KR20140107741A - 근전도 신호를 이용한 정보 입력 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인체의 동작과 관련하여 사용자의 손 동작에 따른 팔 근육의 움직임에 따라 발생하는 전류의 변화를 그래프로 기록하는 근전도(EMG) 신호를 이용해, 사용자로부터 정보를 입력받을 수 있도록 하는 근전도 신호를 이용한 정보 입력 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 근전도 신호를 이용한 정보 입력 장치는, 사용자의 팔에 부착하기 위한 하나 이상의 EMG 센서를 구비하고, 하나 이상의 EMG 센서로부터 사용자의 손 동작에 따른 팔 움직임에 의해 발생하는 전류의 변화를 기록하기 위한 근전도(EMG) 신호를 검출하는 근전도 신호 검출부; 및 상기 하나 이상의 근전도 신호들 간의 상관 관계에 따른 상관도 값에 따라 입력 정보를 판단하고, 판단한 입력 정보를 정보기기로 전송하거나, 내부에 저장하거나, 화면 상에 표시하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

근전도 신호를 이용한 정보 입력 장치 및 그 방법{Information inputting device using an electromyogram signal, and method thereof}
본 발명은 컴퓨터나 휴대형 정보기기의 입력 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 공간 또는 장소의 제한이나 신체적인 장애로 정보기기의 입력 도구를 사용할 수 없는 상황에서, 인체의 동작과 관련하여 사용자의 손 동작에 따른 팔 근육의 움직임에 따라 발생하는 전류의 변화를 그래프로 기록하는 근전도(electromyogram, 이하 EMG) 신호를 이용해, 사용자로부터 손 동작에 해당하는 데이터 정보를 입력받을 수 있도록 하는 근전도 신호를 이용한 정보 입력 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 컴퓨터의 등장 이후에 계속된 연구 중 하나는 인간과 컴퓨터 사이의 통신을 위한 인터페이스의 개발이다. 인터페이스의 대표적인 예로 키보드와 마우스 그리고 펜 인식 장치 등이 있다.
이러한 인터페이스는 사용자가 정상적인 신체 구조, 특히 손으로 입력하는 도구이므로, 정보기기에 입력할 수 있는 공간적인 환경과 신체 구조가 정상적인 환경에서 가장 널리 사용되고 있다.
그러나, 전술한 입력 도구들은 컴퓨터를 포함한 정보기기에 정보를 입력할 때 공간적인 장소에 제약을 받는다거나, 협소한 공간이나 움직임에 제한을 받는 장소, 그리고 신체적으로 손과 같은 부위에 장애가 있는 경우에 사용이 제한되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0073830호(공개일: 2012.07.05)
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 공간 또는 장소의 제한이나 신체적인 장애로 정보기기의 입력 도구를 사용할 수 없는 상황에서, 사용자의 손 동작에 따른 팔 근육의 움직임에 따라 발생하는 전류의 변화를 그래프로 기록하는 근전도(EMG) 신호를 이용해, 사용자로부터 손 동작에 해당하는 데이터 정보를 입력받을 수 있도록 하는 근전도 신호를 이용한 정보 입력 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 사용자의 팔에 부착하기 위한 하나 이상의 EMG 센서를 구비하고, 하나 이상의 EMG 센서로부터 사용자의 손 동작에 따른 팔 움직임에 의해 발생하는 전류의 변화를 기록하기 위한 근전도(EMG) 신호를 검출하는 근전도 신호 검출부; 및 상기 하나 이상의 근전도 신호들 간의 상관 관계에 따른 상관도 값에 따라 입력 정보를 판단하고, 판단한 입력 정보를 정보기기로 전송하거나, 내부에 저장하거나, 화면 상에 표시하도록 제어하는 제어부를 포함하는 근전도 신호를 이용한 정보 입력 장치가 제공된다.
또한, 상기 검출한 하나 이상의 근전도 신호를 증폭하고 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부; 상기 디지털 신호들 간의 상관도 값에 대응된 동작별 인덱스 된 입력 정보를 저장하고, 상기 디지털 신호를 분석하여 얻은 상관도 값에 따라 해당 입력 정보를 알아내는 프로그램이 저장된 프로그램부; 상기 판단한 입력 정보를 외부 정보기기로 전송하기 위한 전송부; 및 상기 검출한 근전도 신호 또는 상기 판단한 입력 정보를 화면 상에 표시하기 위한 표시부를 더 포함할 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 사용자의 팔에 부착된 하나 이상의 EMG 센서를 통해 근전도(EMG) 신호를 검출하고, 상기 근전도 신호의 분석 결과에 대응된 동작별 특징 정보를 저장하고 있는 정보 입력 장치의 근전도 신호를 이용한 정보 입력 방법으로서, (a) 상기 하나 이상의 EMG 센서로부터 하나 이상의 근전도 신호를 수신하는 단계; (b) 상기 하나 이상의 근전도 신호들 간의 상관 관계에 따른 상관도 값에 따라 특징 정보를 산출하는 단계; (c) 상기 산출된 특징 정보를 상기 저장된 동작별 특징 정보와 비교하는 단계; (d) 상기 비교 결과가 허용된 오차 범위 이내이면, 상기 동작별 특징 정보에 대응된 입력 정보를 확인하는 단계; 및 (e) 상기 입력 정보를 정보기기로 전송하거나, 내부에 저장하거나, 화면 상에 표시하는 단계를 포함하는 정보 입력 장치의 근전도 신호를 이용한 정보 입력 방법이 제공된다.
그리고, 상기 제어부 또는 상기 (b) 단계는 상기 근전도 신호들 간의 상관도 값을 다음 수학식에 따라 산출하게 된다.
Figure pat00001
Figure pat00003
여기서, N은 해석 구간에서의 샘플수이며, m은 지연 샘플수를 나타낸다.
본 발명에 의하면, 근육과 손의 연결된 동작을 바탕으로, 손에 마우스와 같은 물리적 도구를 이용하지 않더라도 팔 근육의 움직임을 통해 원하는 정보를 입력할 수 있다.
또한, 컴퓨터를 포함한 정보기기 및 웨어러블 컴퓨터 환경에서 기존의 마우스와 키보드를 포함한 입력장치를 대체할 수 있으며, 양손의 자유도를 제공하고, 공간적인 제한을 해결할 수 있는 잇점이 있다.
