 반응속도와 정확도를 향상시키는 방법을 제안하였으며, 비디오 기반의 실험 환경을 구성하여 그 효율성을 검증하였다.

Timely access of critical information (e.g. map), computing services (e.g. navigational aid) andcommunication (e.g. broadcasting danger zones) can help fire fighting and rescue operations much moreeffective. As such, fire fighting assistance is an ideal application for wearable computers. This paper presentsa wearable interface for fire fighters designed based on the operating environment constraints, ergonomicaspects of the fire fighters and scenario-based task analysis. In particular, the proposed interface employs theconcept of the body-based metaphor for the user to respond to an event and/or enact the interface as fast aspossible. Our experimental study shows that using body-based metaphor helps users to respond faster andmore accurately compared to when using the naively designed wearable interface.

This paper describes a wearable multi-modal user interface design and its implementation for a teleoperated field robot system. Recently some teleoperated field robots are employed for hazard environment applications (e.g. rescue, explosive ordnance disposal, security). To complete these missions in outdoor environment, the robot system must have appropriate functions, accuracy and reliability. However, the more functions it has, the more difficulties occur in operation of the functions. To cope up with this problem, an effective user interface should be developed. Furthermore, the user interface is needed to be wearable for portability and prompt action. This research starts at the question: how to teleoperate the complicated slave robot easily. The main challenge is to make a simple and intuitive user interface with a wearable shape and size. This research provides multi-modalities such as visual, auditory and haptic sense. It enables an operator to control every functions of a field robot more intuitively. As a result, an EOD (explosive ordnance disposal) demonstration is conducted to verify the validity of the proposed wearable multi-modal user interface.

본 논문에서는 신체착용을 위해 설계된 소형 저전력 웨어러블 컴퓨터 시스템을 소개한다. 그리고, 이를 이용하여 주변기기를 제어하거나 주변기기와 사용자간에 콘텐츠를 전달하는 서비스 시나리오를 소개하며, 서비스를 위해 필요한 멀티모달 사용자 인터페이스를 설계 한다. 이러한 인터페이스를 지원하기 위해서 음성, 제스처 기반의 멀티모달 융합 시스템을 설계하고, 사용자 테스트를 수행한 결과를 분석하고 소개한다.

본 논문은 전기안전사고의 주요 원인인 사용자 부주의 사고를 사전에 예방 할 수 있도록 전기화재 및 감 전 사고의 발생 특성을 고려, 보고·듣고·느낄 수 있는 웨어러블 햅틱 인터페이스를 적용한 가상현실 시뮬레이터 개발에 관한 것이다. 실제 화재현장과 같은 시각적인 효과를 극대화하기 위하여 고품질 실감 영상 분야인 몰입형 영상 기술과 촉각인지를 위한 촉감 저장·재생 햅틱 기술을 탑재한 전기안전교육 시뮬레이터를 개발하였다. 시뮬레 이터는 크게 맵핑된 오브젝트를 3D 시뮬레이션이 가능한 환경으로 구현해주는 그래픽 어플리케이션과 시각적 요 소와 통신이 가능한 햅틱 장치로 나누어진다. 그래픽 어플리케이션과 햅틱 컨트롤러 간의 시리얼 통신을 통하여 동기화 과정을 거치게 된다. 햅틱 디바이스는 전기재해의 특성을 고려하여 개발되고, 학습자의 안전을 보장하면서 도 최대한 전기재해 특성을 살릴 수 있게 하였고 감각적 변화를 경험할 수 있게 설계하였다.

This paper is about the development of a virtual reality simulator that applies a wearable haptic interface that allows users to see, hear, and feel, considering the occurrence characteristics of electrical fires and electric shock accidents to prevent accidents caused by user negligence, which are the main causes of electrical safety accidents. In order to maximize the visual effects similar to actual fire scenes, an electrical safety education simulator equipped with immersive video technology, a high-quality realistic video field, and haptic storage and playback haptic technology for tactile perception was developed. The simulator is largely divided into a graphic application that implements mapped objects into an environment that allows 3D simulation, and a haptic device that can communicate with visual elements. A synchronization process is performed through serial communication between the graphic application and the haptic controller. The haptic device is developed considering the characteristics of electrical hazards, and is designed to maximize the characteristics of electrical hazards while ensuring the safety of learners and to allow them to experience sensory changes.

