홀로렌즈를 활용한 혼합현실 교육 콘텐츠 제작 방법

송은지,Song, Eun-Jee 한국정보통신학회 2020 한국정보통신학회논문지 Vol.24 No.3

몰입감(Immersive), 상호작용(Interactive), 지능화(Intelligent)의 특징을 통해 높은 현실감을 제공하는 실감콘텐츠 제작 기술로서 가상현실(Virtual Reality), 증강현실(Augmented Reality), 혼합현실(Mixed Reality)이 있다. 이러한 실감콘텐츠는 재난훈련이나 우주여행 등과 같이 위험하고 고비용이거나 체험이 불가능한 상황을 구현하여 간접체험이 가능하여 안전성, 효율성 확보가 용이하다는 점에서 교육 분야의 혁신 기술로 등장하고 있다. 최근 우리나라 정부기관에서도 교육용 실감콘텐츠 제작을 위한 지원을 많이 하고 있어 에듀테크 산업체를 통해 다양한 교육용 실감콘텐츠가 개발되고 있다. 따라서 가상증강현실 교육 콘텐츠는 비교적 많이 개발되고 있으나 교육에 보다 효율적인 혼합현실 기반 교육콘텐츠는 매우 부족한 상황이다. 본 연구에서는 홀로렌즈를 활용한 혼합현실 교육콘텐츠 제작에 있어 기본적인 방법을 고찰하고 이를 기반으로 과학실험 콘텐츠 제작 방안을 제안한다. 홀로렌즈를 활용하면 일반 데스크 탑 PC가 필요 없고 실시간 정보 공유가 가능하여 교사가 학생을 실시간 관리 및 평가를 할 수 있으므로 교육에 매우 효과적이다. Realistic content such as virtual reality, augmented reality, and mixed reality is emerging as an innovative technology in the education field in that it allows people to safely and efficiently experience dangerous, expensive or impossible situations, such as disaster training or space travel. Recently, as government agencies have supported a lot for producing virtual augmented reality contents about education, various educational contents using virtual augmented reality technology have been developed through the Edutech industry. Many virtual augmented reality-based educational contents are being developed, but mixed reality-based educational contents are very limited which could be more effective for education. This study examines the basic method of producing mixed reality educational contents using Hololens and, on the basis of this, it proposes the method for producing scientific experiment contents. Hololens made it possible to share information in real time without a regular desktop PC, and it is effective for teachers to manage and evaluate students in real time.

스마트 진료시스템과 보안에 관한 연구

송은지,Song, Eun-Jee 한국융합보안학회 2012 융합보안 논문지 Vol.12 No.3

최근 데이터 통신기술의 급속한 발전은 초고속 전송 네트워크의 대중화를 가져왔으며 이는 통신 기술의 발달로 인해 기존에 오프라인에서 직접 행해지던 여러 가지 서비스를 원격지에서 온라인으로 수행 가능하도록 하는 기반이 되고 있다. 이러한 통신기술은 의료분야에도 적용 또는 응용되고 있는데 대표적으로 병원의 진료예약을 들 수 있다. 그러나 진료예약의 경우 대부분 환자 또는 환자의 보호자가 직접 해당병원에 방문하거나, 전화접수를 통해서만 이루어지고 있다. 또한 진료를 받고 줄을 서서 진료비용을 납부해야만 하며 병원의 진료비용을 납부한 환자가 다시 의사로부터 종이처방전을 발급받아 근처 약국에 가서 줄을 서서 처방약을 받아야한다. 본 논문에서는 최근 대중화되어 있는 스마트폰을 이용하여 환자가 진료접수 및 진료비용 수납 등의 진료절차를 진행할 때 별도의 시간소모 없이 신속하고 편리하게 진행할 수 있고 종이 없는 처방전을 받을 수 있는 스마트 진료 시스템을 제안한다. 또한 의료데이터가 인터넷을 통해 전송될 때 환자의 의료정보가 유출되지 않도록 하는 보안대책에 대해 논의한다. Due to the development of communications technology, it is now possible to be offered online from remote places. This kind of communications technology can be applied to the medical field. The medical treatment appointments in hospitals can be its typical example. But still, in most of hospitals, patient or guardian have to physically visit or call to the hospital to set up an appointment for the medical treatment. In addition, they have to wait in line in order to pay after receiving the medical treatment. The patient or guardian, after paying, receive a paper prescription and they go to a nearby pharmacy to take the medicines. They must wait in line again there in order to receive the medicine from the pharmacy. In this paper, we would like to suggest a smart medical treatment system in order to solve the problems discussed above. With this proposed system, the user will be able to make an appointment, make payments and receive medication quickly and easily without spending extra time. Also, there will be no need for paper prescriptions with this system. We discuss about the security of medical information for this proposed smart medical treatment system proposed.