그리고, 손과 팔에 장애가 있는 사용자들이 정보기기를 활용할 때, 그 장애인 사용자들에게 마우스나 키보드 등의 대표적인 입력장치의 한계를 극복할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 근전도 신호를 이용한 정보 입력 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정보 입력 장치의 근전도 신호를 이용한 정보 입력 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 정보 입력 장치를 밴드 형태로 사용자의 팔 근육에 부착한 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 손 동작에 따라 하나 이상의 EMG 센서로부터 수신하는 EMG 신호를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 EMG 센서의 전극을 사용자의 팔에 부착하는 예를 나타낸 도면이다.
본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.
인체의 움직임은 뼈와 관절로 이루어진 구조체를 바탕으로 근육 신경에 의해 이루어진다. 대부분의 정보 입력은 손을 중심으로 발달해 왔으며, 키보드와 마우스, 펜 입력 장치가 손에 의해 입력되고 있다. 사용자가 손으로 키보드와 마우스 등을 움직일 때, 손의 움직임은 손을 관장하는 팔 근육의 변화로 나타나므로, 근육의 움직임을 분석한다면 손가락과 손의 움직임을 파악할 수 있다. 근육과 손의 연결된 동작을 바탕으로, 손에 마우스와 같은 물리적인 도구를 이용하지 않더라도 팔 근육의 움직임을 통해 정보기기에 입력하고자 정보를 알 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 근육의 움직임에 따라 발생하는 전류의 변화를 기록하는 근전도(筋電圖) 신호를 이용하여 정보를 입력하는 장치를 실현하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 근전도 신호를 이용한 정보 입력 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 근전도 신호를 이용한 정보 입력 장치(100)는, 근전도 신호 검출부(110)와 신호 변환부(120), 제어부(130), 프로그램부(ROM)(140), 저장부(RAM)(150), 입출력 인터페이스부(160), 전송부(170) 및 표시부(180)를 포함한다.
근전도 신호 검출부(110)는 사용자의 팔에 부착하기 위한 하나 이상의 EMG 센서(112~116)를 구비하고, 사용자의 손 동작에 따른 팔 근육의 움직임에 의해 하나 이상의 EMG 센서(112~116)로부터 발생하는 전류의 변화를 기록하기 위한 근전도(EMG) 신호를 검출한다.
신호 변환부(120)는 검출한 하나 이상의 근전도 신호를 증폭하고 디지털 신호로 변환한다. 이를 위해 신호 변환부(120)는 근전도 아날로그 신호를 증폭하기 위한 증폭기(Amp)(122)와 증폭된 근전도 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(124)를 포함한다.
제어부(130)는 하나 이상의 근전도 신호들 간의 상관 관계에 따른 상관도 값에 따라 입력 정보를 판단하고, 판단한 입력 정보를 정보기기로 전송하거나, 내부에 저장하거나, 화면 상에 표시하도록 제어한다.
또한, 제어부(130)는, 하나 이상의 EMG 센서로부터 측정된 다채널의 근전도 신호들 간의 상관도를 얻기 위해 크로스 코릴레이션(Cross Correlation) 방법을 사용하고, 근전도 신호들 간의 상관도 값을 다음 수학식 1에 따라 산출한다.
Figure pat00004
여기서, N은 해석 구간에서의 샘플수이며, m은 지연 샘플수를 나타낸다.
이때, 제어부(130)는 cross-covarience에 대해, 다음 수학식 2와 수학식 3에 따라 산출할 수 있다.
Figure pat00005
Figure pat00006
수학식 1은 상이한 신호들 간의 상관관계를 나타내는 함수로, 유사한 신호일수록 상관관계가 크게 나타나며, 시간적인 지연 파라미터를 얻을 수 있다.
프로그램부(140)는 디지털 신호들 간의 상관도 값에 대응된 동작별 인덱스 된 입력 정보를 저장하고, 디지털 신호를 분석하여 얻은 상관도 값에 따라 해당 입력 정보를 알아내는 프로그램이 저장되어 있다.
저장부(150)는 하나 이상의 근전도 신호를 분석하여 얻은 상관도 값 등을 저장한다.
입출력 인터페이스부(160)는 데이터의 입력과 출력에 대한 기능을 담당한다.
전송부(170)는 판단한 입력 정보를 외부 정보기기로 전송한다.
표시부(180)는 검출한 근전도 신호 또는 판단한 입력 정보를 화면 상에 표시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정보 입력 장치의 근전도 신호를 이용한 정보 입력 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 정보 입력 장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 하나 이상의 EMG 센서(112~116)를 밴드(340)에 구비하고, 밴드(340)를 사용자의 팔 근육에 삽입하여 부착시키고, 도 1에 도시된 신호 변환부(120)와 제어부(130), 프로그램부(140), 저장부(150), 입출력 인터페이스부(160), 전송부(170) 및 표시부(180)를 내장한 처리 장치(330)를 밴드(340)에 구비한 상태에서, 사용자가 손을 움직임에 따른 팔 근육의 움직임이 하나 이상의 EMG 센서(112~116)를 통해 근전도(EMG) 신호로 검출된다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 정보 입력 장치를 밴드 형태로 사용자의 팔 근육에 부착한 예를 나타낸 도면이다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 손가락(310)의 동작은 팔 근육의 움직임의 변화로 나타나며, 하나 이상의 EMG 센서(112~116)가 이를 감지하여 측정한 근전도(EMG) 신호를 유선 또는 무선 신호로 처리 장치(330)의 신호 변환부(120)를 경유해 제어부(130)에 전송한다. 