현재 이륜이동수단의 유형은 자전거와 모터사이클, 퍼스널모빌리티로 다양화되고 있음과 동시에 사용인 구 또한 증가하고 있다. 이륜이동수단은 운동성이 높고 전면 및 배면 투영 면적이 일반적인 성인의 신체투영 면적과 유사하여 거리가 충분치 않을 경우 타 차량이나 보행자가 빠르게 접근하는 이들을 파악하기 쉽지 않다. 따라서 이륜이동수단 사용자와 타인의 안전을 위해 이륜이동수단은 높은 시인성이 확보되어야 할 필요 성이 있으나, 각 이륜이동수단별 구조와 크기의 한계로 인해 충분한 장비를 설치하기 어려운 한계성이 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 각 유형별 이륜이동수단 이용자 모두가 사용 가능한 시인성 강화 기능을 제공하는 웨어러블 시스템 개발 및 사용성 검증에 목적을 두었다. 연구개요는 다음과 같다. 첫째, 사용자가 이미 착용 한 의복 위에 편하게 착용 가능한 구조 및 의복만으로 최소한의 시인성 강화가 이루어질 수 있는 색과 소재, 의복에서 손쉽게 디지털 모듈을 탈부착 가능한 거치 구조가 적용된 의복 플랫폼을 개발하였다. 둘째, 고휘도 RGB LED 광원 및 가속도-자이로 센싱, 무선 통신 기술을 활용하여 사용자가 별도의 버튼이나 UI 조작 없이 머리 움직임만으로 주행과 좌, 우진로방향표시, 정지, 비상 등의 운행상황 표시 기능을 제어 가능한 직관적 동작 인식 인터페이스를 구현한 헬멧과 의복의 연계 시스템을 개발하였다. 셋째, 개발된 프로토타입의 범용 적인 사용성을 실험하기 위해, 성인 남녀 5인을 대상으로 실제 주행 시 기능 사용 실험을 수행하였다. 그 결과, 각 실험 인원별 성별과 신장, 체격의 차이에도 불구하고 제스처 명령 인터페이스와 LED 제어 기능의 정상 작동을 확인하였다. 본 연구의 결과는 이륜이동수단 사용자 본인은 물론 함께 도로를 운행하는 타 차량 운전자들 및 보도를 통행하는 보행자들의 주의를 시각적으로 환기하여 사고의 위험성을 줄임으로써 공공안 전 측면에서 사회적 기여가 가능할 것으로 기대되며, 이에 연구의 의의를 둔다.

Recently, two-wheeled vehicles(TWVs) have diversified into categories such as bicycles, motorcycles, and personal mobility devices, and the user population is also on the rise. Due to their high mobility and projection areas that closely resemble those of an adult human body, TWVs can be difficult for other vehicles and pedestrians to detect, especially when approaching at high speeds and without maintaining a sufficient distance. Consequently, high visibility is crucial for ensuring the safety of both TWV users and others. However, due to structural constraints, small TWVs often cannot be equipped with adequate lighting devices. To address this issue, this study developed a wearable system designed to enhance visibility for users of various types of TWVs, and we also verified its usability. The study proceeds as follows: First, a garment that can be comfortably worn over existing clothing was developed. This garment incorporates colors and fabrics designed to enhance visibility, as well as a modular mounting structure for easy attachment and detachment of digital components. Second, this study employed LED lighting, acceleration-gyro sensing, and wireless communication technologies to create an intuitive gesture recognition interface. This interface allows users to control turn signals, brake lights, and emergency flashers through minimal head movements. Third, we conducted usability tests involving five adults for each type of two-wheeled vehicle. Despite variations in height and body type among the testers, we confirmed the stable operation of the integrated system, linking the gesture interface with LED control functionality. This study hopes to contribute to societal safety by enhancing the visibility of TWV users, thereby alerting nearby drivers and pedestrians and potentially preventing traffic accidents.