저주파필터를 적용한 Wegmann방법의 오차평가에 관한 연구

송은지,Song Eun-Jee 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지 A Vol.12 No.2

수학적 모델을 컴퓨터 상에 실현시키는데 있어 보다 효율적인 알고리즘을 구현하고 개발하는 것이 수치해석 연구의 궁극적인 목표이다. 일반적으로 컴퓨터 상에서 구한 계산 결과, 즉 근사 값은 수학적으로 구한 값인 참값과 정확하게 같지 않다 따라서 근사 값이 얼마나 참값에 가까운가를 측정하는 오차평가는 알고리즘의 효율성을 평가하는데 있어 가장 중요한 과제라 할 수 있다. 대부분의 경우 오차평가에 있어 오차의 한계를 이용하지만 주어진 문제의 참값을 모르기 때문에 정확한 오차평가를 할 수 없다. 여기서는 수치등각사상을 구하기 위한 해법중 하나인 Wegmann 방법을 다루는데 저자는 수렴하는 문제의 범위를 넓히기 위해 저주파필터를 적용한 알고리즘을 제안한바 있다. 본 논문에서는 몇 가지 수학적 이론에 근거하여 저주파필터를 적용한 Wegmann해법에서 참값을 모르더라도 오차평가를 할 수 있는 방법을 제안하고 수치실험을 통해 그 유효성을 입증한다. The purpose of numerical analysis is to design an effective algorithm to realize some mathematical model on computer. In general the approximate value, which is obtained from computer operation, is not the same as the real value that is given by mathematical theory. Therefore the mr estimate measuring how approximate value is near to the real value, is the most significant task to evaluate the efficiency of algorithm. The limit of an error is used for mr estimation at the most case, but the exact mr evaluation could not be expected to get for there is no way to know the real value of the given problem. Wegmann's method has been researched, which is one of the solution to derive the numerical conformal mapping. We proposed an improved method for convergency by applying a low frequency filter to the Wegmann's method. In this paper we investigate error analysis based on some mathematical theory and propose an effective method which makes us able to estimate an error if the real value is not acquired. This kind of proposed method is also proved by numerical experiment.

저주파필터를 적용한 Wegmann 방법의 수렴성에 관한 연구

송은지,Song, Eun-Jee 한국정보처리학회 2004 정보처리학회논문지 A Vol.11 No.2

저자는 등각사상을 구하기 위한 기존의 여러 Theodorsen 방정식의 해법 중 가장 유효한 해법으로 알려져 있는 Wegmann의 방법을 다룬바 있다. Wegmann의 방법으로 수치실험을 한 결과 난이도가 높다고 예상되는 문제에 있어 수렴했다가 발산을 하는 불안정현상이 나타났으며 수렵하지 않는 불안정현상의 원인을 분석하여 저주파필터를 적용한 새로운 반복법을 제안하였다. 원래의 Wegmann 반복법으로는 발산하는 모튼 문제에 있어서 새로 제안한 방법에 의해서 수렴하는 수치실험 결과를 얻었는데 본 논문에서는 저주파필터를 적용한 Wegmann해법에 의해 실험적으로 수렴한 결과를 Fourier 분석기법에 의해 이론적으로 증명한다. Wegmann's method has been known as the most efficient one for the Theodorsen equation that is needed to solve conformal mapping. It was researched in the earlier studies (1). However divergence was revealed in some difficult problems by numerical experiment using Wegmann's method. We analyzed the cause of divergence and proposed an improved method by applying a low frequency pass filter to Wegmann's method. Numerical experiments using the improved method showed convergence for all divergent problems using the Wegmann's method. In this paper, we prove theroretically the cause of convergence in the Numerical experiment using the improved method by applying a low frequency pass filter to Wegmann's method. We make use of Fourier transforms in this theoretical proof of convergence.