이때, 근전도(EMG) 신호는 아날로그 형태로 증폭기(122)를 통해 수백배에서 수만배로 증폭되고, 아날로그/디지털 변환부(124)를 통해 디지털 신호로 변환되어 제어부(130)에 전송되는 것이다. 증폭기(122)는 생체신호의 증폭에서 이용되는 것으로 CMRR 100 dB 이상의 고성능 앰프로써, 1,000 ~ 10,000 배의 증폭율을 가질 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 정보 입력 장치(100)는 제어부(130)가 하나 이상의 EMG 센서(112~116)로부터 도 4에 도시된 바와 같이 하나 이상의 근전도(EMG) 신호를 수신한다(S210). 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 손 동작에 따라 하나 이상의 EMG 센서로부터 수신하는 EMG 신호를 나타낸 도면이다. 즉, 도 4는 동작 시점 위치에서 동작 종점으로의 손동작에 대응하는 EMG 신호를 나타낸 것으로서, 손동작에 대응하는 EMG 신호를 검출하기 위해 표면 EMG(Surface EMG) 센서를 다수 개로 이용한다. 표면 EMG 신호는 보통 10 Hz에서 500 Hz의 신호를 의학적으로 사용하나, 근육 신경의 전달 시간을 측정하는 경우에는 100 Hz에서 5,000 Hz를 사용한다. 또한, EMG 센서(112)에 대해 전극의 위치는 도 5에 도시된 바와 같고, Ch1 V-와 Ch2 V-는 팔의 대칭적인 뒷면에 위치하도록 하여 손 동작을 측정하였다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 EMG 센서의 전극을 사용자의 팔에 부착하는 예를 나타낸 도면이다.
이어, 제어부(130)는 하나 이상의 근전도 신호들 간의 상관 관계에 따른 상관도 값에 따라 특징 정보를 산출한다(S220).
즉, 제어부(130)는 근전도 신호들 간의 상관도 값을 수학식 1과 수학식 2 및 수학식 3에 따라 산출하게 된다. 두 신호의 상관 함수는 서로 다른 x(k)와 y(k)로써 두 개의 센서로부터 들어온 신호가 N 개의 디지털 신호로 이루어진 구간에서의 두 신호의 상관도는 수학식 1과 같이 산출할 수 있다. 상관도가 최대가 되는 n의 값은 두 신호의 위상 차이를 나타낸다. 입력 센서 신호가 x(k)와 y(k), z(k)와 같이 3 개이면 상관도는 x(k)와 y(k), x(k)와 z(k), y(k)와 z(k)의 3 개의 상관도를 산출하게 되며, 이 이상의 입력 신호의 경우에도 각각의 두 신호 사이의 상관도를 각각 산출하게 된다. 산출된 상관도 값과 그 때의 n의 값이 동작을 구분하기 위한 매개변수로 사용된다.
한편, 제어부(130)는 상관도 값에 따라 산출된 특징 정보를 프로그램부(140)의 동작별 특징 정보와 비교한다(S230).
즉, 제어부(130)는 전술한 과정을 거쳐 산출한 상관함수 값들에 근거해 산출한 특징 정보를 저장부(150)에 저장해 두고, 프로그램부(140)로부터 동작별로 인덱스 된 동작별 특징 정보를 읽어와 전술한 바와 같이 산출한 특징 정보와 비교하여 가장 근접한 동작을 찾아내고 일정한 오차 범위 이내인지를 판단한다. 이때, 프로그램부(140)에는 손 동작에 대응된 동작 인덱스와, 손 동작에 대응된 근전도(EMG) 신호가 저장되어 있으며, 제어부(130)는 프로그램부(140)에 저장되어 있는 동작 인덱스 정보에 근거해 특징 정보를 비교하게 된다.
이어, 제어부(130)는 비교 결과가 허용된 오차 범위 이내이면(S340-예), 동작별 특징 정보에 대응된 입력 정보를 확인한다(S240). 즉, 제어부(130)는 근전도(EMG) 신호에 근거하여 예컨대, 특징 정보가 'DOWN'에 해당되면 입력 정보가 'DOWN'이라는 데이터임을 확인한다.
이어, 제어부(130)는 확인한 입력 정보, 예컨대 'DOWN'이라는 데이터를 정보기기로 전송하거나, 내부에 저장하거나, 화면 상에 표시한다(S250). 즉, 제어부(130)는 입력정보로 'DOWN'을 정보기기에 전송하여 입력하거나, 저장부(150)에 저장하거나, 표시부(180)의 화면 상에 'DOWN'을 표시하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 정보기기의 소형화 및 착용 가능한 환경, 그리고 신체적인 장애가 있는 경우에 보다 효과적이며 편리한 정보 입력의 수단을 제공할 수 있다. 이를 위해 생체신호를 이용한 인간과 컴퓨터 사이의 인터페이스를 이용한다. 이 과정에서 손동작과 관련된 신호를 얻기 위해 생체신호로서 팔 근육의 EMG신호를 측정하고, 분리된 위치에서 2 채널로 측정하여 두 신호 사이의 중요한 Latency 추이 정보를 두 신호 사이의 크로스 코릴레이션을 통해 얻고, 이를 신경망에 적용함으로써 알고리즘의 인식성능을 향상시킬 수 있음을 실험을 통해 확인하였다. 대상자에 따라 종속적인 인식을 하기 때문에 변화가 크나 전반적으로 기존의 방법에 비하여 본 실시예에서 사용한 크로스 코릴레이션 파라미터를 적용한 결과가 인식률에서 5% ~ 10% 정도 향상됨을 알 수 있었다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 공간 또는 장소의 제한이나 신체적인 장애로 정보기기의 입력 도구를 사용할 수 없는 상황에서, 인체의 동작과 관련하여 사용자의 손 동작에 따른 팔 근육의 움직임에 따라 발생하는 전류의 변화를 그래프로 기록하는 근전도(EMG) 신호를 이용해, 사용자로부터 손 동작에 해당하는 데이터 정보를 입력받을 수 있도록 하는 근전도 신호를 이용한 정보 입력 장치 및 그 방법을 실현할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 인체의 동작과 관련하여 사용자의 손 동작에 따른 팔 움직임에 따라 발생하는 전류의 변화를 그래프로 기록하는 근전도(EMG) 신호를 이용해, 사용자로부터 정보를 입력받을 수 있도록 하는 근전도 신호를 이용한 정보 입력 장치 및 그 방법에 적용할 수 있다.
100 : 정보 입력 장치 110 : 근전도 신호 검출부
120 : 신호 변환부 130 : 제어부
140 : 프로그램부 150 : 저장부
160 : 입출력 인터페이스부 170 : 전송부
180 : 표시부