Recently, wearable computers equipped with various biosensors such as smart watches, smart bands, and smart patches that support daily health management of users as well as patients have been released. Users of wearable computers such as smart watches face various difficulties in performing biometric information processes such as data sensing, collection, transmission, real-time analysis, and feedback in a weak wireless and mobile biometric information service environment. In particular, the biometric information collection interface is an important basic process that determines the quality and performance of the entire biometric information service. So far, research has focused on sensing hardware and logic. This study intensively considers the interface method for effectively sensing and collecting raw biometric information. In particular, the process of collecting biometric information is designed and analyzed from the perspective of periodicity. Therefore, we propose an efficient and stable periodic collection method.

There is strong demand to create wearable PC systems that can support the user outdoors. When we are outdoors, our movement makes it impossible to use traditional input devices such as keyboards and mice. We propose a hand gesture interface based on image processing to operate wearable PCs. The semi-transparent PC screen is displayed on the head mount display (HMD), and the user makes hand gestures to select icons on the screen. The user's hand is extracted from the images captured by a color camera mounted above the HMD. Since skin color can vary widely due to outdoor lighting effects, a key problem is accurately discrimination the hand from the background. The proposed method does not assume any fixed skin color space. First, the image is divided into blocks and blocks with similar average color are linked. Contiguous regions are then subjected to hand recognition. Blocks on the edges of the hand region are subdivided for more accurate finger discrimination. A change in hand shape is recognized as hand movement. Our current input interface associates a hand grasp with a mouse click. Tests on a prototype system confirm that the proposed method recognizes hand gestures accurately at high speed. We intend to develop a wider range of recognizable gestures.

Objective: The objective of this research is to investigate the fundamentals of human computer interaction for wearable computers and derive technology requirements. Background: A wearable computer can be worn anytime with the support of unrestricted communications and a variety of services which provide maximum capability of information use. Key challenges in developing such wearable computers are the level of comfort that users do not feel what they wear, and easy and intuitive user interface. The research presented in this paper examines user interfaces for wearable computers. Method: In this research, we have classified the wearable user interface technologies and analyzed the advantages and disadvantages from the user's point of view. Based on this analysis, we issued a user interface technology to conduct research and development for commercialization. Results: Technology requirements are drawn to make wearable computers commercialized. Conclusion: The user interface technology for wearable system must start from the understanding of the ergonomic aspects of the end user, because users wear the system on their body. Developers do not try to develop a state-of-the-art technology without the requirement analysis of the end users. If people do not use the technology, it can't survive in the market. Currently, there is no dominant wearable user interface in the world. So, this area might try a new challenge for the technology beyond the traditional interface paradigm through various approaches and attempts. Application: The findings in this study are expected to be used for designing user interface for wearable systems, such as digital clothes and fashion apparel.

? In this paper, we introduced design considerations of a wearable brain-computer interface (BCI) that performs a target identification algorithm based on linear algebra. Steady-state visual evoked potential (SSVEP) based wearable BCI have been studied to enable paralyzed patients to communicate with others. However, performance indicators such as target identification accuracy and the information transfer rate (ITR) still need to be further improved for wearable devices. This paper discusses several considerations for designing algorithms and linear algebra accelerating hardware. In the case of target identification algorithms, a signal binarization technique and candidate reduction technique which are proposed in the previous works can be considered in single-channel SSVEP-based software implementations and multi-channel SSVEP processing in hardware to reduce computational complexity, respectively. For hardware architecture design, we introduced architectural considerations of processing element array that can effectively perform various linear algebra operations.