수치등각사상의 자동화 알고리즘에 관한 연구

송은지,Song, Eun-Jee 한국정보처리학회 2007 정보처리학회논문지 A Vol.14 No.1

단위원의 내부로부터 Jordan 영역으로의 등각사상을 구하는 것은 일반적으로 비선형방정식인 Theodorsen 방정식을 푸는 것으로 귀결된다. 저자는 이 비선형 방정식의 수치적 해법 중 가장 효율적인 방법으로 알려진 Wegmann의 해법에 저주파 필터를 적용하여 개선하고 새로운 산법의 수렴성을 이론적으로 증명한 바 있다[1, 2]. 또한 이 해법에 있어 참값을 모르더라도 오차평가가 가능한 방법을 제안하였다[3]. 본 논문에서는 참값을 모르더라도 오차평가가 가능한 연구결과를 이용하여 주어진 문제영역과 허용오차에 따라 자동으로 수치등각사상이 결정되는 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘에서는 지금까지 경험에 의존했었던 표본수와 저주파 필터 파라메터가 주어진 문제영역에 따라 자동으로 결정된다. 이것은 문제의 난이도가 문제영역의 변형에 의존한다는 전제로 문제영역의 모양을 결정하는 함수를 Fourier 급수로 전개, 분석하여 얻을 수 있다. 수치실험을 통해 그 유효성을 입증한다. The determination of the conformal maps from the unit disk onto a Jordan region has been completed by solving the Theodorsen equation which is an nonlinear equation for the boundary correspondence function. Wegmann's method has been well known for the efficient mothed among the many suggestions for the Theodorsen equation. We proposed an improved method for convergence by applying a low-frequency pass filter to the Wegmann's method and theoretically proved convergence of improved iteration[1, 2]. And we proposed an effective method which makes it possible to estimate an error even if the real value is nut acquired[3]. In this paper, we propose an automatic algorithm for numerical conformal mapping bared on this error analysis in our early study. By this algorithm numerical conformal mapping is determined automatically according to the given domain of problem and the required accuracy. The discrete numbers and parameters of the low-frequency filter were acquired only by experience. This algorithm, however, is able to determine the discrete numbers and parameters of the low-frequency filter automatically in accordance with the given region This results from analyzing the function, which may decide the shape of the given domain under the assumption that the degree of the problem depends of the transformation of a given domain, as seen in the Fourier Transform. This proposed algorithm is also ploved by numerical experience.

몰입형 가상현실 콘텐츠를 위한 가상현실 글러브 개선 알고리즘 개발

송은지,Song, Eun-Jee 한국정보통신학회 2021 한국해양정보통신학회논문지 Vol.25 No.6

가상현실 콘텐츠 개발은 현실 세계처럼 체험하는 것이 목적이다. 몰입감과 상호 작용은 콘텐츠를 실제처럼 경험하기 위해 매우 중요한 요소이다. 사용자와 상호 작용하여 실제처럼 체험할 수 있으려면 인간의 오감을 느낄 수 있도록 하는 입·출력 장치가 필요하다. 다양한 입·출력 디바이스 중에 가상현실에서는 시각과 청각을 자극하는 장치가 가장 대표적이다. 최근에 보다 실제와 같은 체험을 위해 촉각을 자극하는 슈트와 장갑이 출시되고 있지만, 기술적 한계로 실제 콘텐츠에 적용되는 사례는 많지 않다. 본 논문에서는 가상 세계에서 손의 움직임과 터치를 감지 할 수 있는 가상현실 장갑을 분석한다. 분석을 바탕으로 기존 가상현실 장갑에 사용 된 피드백 방식의 진동을 이용하여 UI/ UX를 개선하고 촉각으로 VR(Virtual Reality) 객체와의 충돌의 강도를 감지할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 또한 알고리즘을 통해 구현 된 시스템을 실제 사례에 적용하고 검증한다. In order to be able to interact with the user to experience it as if it were real in virtual reality contents, input/output devices that make them feel the five senses of humans are required . In virtual reality (VR), devices that stimulate sight and hearing are the most representative. For a more realistic experience, suits and gloves that stimulate the sense of touch have recently been released, but there are not many cases applied to actual contents due to the limitation of device . In this paper, we analyze a virtual reality glove that can detect hand movement and touch in a virtual world. Based on the analysis, we propose an algorithm that can sense the intensity of collision with a VR object by tactile sense by improving the UI/UX using the vibration of the feedback method used in the existing virtual reality glove. In addition, the system implemented by the algorithm is applied to an actual case.