Claims (5)

  1. 사용자의 팔에 부착하기 위한 하나 이상의 EMG 센서를 구비하고, 하나 이상의 EMG 센서로부터 사용자의 손 동작에 따른 팔 움직임에 의해 발생하는 전류의 변화를 기록하기 위한 근전도(EMG) 신호를 검출하는 근전도 신호 검출부; 및
    상기 하나 이상의 근전도 신호들 간의 상관 관계에 따른 상관도 값에 따라 입력 정보를 판단하고, 판단한 입력 정보를 정보기기로 전송하거나, 내부에 저장하거나, 화면 상에 표시하도록 제어하는 제어부;
    를 포함하는 근전도 신호를 이용한 정보 입력 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 검출한 하나 이상의 근전도 신호를 증폭하고 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부;
    상기 디지털 신호들 간의 상관도 값에 대응된 동작별 인덱스 된 입력 정보를 저장하고, 상기 디지털 신호를 분석하여 얻은 상관도 값에 따라 해당 입력 정보를 알아내는 프로그램이 저장된 프로그램부;
    상기 판단한 입력 정보를 외부 정보기기로 전송하기 위한 전송부; 및
    상기 검출한 근전도 신호 또는 상기 판단한 입력 정보를 화면 상에 표시하기 위한 표시부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 근전도 신호를 이용한 정보 입력 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 근전도 신호들 간의 상관도 값을 다음 수학식에 따라 산출하는 것을 특징으로 하는 근전도 신호를 이용한 정보 입력 장치.
    Figure pat00007