$\textbullet$ Wearable I/O Devices relieve the restriction of working space to the worker. $\textbullet$ And They permit very active work achievement to the worker. $\textbullet$ But, current Wearable I/O Devices still have some controversial points. $\textbullet$ The worker needs serie system operations to wear and take off devices. $\textbullet$ Also, it is not easy to change any device which is currently used when the worker uses some devices. $\textbullet$ So, we propose the Compact Wireless Communication Module to solve these problem. $\textbullet$ For that purpose, we implemented the proposed module, and proved the efficiency and convenience.

본 논문은 근전도 센서가 탑재된 손목착용형 웨어러블 디바이스를 통하여 스마트폰의 입력방식을 개선시켜 사용자와 스마트폰간의 인터렉션을 보다 발전시킨 시스템을 다룬다. 이 시스템은 사용자가 손목에 착용한 웨어러블 디바이스에 탑재된 근전도센서를 통하여 손의 고유근의 근전도를 측정함으로서 사용자의 엄지와 검지에 가해지는 힘을 탐지하고 이를 바탕으로 사용자가 스마트폰을 터치했을 경우 해당 터치행위가 사용자가 스마트폰을 의도적으로 힘을 가하여 누른 행위인지에 대한 여부를 판단할 수 있다. 결과적으로 본 논문은 스마트폰과 사용자와의 인터렉션에 있어 근전도 센서를 탑재한 웨어러블 디바이스를 활용하여 사용자의 의도를 보다 효과적으로 스마트폰 제어에 반영시킬 수 있는 행위 인지(Activity Recognition) 터치 인터페이스 시스템을 제안한다.

최근 많은 착용형 컴퓨터가 개발되었지만, 아직도 입력 및 출력 관점에서 보면 사용자 인터페이스에 많은 문제를 가지고 있다. 본 논문에서는 EOG 감지 회로와 마커 인식에 기반한 착용형 사용자 인터페이스를 제안한다. 제안된 사용자 인터페이스에서 EOG 감지 회로는 지시 장치로 사용되는데, 눈 주위의 전위차를 감지함으로써 눈동자의 움직임을 추적한다. 사용자가 다루고자 하는 객체는 사람이 인지 가능한 마커로 표시되며 마커 인식 시스템은 카메라 영상으로부터 마커를 검출하고 인식한다. 마커가 인식되면 해당하는 객체에 대한 속성창과 마커 창이 HMD에 디스플레이되고 사용자는 원하는 속성이나 메소드를 선택함으로써 객체를 다루게 된다. EOG 감지 회로와 마커 인식 시스템을 이용함으로써 사용자는 착용형 컴퓨팅 환경에서 눈동자의 움직임만으로 객체의 조작을 손쉽게 수행할 수 있다.

Recently many wearable computers have been developed. But they still have many user interface problems from both an input and output perspective. This paper presents a wearable user interface based on EOG(electrooculogram) sensing circuit and marker recognition. In the proposed user interface, the EOG sensor circuit which tracks the movement of eyes by sensing the potential difference across the eye is used as a pointing device. Objects to manipulate are represented human readable markers. And the marker recognition system detects and recognize markers from the camera input image. When a marker is recognized, the corresponding property window and method window are displayed to the head mounted display. Users manipulate the object by selecting a property or a method item from the window. By using the EOG sensor circuit and the marker recognition system, we can manipulate an object with only eye movement in the wearable computing environment.

가상현실(VR)과 블록체인 기술의 발전에 따라 메타버스는 게임, 교육, 소셜 네트워킹 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 동시에 스마트워치와 같은 웨어러블 기기의 출하량이 매년 성장하며, 사람들의 일상생활에 점점 더 밀착되고 있다. 본 연구에서는 두 현상의 결합을 통해 측정된 사용자의 신체 신호를 메타버스 캐릭터에 반영하는 새로운 가능성을 제시한다. 스마트워치를 통해 수집한 사용자의 심박수, 운동량 등 다양한 생체 정보를 메타버스 내 캐릭터에 반영하여, 사용자의 신체 상태가 가상 세계에 반영되도록 한다. 이를 통해 메타버스는 단순히 가상현실을 넘어 '확장된 현실'이라고 할 수 있는 새로운 경험을 제공하고, 메타버스에 대한 사용자의 만족도 향상 및 스마트워치의 발전 방향성을 제시할 수 있을 것으로 기대한다.