저주파 필터를 이용한 Wegmann 방법의 개량에 관한 연구

송은지,Song, Eun-Jee 한국정보처리학회 2001 정보처리학회논문지 A Vol.8 No.4

Conformal mapping is useful to solve problems in heat conduction, electrostatic potential and fluid flow involving Laplace's equation in two independent variables. Determinations of conformal maps from the unit disk onto a Jordan region eventually requires solving the Theodorsen equation which is in general nonlinear with respect to the boundary correspondence function. H bner's method which has been well known for the efficient method among the many suggestions for the Theodorsen equation, was improved in early study[1, 2]. In this paper Wegmann's method is treated that is more efficient in computation cost rather than H bner's. But we found that a question which is divergent in some difficult problems by numerical experiment of Wegmann's iteration. We analyze theoretically the cause of divergence and propose an improved method by applying a low frequency filter to the Wegmann's method. Numerical experiments by our improved method show convergence for all divergent problems by Wegmann's method. 2차원 Laplace방정식이 나타나는 열전도, 정전(靜電)potential, 유체(流體)의 문제 등에 등각사상이 유용하게 쓰이고 있다. 단위원 내부로부터 Jordan 영역 내부에로의 수치등각사상을 구하는 것은 비선형 적분방정식인 Theodorsen방정식을 푸는 것으로 귀착된다. 저자는 Theodorsen방정식을 구하는 해법 중 유효한 해법의 하나로 알려진 H bner의 방법을 소개하고 개선한 바 있다[1, 2]. 여기서는 계산량에 있어서 H bner보다 유리한 Wegmann의 방법을 다룬다. Wgmann방법에 의해 계산기상에 실현한 결과 난이도가 높은 문제에서는 수렴했다가 발산하는 문제점이 지적되었다. 본 논문에서는 Wegmann의 문제점을 이론적으로 분석하여 저주파필터에 의하여 개선한 방법을 제안하고 개선한 방법에 의한 수치 실험결과를 보고한다.

폴리싱 공정의 자동화를 위한 실리콘웨이퍼의 형상 추정 및 분류에 관한 연구

송은지,Song Eun-Jee 한국디지털콘텐츠학회 2002 한국디지털콘텐츠학회논문지 Vol.3 No.1

반도체와 관련한 실리콘웨이퍼의 평탄도는 양질의 웨이퍼를 보증하는 가장 중요한 요소이다. 따라서 평탄도(flatness)를 측정하고 제어하는 Polishing이라는 공정은 웨이퍼 생산의 여러 라인중 특별히 중요시 되는 과정이며 현재 이 공정에서는 담당 엔지니어가 웨이퍼의 모형을 모니터에서 육안으로 관찰하여 판단하고 평탄도를 높이기 위한 제어를 하고 있다. 그러나 사람에 의한 것이므로 많은 경험이 필요하고 일일이 체크해야하는 번거로움이 있다. 본 연구는 이러한 비효율적인 작업의 효율화를 위해 이루어 졌으며 Polishing 공정에 있어 평탄도를 사람이 아닌 시스템에 의해 자동으로 측정하여 제어하는 알고리즘을 제안한다. 여기서 제안한 시스템은 보간 다항식을 이용하여 웨이퍼 전역의 두께를 추정하고 Polishing공정에서 평탄도를 높이기 위해 제어 가능한 모형별로 분류할 수 있도록 하였다.

