이종철 교수(전자융합공학과) 연구팀, 자기-주도 대조 학습 알고리즘이 적용된 

웨어러블 손목밴드를 이용한 다이내믹 air-writing 인식을 위한 신속한 응용 방법 개발

- 2023 JCR Q1, IF=31.6 Nano-Micro-Letters 저널(출판사: Springer)에 논문 게재(vol. 17 article no 41, 2024.10.16) -

본교 이종철 교수(전자융합공학과) 연구팀은 중국 진안 샹동대학(Shangdong)의 리양 교수팀, 베이징공과대학 (BIT)의 쉰 구오젠 교수팀, 본교 김남영 교수팀과의 국제 공동 연구를 통해 ‘자기-주도 대조 학습 알고리즘 (Self-Supervised Contrastive Learning)이 적용된 웨어러블 손목밴드를 이용한 다이내믹 air-writing 인식을 위한 신속한 응용 방법’을 개발했다.

본 연구에서는 하이드로겔 (Hydrogel) 압력 센서를 장착한 웨어러블 손목밴드에 Self-Supervised Contrastive AI 알고리즘을 적용하여 실시간으로 Air-Writing 작업을 인식하고, 그 유용성을 숫자와 문자 인식 및 키보드 없이 수자 및 문자 입력이 높은 수준의 신뢰도로 가능함을 증명했다. 이러한 웨어러블 손목 밴드는 사용자들의 일상 생활과 연결되어 중단없이 제스쳐를 통해 디지털 기기와 직관적인 커뮤니케이션 수단을 제공할 수 있다는 점에서 그 파급 효과가 크다고 할 수 있다.

본 연구는 2023년 교내학술연구비 및 4단계 BK21 사업 지원으로 이루어졌으며, “A Rapid Adaptation Approach for Dynamic Air-Writing Recognition Using Wearable Wristbands with Self-Supervised Contrastive Learning” 이라는 제목으로 Nano-Micro-Letters 논문지 (Q1, IF=31.6, JIF=98.2)에 게재되었다.

저널 링크는 다음과 같다. https://doi.org/10.1007/s40820-024-01545-8

a. Air-Writing 인식을 위해 무선 Wi-Fi 모듈과 결합된 4개의 하이드로겔 압력센서 (D1-D4)가 포함된 웨어러블 손목 밴드

b. (i) AgNWs/PVA 전극 및 마이크로콘 구조의 photocurable ionic 하이드로젤로 구성된 iontronic device (ii) 손목밴드 시스템의 간단한 블록다이어그램 및 customized 사용자 인터페이스

c. TS-VFC 학습을 통한 air-writing에 대한 실시간 예측 및 디스플레이. 방향, 숫자, 글자에 대한 신속한 적용 과정: TS-VFC 학습을 통해 LTS를 형성하고 무작위 손목 움직임을 통해 사전 학습 진행하고, 다양한 작업에 신속하게 적용하기 위한 few-shot labeled data로 Fine-tuning 과정을 거침.