With the development of virtual reality (VR) and blockchain technology, Metaverse is being used in various fields such as games, education, and social networking. At the same time, shipments of wearable devices such as smartwatches are growing every year, becoming more and more integrated into people's daily lives. This study presents a new possibility of reflecting the user's body signals measured through the combination of the two phenomena in the metaverse character. Various biometric information such as the user's heart rate and amount of exercise collected through the smartwatch are reflected on the character in the metaverse, allowing the user's physical condition to be reflected in the virtual world. Through this, Metaverse is expected to provide a new experience that can be called 'extended reality' beyond simple virtual reality, improve user's satisfaction with Metaverse, and suggest a direction for the development of smartwatches.

웨어러블 컴퓨팅 환경은 대개 이동 중일 가능성이 많고 이때 눈과 손이 자유롭지 못하고 많은 주의가 필요한데 기존의 데스크탑 인터페이스 방식(WIMP)은 적합하지 않다. 또한 웨어러블 환경에서 모바일 기기의 소형화로 인하여 작은 화면에서 정보를 확인하고 처리해야 하기 때문에 기능 수행에 따른 인지부하가 늘어남과 동시에 수행 속도가 느려지고 많은 오류가 발생하는 등 어려움이 따른다. 이와 같이 변화된 환경에 적합한 입력 방식의 적정 수준을 찾는 연구가 필요하다. 본 연구는 이동 상황에서 모바일 기기를 사용할 때 동시에 여러 가지 일을 수행함으로써 걸릴 수 있는 인지부하를 줄여주기 위한 방법을 기기의 입력 방식과 사용되는 메뉴구조의 복잡성을 중심으로 분석하였다. 입력 방식을 포인팅입력 방식, 버튼입력 방식, 동작입력 방식으로 나누고, 이 방식들을 통한 메뉴탐색 과제와 화면에 제시되는 도형기억 과제를 동시에 수행했을 때 수행의 정확도와 과제수행 속도를 측정하였다. 또한 제시되는 메뉴탐색 과제의 메뉴계층의 수를 변화시켜서 입력 방식의 복잡성에 따른 과제 수행을 살펴보았다. 실험은 정지 상황과 이동 상황에서 모두 이루어졌다. 정지 상황과 이동 상황 모두에서 포인팅입력 방식이 과제 수행의 정확도가 가장 높은 반면 수행 속도에서 가장 느린 것으로 나타났다. 동작입력 방식에서는 수행의 정확도는 떨어졌으나 수행 속도는 빠르게 나타났다. 이는 이동 중에 수행되는 과제에서 정확도보다도 속도가 중요한 상황에서는 동작입력 방식이 적합하다는 것을 시사한다.

The desktop interface is not suitable for the environment in which mobile devices are used commonly with moving, because much attention should be paid for it. And the miniaturizing of mobile devices increases the workload for using them, makes the operation speeds lower and makes more errors. So the study of appropriate level of the input interface for this changing environment is needed. In the aspect of mobile devices. input style and the complexity of the menu hierarchy, this study will look for the way to decrease the workload when doing some primary tasks and using mobile devices simultaneously with moving. The input style was classified into gesture input style, button input style, and pointing input style. The accuracy and speed were measured when doing dual tasks, including a menu searching task and a figure memory task, through one input style of three. By Changing the level of menu hierarchy in the menu searching task, the accuracy of task execution was examined. These Experiments were done in standing state and moving state. In both state the pointing input style was the highest in the accuracy of task execution but the slowest in the speed. In contrast, the gesture input style was not high in the accuracy but the fastest in the speed. This fact shows that the gesture input style is suitable for the condition needed for speedy processing rather than accurate execution when moving.

