실버용 제품 설계를 위한 손의 동작 범위 및 근력에 관한 연구

손병창(Son, Byung-Chang),김혜경(Kim, Hye-Kyung) 한국노년학회 2006 한국노년학 Vol.26 No.1

본 연구의 목적은 고령자의 기능에 적합한 제품을 설계하기 위하여 손의 동작 범위와 근력을 측정ㆍ평가 하는 것이다. 이를 위하여 20연령대에서 80연령대의 여성 227명을 대상으로 하여 손의 동작 4가지에 대하여 요골편향과 척골 편향의 범위를 측정하였다. 또한 물체를 잡을 때의 손의 모양을 3가지로 분류하여 요골 방향과 척골 방향으로 비트는 최대 근력을 조사하였으며, 상관관계 분석을 통하여 동작 범위와 근력에 영향을 미치는 요인들의 관계를 검토하였다. 동작 범위는 20연령대가 가장 크고 근력은 30연령대에서 가장 큰 것으로 조사되었으며 그 후 점차 감소하는 경향이 있었다. 특히 70연령대에서 감소폭이 컸다. 70연령대의 요골 편향의 범위는 20연령대에 비해 30.5%정도 낮았으며, 척골 편향은 그 기능이 상대적으로 오랫동안 유지되어 23.1%정도 낮은 것으로 나타났다. 물체를 잡고 비틀 때의 근력은 요골 방향으로 비틀 때가 척골 방향으로 비틀 때 보다 높게 나타났으며 연령, 잡는 손의 모양, 사용하는 손가락의 수에 따라 차이가 있는 것으로 조사되었다. The present study investigated the range of hand motions and maximum strength of Korean women in wrist operations. A total of 227 women in 20s to 80s participated in the study. The range of hand motions were two twisting directions (clockwise and counterclockwise) and the maximum strength was measured for the combinations of three grip diameters. The women in 30s showed significantly higher maximum torques; a rapid decline was observed in maximum torque for the women aged 70 years or older. In conclusion, the present study determined the maximum strengths in the radial and ulnar deviation are dependent on the types of gripping actions, and their range of actions. It is expected, as a result of this study, that these findings can be utilized as a standard for calculating strength appropriate to humans in the design of tools and products that require actions with radial and ulnar deviation. Specifically, range of hand motions in three types grasp that was not addressed in the previous studies may have significance as a new standard for the design of tools and products.

작목별 농작업 재해 유형 분석

손병창(Byung Chang Son) 대한인간공학회 2018 大韓人間工學會誌 Vol.37 No.4

Objective: The purpose of this study is to identify the types of farming accidents that occur differently depending on the crops. Background: Agriculture is difficult to standardize workplaces, and work is done in a wide variety of ways depending on the terrain and crops. Safety measures also need to be established by the line of sight to suit their characteristics, for this purpose. It is necessary to examine the nature of farm work accidents appears to crops. Method: In the study, 251 replying questionnaires were used. Through this, we identified the major types of accidents by seven kinds of crops. Results: Slip and trip accidents occur at the highest rate in all crops, and other accidents occur differently depending on the crop. Conclusion: This study is significant in that it describes the characteristics of the accidents that occur according to the crop. Application: The results of this study provide accident characteristics that occur differently according to the crops, which can be used as basic data for establishing agricultural safety measures.

농업현장에서의 인간공학 컨설팅 사례와 향후 과제

손병창(Byung Chang, Son) 대한인간공학회 2022 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.10

하지마비 장애인의 인체치수, 동작범위 및 근력 측정항목 개발

홍성태(Seong Tea Hong),손병창(Byung Chang Son),박영정(Yeongjeong Park),육주혜(Juhye Yook) 한국장애인재활협회 2021 재활복지 Vol.25 No.1