가상현실 산업 분석 및 활성화 방안에 관한 연구

송은지,Song, Eun-Jee 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.22 No.4

최근 4차 산업혁명 시대를 맞아 주목받고 있는 가상현실 기술이 사회 전반적으로 확산 및 보급됨에 따라 가상현실 산업에 대한 기대치는 점차 높아지고 있다. 이에 구글이나 페이스북 등 세계적인 대기업뿐만 아니라 국내에서도 삼성이나 LG 등 대기업들이 가상현실을 미래성장 동력으로 인식하여, R&D 및 초기 생태계 선점에 주력하고 있다. 그러나 국내에선 아직 글로벌 시장과 경쟁하기에는 환경이 제대로 갖추어져 있지 않고, 가상현실에 관련한 스타트업이나 중소기업이 생겨나고 있지만 성공한 기업의 사례가 많지 않은 것이 현실이다. 본 연구에서는 현재 국내외 가상현실 시장과 산업을 분석하고 활성화 방안을 제시한다. 거시적 관점으로는 PEST 분석과 미시적 관점으로는 SWOT(Strength, Weaknes, Opportunitiess, Threats)분석, 소비자 분석, 경쟁구조 분석 등을 실시하여 문제점을 도출하여 가상현실 산업이 발전하기 위한 방안을 제안한다. 가상현실 생태계가 아직 형성되어 있지 않고 킬러콘텐츠와 국산 디바이스의 부재, 사업성의 불확실성이 문제점으로 도출되어 인력양성 프로그램 마련, 디바이스 구입 및 사용문제 개선 그리고 관련 사업에 관한 정부의 투자 확대 등을 해결방안으로 제시한다. As the virtual reality technology, which has been attracting attention recently in the era of the fourth industrial revolution, is spreading and spreading throughout the society, expectation about virtual reality is gradually increasing. The major big companies such as Samsung and LG in Korea are concentrating on R &D and early ecosystem composition of virtual reality field as well as large global corporations such as Google and Facebook. But in Korea, the environment is not well equipped to compete with the global market and although there are many SMEs and start-up companies related to virtual reality, there are few successful companies. In this study, we analyze the domestic and foreign virtual reality market and industry and present ways of activation on virtual reality industry. We analysis by PEST analysis, SWAT and competitive structure analysis.Based on the analyzed results, ways to revitalize the virtual reality industry are suggested in this paper.

몰입형 가상현실 콘텐츠를 위한 가상현실 글러브 개선 알고리즘 개발

송은지,Song, Eun-Jee 한국정보통신학회 2021 한국정보통신학회논문지 Vol.25 No.6

가상현실 콘텐츠 개발은 현실 세계처럼 체험하는 것이 목적이다. 몰입감과 상호 작용은 콘텐츠를 실제처럼 경험하기 위해 매우 중요한 요소이다. 사용자와 상호 작용하여 실제처럼 체험할 수 있으려면 인간의 오감을 느낄 수 있도록 하는 입·출력 장치가 필요하다. 다양한 입·출력 디바이스 중에 가상현실에서는 시각과 청각을 자극하는 장치가 가장 대표적이다. 최근에 보다 실제와 같은 체험을 위해 촉각을 자극하는 슈트와 장갑이 출시되고 있지만, 기술적 한계로 실제 콘텐츠에 적용되는 사례는 많지 않다. 본 논문에서는 가상 세계에서 손의 움직임과 터치를 감지 할 수 있는 가상현실 장갑을 분석한다. 분석을 바탕으로 기존 가상현실 장갑에 사용 된 피드백 방식의 진동을 이용하여 UI/ UX를 개선하고 촉각으로 VR(Virtual Reality) 객체와의 충돌의 강도를 감지할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 또한 알고리즘을 통해 구현 된 시스템을 실제 사례에 적용하고 검증한다. In order to be able to interact with the user to experience it as if it were real in virtual reality contents, input/output devices that make them feel the five senses of humans are required . In virtual reality (VR), devices that stimulate sight and hearing are the most representative. For a more realistic experience, suits and gloves that stimulate the sense of touch have recently been released, but there are not many cases applied to actual contents due to the limitation of device . In this paper, we analyze a virtual reality glove that can detect hand movement and touch in a virtual world. Based on the analysis, we propose an algorithm that can sense the intensity of collision with a VR object by tactile sense by improving the UI/UX using the vibration of the feedback method used in the existing virtual reality glove. In addition, the system implemented by the algorithm is applied to an actual case.