최근 기계와 인간과의 소통을 위한 유저 인터페이스 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 특히 착용형 디바이스에 관한 연구에 집중되고 있다. 전통적인 UI가 갖는 부자연스러움과 응용프로그램과의 병목현상 발생에 대한 해결 방안으로 다양한 상호작용 요소를 포함하는 자연스러운 UI 기술이 제안 되고 있으며, UI 기술이 필수적인 착용형 디바이스와 함께 논의가 필요하다. 본 논문은 착용형 디바이스와 사용자 인터페이스 기술과 연구 동향에 대해 살펴보며, 이를 기반으로 착용형 디바이스의 핵심기술과 디바이스 형태별 UI 기술에 대해서 논의한다.

최근 들어 웨어러블 정보기기 및 기술은 세계적인 IT회사와 스포츠 및 아웃도어회사의 지속적인 투자와 관심으로 급격한 시장파급효과를 나타내며, 사회적 이슈들을 창출하고 있다. 특히, 애플 및 삼성전자의 웨어러블 왓치를 비롯하여, 코오롱과 아디다스, 나이키 등의 전형적인 의류스포츠 회사의 IT융합에 대한 투자와 관심은 새로운 웨어러블 정보화에 대한 사회적 기대감을 한층 더 끌어올리고 있는 실정이다. 그럼에도 불구하고, 아직 웨어러블 컴퓨팅과 정보화의 현실은 배터리, 휴대성, 중복성, 인터페이스 등의 다양한 웨어러블 기술의 한계생과 더불어, 미숙한 시장 환경과 부정확한 고객의 니즈가 웨어러블 정보시스템의 미래를 불투명하게 하고 있다. 본 연구는 이러한 웨어러블 정보시스템과 사용자 요구사항의 불확실성과 기술의 지속적 변화에 대처하기 위해서, 다양한 솔루션을 담을 수 있는 웨어러블 융합플랫폼과 의류와 IT가 연동 가능한 융합인터페이스 구성을 제안하고자 한다. 본 웨어러블 융합플랫폼은 디지털의류와 IT기술의 인터페이싱(Interfacing), 기술이력축적, 편의성향상 및 개발자확대, 표준 사용자요구사항분석, 기기효율성강화, 경제적인 웨어러블정보시스템 구축 등의 효과를 극대화시키고자 한다.

웨어러블 환경에서 사용자가 홈오토메이션 시스템을 제어할 수 있는 인터페이스기술들이 최근 많이 개발되고 있다. 본 논문에서는 수족이 불편한 사용자가 웨어러블 환경에서 EOG 감지 회로와 사람이 인지 가능한 마커를 이용하여 홈오토메이션을 직접 제어할 수 있는 인터페이스 방법을 제안한다. 제안된 사용자 인터페이스에서는 지시 장치로 EOG 감지 회로를 사용하고, 사용자가 다루고자 하는 홈오토메이션 기기에 해당되는 마커를 눈의 움직임을 이용해 사용자가 선택하면 선택된 마커를 인식하여 해당 기능을 수행하는 제어 명령을 홈오토메이션 제어장비에 보냄으로써 사용자가 원하는 기능이 수행되도록 한다. EOG 감지 회로와 마커 인식 시스템을 이용함으로써 수족 사용이 불가능한 사용자도 눈동자의 움직임만으로 홈오토메이션 조작을 손쉽게 수행할 수 있다.

Interface technologies for a user to control home automation system in wearable computing environment has been studied recently. This paper proposes a new interface method for a disabled person to control home automation system in wearable computing environment by using EOG sensing circuit and marker recognition. In the proposed interface method, the operations of a home network device are represented with human readable markers and displayed around the device. A user wearing a HMD, a video camera, and a computer selects the desired operation by seeing the markers and selecting one of them with eye movement from the HMD display The requested operation is executed by sending the control command for the selected marker to the home network control device. By using the EOG sensing circuit and the marker recognition system a user having problem with moving hands and fit can manipulate a home automation system with only eye movement.