본 연구는 하지마비 장애인의 소도구 및 편이장비와 같은 보조공학기기의 설계를 위해 하지마비 장애인의 신체와 기능을 고려한 신체 치수와 기능을 측정하기 위한 항목을 개발하고자 한다. 이를 위해 한국인 인체측정과 장애인 인체측정 자료들을 분석하고 연구진과 자문단의 단계적 절차에 따라 4차에 걸친 협의가 실시되었다. 인체측정에는 총 4개 분류 항목에 78개의 세부 인체 항목을 도출하였으며, 분류별 항목은 기본 측정 항목 14개, 앉은자세 측정 항목 25개, 동작 범위 측정 항목 27개, 근력측정 항목 12개였다. 상지의 보다 세부적 측정을 위해 기본 측정항목 분류에 3항목, 앉은 자세 분류에 3항목, 동작 범위 분류에 7항목, 근력 분류에 12항목으로 총 25항목에 대해 새로운 기준점 및 측정방법, 측정도구와 주의사항을 추가적으로 개발하였다. 이와 같은 항목 개발은 하지마비 장애인의 신체 수치 및 기능의 규격화된 수치를 산출하고, 이를 통한 하지마비 장애인 맞춤형 소도구 및 편이장비의 개발로 장애인의 고용, 일상생활 개선 및 보조기기 개발 분야에 기초 정보로 활용 될 수 있다. The purpose of the study was to develop items for measuring body dimensions and functions in consideration of persons with paraplegia for designing assistive technology devices such as devices and convenience equipment. To do so, the anthropometric data for Koreans and persons with disabilities were analyzed, and four conferences were conducted in accordance with the step-by-step procedure of the researchers and advisors. For the anthropometric measurement, 78 detailed human body items were derived from a total of 4 categories, and the items for each classification were 14 basic measurement items, 25 sitting posture measurement items, 27 range of motion measurement items, and 12 muscle strength measurement items. For more detailed measurement of the upper limb, new reference points and measurement methods, measurement tools were included for a total of 25 items with 3 items for basic measurement category classification, 3 items for sitting posture classification, 7 items for motion range classification, and 12 items for muscle strength classification. The development of these items can be utilized for standardized values of the physical figures and functions of individuals with paraplegia, and customized props and convenience equipment for them. The measurements would be applied as basic information in the fields of employment, daily life improvement and assistive device development.

Effects of respiratory exercise with visual feedback on diaphragm movement and pulmonary function in stroke patients

Seong Tae Hong(홍성태),Byung Chang Son(손병창) 대한인간공학회 2020 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.10

딥러닝기반 작업자 자세 추론 및 근골격계 유해요인 평가 기술

권영진(Young-Jin Kwon),김도현(Do-Hyun Kim),손병창(Byung-Chang Son) 대한인간공학회 2020 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.10

작업자 근골격계부담작업 유해요인 분석 및 평가 SW

김형수(Heung-Soe Kim),고경학(Kyoung-Hak Ko),곽성복(Sung-Bok Kwak),손병창(Byung-Chang Son) 대한인간공학회 2021 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.11

Objective: 본 연구의 목적은 반복되는 작업을 반복하는 근로자의 근골격계 부담작업을 평가하는데 있어 실제 제조환경에서의 학습데이터를 이용하여 유해요인 평가기법인 OWAS, RULA, REBA와 딥러닝 기반 SW기술에 융합하여 상시적 자동화 분석 및 평가 시스템을 개발하는 것이다. Background: 4차 산업혁명과 노동시장 변화에 대비하여 유럽을 중심으로 작업자 보건안전 및 작업장 환경 개선을 통한 생산성 증대 및 노동의 질 향상을 위한 노동의 네트워크화, 디지털화, 유연화 요구사항이 높아지고 있다. 국내 중소 제조기업들은 자체 보건안전 인력 및 조직 부재, 비용 부담, 부착형 센서 착용으로 인한 작업용이성 저하 등으로 작업자 보건안전환경 구축이 미비하여, 중소 제조기업 환경에 적합한 작업자 보건안전 솔루션이 필요하다. 이에 전문적인 인간공학적 평가기법인 OWAS, RULA, REBA 등이 도입되고 있는 실정이며, 수동적인 현재의 평가도구를 자동화·상시적 솔루션 개발하기 위해서는 딥러닝 기반 기술의 적용이 필요하며, 현장에 적용되기 위해서는 다량의 학습데이터와 전문가의 판단이 적용된 딥러닝 기반 융합 데이터 기반의 SW 개발이 필요하다. Method: 본 연구에서 개발된 SW의 분석방법은 다음과 같다. (1)주요 골격에 대한 각도 정보가 추출된 단위 작업의 이미지와 정보를 불러온다. (2)프레임 이미지를 선택하면 작업자와 작도정보가 표출된다. (3)OWAS, RULA, REBA 탭을 선택하고 선택한 기법에 따라 작업 이미지의 각도를 판단하고 무게정보, 자세정보를 선택한다. (4) 분석하기 버튼을 클릭하여 실행한다. Results: 현재 평가기법에 따른 분석된 작업자세를 입력하여 분석하는 단계까지 개발이 되었으며, 기 구축된 딥러닝 데이터를 분석하기 위한 데이터의 입력을 진행하고 있다. 충분한 데이터가 구축되면 이를 활용하는 서비스에 적용할 계획이다. Conclusion: 본 연구를 통해 기존 근골격계부담작업 유해요인조사를 평가하는 전문가들이 이용할 수 있는 도구로써 근골격계부담작업 유해요인조사 분석을 보다 효율적, 효과적으로 수행할 수 있도록 제공할 계획이다. Application: 본 연구의 결과를 이용하여 자동화·상시적으로 근골격계부담작업 유해요인조사를 수행하는 평가도구로써 활용이 가능할 것으로 예상된다.

