[Bio-technology] 생체신호를 본격적으로 활용해 보자!! (과거회상편)

안녕하세요.
세강의 @joonghoonlee 입니다.

다들 동일 주제로 이야기를 할 때 사진타이틀이 있는 것 같더라구요
그래서 하나 준비해 봤답니다 ^^;;초보다 보니 이것저것 모르는것도 많고
알아도 절반만 알아서 잔소리도 많이 듣는 편입니다;;

아무튼

이전 포스팅에서 근전도 신호를 이용한 원격제어를 간단하게 보여드렸습니다.
오늘은 잠시 과거의 저를 만나 생체신호와의 인연에 대해 이야기 해보려 합니다.

과거의 저는 120kg을 상외하는 몸을 가지고 있었습니다....
아 너무 과거로 왔네요.
지금은 사진보시면 아시겠지만 군대에서 쏙 빼서 나왔습니다.
규칙적인 생활의 승리 인 것 같네요.

크흠흠...

대학시절 로봇시스템공학을 전공하며, 많은 대회에 참가 했습니다.
여기서 핵심은 참여정신...으로 하죠.
아무튼 조금 더 전공의 깊이를 더하기 위해 분야를 정했습니다.
해양로봇분야로 말입니다.
여기서 좀 더 교육용해양로봇 분야!
그 중에서도 저는 하늘을 택했습니다.
‘공중로봇’

다양한 실험과 당연히 경험하게 되는 교수님과의 술래잡기
하지만 어느 집단이든 뜨거운 감자가 되는 기피대상은 생기게 마련입니다.
저의 경우 교수님께서 그 역할을 줄곧 담당하셨지만,
위치상 어쩔 수 없으셨을 겁니다.
그래도 교수님의 열정적 지도와 지적에 힘입어(?)
거듭 한계에 도전할 수 있었습니다.
그 첫 시작의 결과물인 지그비(zigbee) 통신을 하는
원격 공중로봇이였습니다.

이 녀석을 시작으로 조금씩 외부행사 및 시연을 다니며 문제점을 보완하고 수정하는
작업을 1년간 하며, 학부를 졸업 석사로 입학하게 됩니다.

아시겠지만.
우리나라 교육은 좀 이상합니다.
고등학교 공부가 인생의 전부인 것처럼 미친 듯이 공부하기 때문입니다.
물론 저도 그 미친녀석들 중 한명이였지만
워낙 낭만을 사랑하는 지라...
대학에 와서 공부의 이유를 깨달았습니다.
그런 이유로 석사과정에 들어서며 좀더 심도 깊은 연구를 해야겠다 판단했고
교수님과의 상담을 통해 사람의 신체를 활용해 보는건 어떨까?
하는 결론에
도달했습니다.

얼마나 재미난 소재입니까
사람의 몸이 리모컨이 된다니!!!
내가 정해놓은 방식으로 움직이면 로봇이 따라 움직인다니!!

그래서 석사 2년간 해부학 서적과 운동학, 의용공학을 공부하며,
애증의 공중로봇과의 도킹을 시도하게 됩니다.
그 결과 이런 움직임이 가능해 졌습니다.

이 당시에 생체신호를 검출하기 위해 사용된 보드가 제가 보여드린 그 보드의
초기 버전입니다. 그래서 노이즈도 심하고, 문제가 이만저만이 아니였죠
하지만
불굴의 한국 청년파워를 장착하고
생각한 끝에 하드웨어가 사용불능상태가 아니라면 프로그램으로 해결이 가능하겠다
는 결론이였습니다.
왜냐하면 당시 생체 계측기들이 워낙 고가의 장비라 새로 구매하는건
무리였기 때문에 어떻게든 주어진 환경으로 문제를 해결해야 했으니까요.
그래서

전체 시스템 구성을 먼저 해보았습니다. 물론 여러차례 해본결과 제일 나았던 구성도입니다.
EMG신호 를 측정하기 위한 생체신호 측정 모듈과 전원을 공급하기 위한 베터리 및 양전원 회로
그리고 신호변화 및 디저털 필터링과 분류 역할의 DSP 무선 전송을 위한 Bluetooth모듈 마지막으로
PC를 통한 모니터링 시스템까지!!

TMS320F2808 AD변환과정에 관한 실험

PCA알고리즘 구현

알고리즘 구현에 관한 결과 실험 데이터

그런 노력끝에 아래와 같은 움직임이 가능해 졌습니다.

이 당시에는 컴퓨터와의 연결은 유선으로 이루어졌었습니다.

하지만 지금은 저의 첫글에서 보시는 것처럼 주변이 깔끔하지 않습니까?
맞습니다.
이젠
무선으로 데이터를 PC로 보내고 타겟 디바이스로는 보내고~ 합니다 ^^

두번째 게시글을 과거회상으로 마무리 지어 보았습니다.
다음엔 좀 생소한 신기함을 보여드리는게 좋을지
아니면 아두이노를 활용해서 실제로 여러분들도 생체신호를 검출할수 있는 방법을
알려드리는게 유익할지 고심고심해서 글을 올리도록 하겠습니다.

포스팅도 마무리했겠다 저는 선물받은 PATRON한병 마시고 자야겠습니다.

언제나 처럼
이 글을 읽는 모든 분들의 하루에 낭만이 묻어나길 바래봅니다.