    Figure pat00008

    Figure pat00009

    여기서, N은 해석 구간에서의 샘플수이며, m은 지연 샘플수를 나타낸다.
  4. 사용자의 팔에 부착된 하나 이상의 EMG 센서를 통해 근전도(EMG) 신호를 검출하고, 상기 근전도 신호의 분석 결과에 대응된 동작별 특징 정보를 저장하고 있는 정보 입력 장치의 근전도 신호를 이용한 정보 입력 방법으로서,
    (a) 상기 하나 이상의 EMG 센서로부터 하나 이상의 근전도 신호를 수신하는 단계;
    (b) 상기 하나 이상의 근전도 신호들 간의 상관 관계에 따른 상관도 값에 따라 특징 정보를 산출하는 단계;
    (c) 상기 산출된 특징 정보를 상기 저장된 동작별 특징 정보와 비교하는 단계;
    (d) 상기 비교 결과가 허용된 오차 범위 이내이면, 상기 동작별 특징 정보에 대응된 입력 정보를 확인하는 단계; 및
    (e) 상기 입력 정보를 정보기기로 전송하거나, 내부에 저장하거나, 화면 상에 표시하는 단계;
    를 포함하는 정보 입력 장치의 근전도 신호를 이용한 정보 입력 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 근전도 신호들 간의 상관도 값을 다음 수학식에 따라 산출하는 것을 특징으로 하는 정보 입력 장치의 근전도 신호를 이용한 정보 입력 방법.
    Figure pat00010

    Figure pat00011

    Figure pat00012

    여기서, N은 해석 구간에서의 샘플수이며, m은 지연 샘플수를 나타낸다.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016080669A1 (ko) * 2014-11-18 2016-05-26 조성용 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치
CN105943042A (zh) * 2016-06-07 2016-09-21 中国人民解放军国防科学技术大学 基于肌电信号的操作者手部行为感知系统
KR101717193B1 (ko) 2016-01-25 2017-03-17 한국기술교육대학교 산학협력단 Emg 기반의 가상 키보드 입력 디바이스
CN107198509A (zh) * 2016-08-26 2017-09-26 常州市钱璟康复股份有限公司 基于表面肌电的特征提取方法及系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030040316A (ko) * 2003-04-25 2003-05-22 이용희 생체신호를 이용한 정보입력장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016080669A1 (ko) * 2014-11-18 2016-05-26 조성용 생체 음원 인식 기능을 갖는 스마트 와치
KR101717193B1 (ko) 2016-01-25 2017-03-17 한국기술교육대학교 산학협력단 Emg 기반의 가상 키보드 입력 디바이스
CN105943042A (zh) * 2016-06-07 2016-09-21 中国人民解放军国防科学技术大学 基于肌电信号的操作者手部行为感知系统
CN107198509A (zh) * 2016-08-26 2017-09-26 常州市钱璟康复股份有限公司 基于表面肌电的特征提取方法及系统

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