딥러닝기반 작업자 근골격계부담작업 유해요인 분석 기술

권영진(Young-Jin Kwon),김도현(Do-Hyun Kim),곽성복(Sungbok Kwak),손병창(Byung-Chang Son) 대한인간공학회 2021 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.11

Objective: 본 논문은 근골격계부담작업 유해요인을 딥러닝 기술을 이용해 추론한 3차원 자세 정보로 OWAS, RULA 그리고 REBA 평가기법을 이용해 유해요인을 분석하는 기술에 관한 내용이다. Background: 근골격계부담작업 유해요인 조사는 작업자의 안전사고 예방 및 기업의 생산성 향상을 위한 인간공학적인 관리 기술로써 분석 전문가가 작업자의 작업영상을 취득하고 샘플링하여 평가해왔다. 근래에 인공지능 기술의 급속한 성장으로 컴퓨터 영상처리 성능 또한 발전함에 따라 RGB이미지에서 3차원 자세를 추론해 근골격계부담작업을 자동화하려는 다양한 시도가 이뤄지고 있다. Method: 본 연구에서는 딥러닝 기술을 이용해 작업영상에서 3차원 자세를 추론해 3가지 평가기법으로 근골격계부담 작업 유해요인 자세를 분석하는 기술을 제시한다. 3차원 자세 추론 과정에서 일반적으로 널리 알려진 챌린지 데이터셋을 사용하지만 작업자가 노출된 작업장의 환경은 잘 제어된 스튜디오나 제어된 외부환경과 다르다. 제조시설의 규모나 생산 제품에 따라서 작업장의 환경은 큰 차이가 있으며, 작업자의 복장 또한 보호 장구에 따라 달라진다. 본 논문에서 제시하는 기술은 첫번째로 작업 환경이 다른 공정의 영상을 이용해 2차원 데이터셋을 구축하는 방법이다. 두번째로 구축한 데이터셋을 이용해 개선된 추론 모델로 근골격계부담작업 유해요인을 평가하는 기술을 소개한다. Results: 3가지 제조 시설에서 작업자의 근골격계부담작업 유해요인 분석을 위한 데이터 수집과 정제를 하였다. 다양한 보호장구를 착용한 영상으로 구축하였고, 자세 추론 모델에 3차원 데이터셋과 함께 학습에 사용했다. 추론된 자세로부터 정면, 측면 그리고 평면으로 투시하여 관절의 각도 정보를 추출하였다Conclusion: 본 논문에서는 추론된 자세정보를 근골격계부담작업 유해요인 분석 평가기법에 적용했으며, 전문가가 도출한 결과와 비교해 성능을 검증하였다. Application: 본 연구의 결과로 작업장 환경에 적합한 근골격계부담작업 유해요인 평가에 활용 가능하며, 자체 데이터셋 구축과정에서 개발된 도구를 이용해 다른 산업군(농업, 어업등)에 특화된 데이터셋을 구축하는데 활용 할 수 있다.

