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본 연구보고서는 2014년 12월 23일부터 2016년 12월 22일까지 2년간 민군협력연구사업인 "조종사 웨어러블 컴퓨터 및 생체신호 모니터링 시스템 개발"의 시험개발단계 연구를 (주)모비프렌, KAIST, (주)해온테크놀로지, 그리고 위탁연구기관인 공군사관학교가 컨소시엄으로 수행한 결과이다. 본 과제의 목표는 조종사의 비행임무를 지원하고 생리적 변화를 모니터링하여 비행 중 위급신호 탐지 및 경고를 생성할 수 있는 조종사용 웨어러블 컴퓨터, 조종사 상황인지 및 생체신호 모니터링 플랫폼, 그리고 조종사 임무 지원 응용프로그램을 연구 개발하는 것이었다. 조종사의 비행환경과 웨어러블 컴퓨터 선호 및 활용성을 선행 연구하여 현재 공군에서 운용 중인 전투기 비행환경에서도 웨어러블 컴퓨터와 같은 비행임무지원시스템의 필요성을 확인하였으나, 비행 중 조종사의 조작을 필요로 하는 시스템은 희망하지 않는 것으로 분석되었다. 웨어러블 컴퓨터 하드웨어는 안드로이드 운영체제 기반의 다중 처리 능력을 가진 컴퓨터 시제품으로 제작하였으며, 각 종 생체신호를 인터페이스 할 뿐 아니라 웨어러블 인터랙션 장치의 연동으로 조종사와 컴퓨터 간 정보를 주고받는 역할을 구현하여 비행 환경에서 활용 가능성을 확인하였다. 조종사 상황인지 플랫폼과 생체신호 모니터링 플랫폼은 다중의 생체신호 및 역학신호가 끊임없이 중앙처리장치에서 자원경쟁을 치룰 때 동시 작동하는 응용프로그램의 점유율을 20% 이상 낮춘 고효율의 프로세싱 능력을 가지도록 구현되었다. 비행 전 조종사의 임무적합 판정을 위한 알고리즘이 생체신호인 심박변이도와 감각운동인지검사 기반으로 개발되어 프로그래밍 되었으며 판정결과는 조종사 대상으로 70%수준의 신뢰도를 얻었다. 비행 중 위급상황인 G-LOC은 종아리 근육에서 EMG 신호를 모니터링 하여 예후를 탐지할 수 있는 알고리즘을 개발하여 G-LOC 탐지 및 경고 프로그램을 구현하였다. 결론적으로 본 과제는 시험개발단계 연구결과로 조종사용 웨어러블 컴퓨터 하드웨어 및 다중 센서 정보를 동시에 처리할 수 있는 고효율 플랫폼의 개발과 생체신호 모니터링을 통한 조종사 임무적합 판정 프로그램 및 비행 중 위급신호인 G-LOC의 탐지와 경고 프로그램 구현을 보고한다.
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