보조기기 안전·품질관리 방안 연구

김혜원(Hye-Won Kim),김동아(Dong-A Kim),서원산(Won-San Seo),김장환(Jang-Hwan Kim),고명한(Myeong Han Ko),손병창(Byung-Chang Son),이진복(JinBok Yi) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.12

본 연구는 사용자군이 사회적 약자임과 동시에 광범위한규모로 취급되고 있는 장애인보조기기의 바람직한 품질관리체계 모델을 제시하고자 진행되었다. 보조기기는 의료기기법과의 충돌 문제로 인해 독립적인 제품군으로 분류할 수 없고 법적 기반이 미비하여 독자적인 품질관리 체계를 가지지 못한다. 품목 별로 필요할 때마다 기존의 여타 품질관리 체계에 선별적으로 편입시켜 문제를 해결해왔다. 외국의 사례에서도 독자적인 품질관리 제도는 발견할 수 없었다. 이러한 문제를 합리적으로 극복하기 위해 보조기기를 기존의 품질관리 체계를 반영하는 방법으로 분류할 것을 제안하였다. 해당 분류마다 적절한 품질관리 방법들을 공식화하여 이해가 용이하고 예측가능한 행정이 되도록 고려하였다. 치밀한 품질관리를 위한 행정 과정도 제안하여 보조기기임에도 안전품질관리 체제에 누락되는 일이 없도록 하였다. 이 개선안 제안은 보조기기의 정체성 확립을 통해 보조기기 품질관리의 사각지대를 해결하여 장애인 등의 사용자에게 제품의 안전과 기본적인 기능을 제공하고 더 나아가 해당 산업을 활성화 시키는 단초가 될 수 있을 것이다. The research was conducted with the purpose of providing effective safety and quality control system for assistive products for handicapped those are used extensively. Assistive products couldn’t be classified independently due to collision with the act of medical device and lack in legal basis. The issues about safety and quality have been solved by other legal frames on a case by case basis. We couldn’t find any abroad case of independent safety and quality control policy. For the practical solution, this article suggested hybrid classification system mixed with existing policies. Each classified branches are allocated to the appropriate policy of safety and quality control so those are ease of understanding and prospect. And also a delicacy process was suggested not to leave off any assistive products. Through these suggests of the improvement it is expected that blind areas of safety and quality control for assistive products for handicapped could be solved and identity of assistive products could be established to provide product safety for handicapped and boost relevant industries.

장애유형별 휠체어 디자인을 위한 기초연구 : 지체 장애인과 뇌병변 장애인을 중심으로

손병창 대구대학교 특수교육재활과학연구소 2009 특수교육재활과학연구 Vol.48 No.4

휠체어를 사용하는 장애인들은 장시간 고정된 자세로 앉아서 생활하는 경우가 많기때문에 이들의 신체 기능 및 특징에 적합한 휠체어 설계는 사용 편의성의 향상은 물론 이차적 질환 예방을 위해서도 중요하다. 본 연구에서는 휠체어 를 사용하고 연령이 20세 이상인 지체 장애인과 뇌병변 장애인 101명을 대상으로 하여 휠체어 사용 현황 조사와 사용 중인 휠체어의 평가를 수행하였으며 장애유형별 신체특성 비교와 인체측정을 수행하였다. 지체 장애인과 뇌병변 장애인은 휠체어 사용 중에 나타나는 불편부위와 머리, 어깨, 체간, 골반, 무릎, 발 부위에서 나타나는 신체적 변형에 차이를 보였다. 신체 14곳의 인체치수 비교에서도 지체 장애인과 뇌병변 장애인은 많은 부분에서 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 분석되었다. 이는 지체 장애인을 위한 휠체어와 뇌병변 장애인을 위한 휠체어가 다르게 디자인되어야 한다는 것을 시사한다. 이로써 본 연구에서는 지체 장애인과 뇌병변 장애인을 위한 휠체어 설계지침을 제시하였다.