"2조-슬립스택"의 두 판 사이의 차이

2026년 6월 18일 (목) 07:30 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 수면 단게 기반 자세 교정 및 회전 충격 완화 기능을 갖춘 자동 체위 교정용 침대 시스템

영문 : Development of an Automatic Posture Correction Bed System with Sleep Stage-Linked Posture Detection and Rotation Impact Mitigation

과제 팀명

슬립스택

지도교수

박찬희 교수님

개발기간

2026년 3월 ~ 2026년 6월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 기계정보공학과 20214300** 최*교(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 20234300** 김*수

서울시립대학교 기계정보공학과 20204300** 성*현

서울시립대학교 기계정보공학과 20214300** 안*욱

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

수면 중 옆으로 눕거나 엎드린 자세가 장시간 유지되면 혈류 정체, 근골격계 통증, 경추 부담, 호흡 악화 등이 발생할 수 있으며, 특히 자가 체위변경이 어려운 고령자·부동·욕창 위험군에서는 조직 손상으로 직결된다. 그러나 기존의 자동 체위 변환 침대는 정해진 시간마다 일괄적으로 자세를 바꾸거나(타이머 방식) 사용자가 직접 조작해야 하여, 수면을 방해하고 사용자마다 다른 위험 자세를 반영하지 못하는 한계가 있다. 본 프로젝트는 이를 해결하기 위해, 사용자의 질환 프로파일에 따라 교정 자세를 개인화하여 판정하고 깊은 수면 중에만 작동하는 자동 체위 교정용 침대 시스템을 설계·제작·검증하는 것을 목표로 한다.

시스템은 비접촉 방식의 NIR 카메라와 mmWave 레이더를 기반으로 한다. NIR 카메라 영상은 ResNet-18 계층 분류를 거쳐 바로·엎드림·좌측위·우측위의 4가지 자세로 식별되고, mmWave 레이더는 사용자의 호흡·심박을 분석해 수면 깊이를 추정한다. 자세 전환 판단 모듈은 식별된 자세와 사용자 질환 프로파일을 대조하여 교정 필요 여부를 결정한다. 엎드림은 모든 사용자에게, 그 외 자세는 해당 자세가 위험한 질환군에 한해, 그리고 한쪽 측위가 2시간 이상 지속되면 정상자세로 복귀하도록 판정한다. 사용자가 깊은 수면에 진입했을 때에만 교정을 실행하여 수면 분절을 방지한다. 교정은 롤러바와 턴시트가 사용자를 안전 자세로 천천히 이동시켜 이루어지며, 이때 센터바가 상승해 완충면을 형성하는 독자적 기구로 전환 시 충격을 완화한다. 모든 동작은 음성 긴급정지와 하드웨어 E-stop으로 즉시 중단할 수 있도록 설계한다.
최종적으로 본 시스템은 자세 인식 정확도 85% 이상, 체위 전환 성공률 90% 이상, 전환 후 수면 비분절률 70% 이상, 센터바에 의한 착지 충격 완화 30% 이상, 안전 정지 응답 2초 이내라는 정량 KPI를 만족하는 것을 목표로 한다. 이를 통해 질환 인지 개인화, 수면 단계 연동 자동 작동, 충격 완화 기구를 하나로 결합한, 기존 상용 제품에 없는 자동 체위 교정 침대의 레퍼런스를 제시하는 것이 본 개발 과제의 핵심이다.

개발 과제의 배경

내용

개발 과제의 목표 및 내용

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

내용

특허 출원 내용

내용

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 ===개발 과제의 개요===
 ====개발 과제 요약====
-내용
+수면 중 옆으로 눕거나 엎드린 자세가 장시간 유지되면 혈류 정체, 근골격계 통증, 경추 부담, 호흡 악화 등이 발생할 수 있으며, 특히 자가 체위변경이 어려운 고령자·부동·욕창 위험군에서는 조직 손상으로 직결된다. 그러나 기존의 자동 체위 변환 침대는 정해진 시간마다 일괄적으로 자세를 바꾸거나(타이머 방식) 사용자가 직접 조작해야 하여, 수면을 방해하고 사용자마다 다른 위험 자세를 반영하지 못하는 한계가 있다. 본 프로젝트는 이를 해결하기 위해, 사용자의 질환 프로파일에 따라 교정 자세를 개인화하여 판정하고 깊은 수면 중에만 작동하는 자동 체위 교정용 침대 시스템을 설계·제작·검증하는 것을 목표로 한다.
+  시스템은 비접촉 방식의 NIR 카메라와 mmWave 레이더를 기반으로 한다. NIR 카메라 영상은 ResNet-18 계층 분류를 거쳐 바로·엎드림·좌측위·우측위의 4가지 자세로 식별되고, mmWave 레이더는 사용자의 호흡·심박을 분석해 수면 깊이를 추정한다. 자세 전환 판단 모듈은 식별된 자세와 사용자 질환 프로파일을 대조하여 교정 필요 여부를 결정한다. 엎드림은 모든 사용자에게, 그 외 자세는 해당 자세가 위험한 질환군에 한해, 그리고 한쪽 측위가 2시간 이상 지속되면 정상자세로 복귀하도록 판정한다. 사용자가 깊은 수면에 진입했을 때에만 교정을 실행하여 수면 분절을 방지한다. 교정은 롤러바와 턴시트가 사용자를 안전 자세로 천천히 이동시켜 이루어지며, 이때 센터바가 상승해 완충면을 형성하는 독자적 기구로 전환 시 충격을 완화한다. 모든 동작은 음성 긴급정지와 하드웨어 E-stop으로 즉시 중단할 수 있도록 설계한다.
+  최종적으로 본 시스템은 자세 인식 정확도 85% 이상, 체위 전환 성공률 90% 이상, 전환 후 수면 비분절률 70% 이상, 센터바에 의한 착지 충격 완화 30% 이상, 안전 정지 응답 2초 이내라는 정량 KPI를 만족하는 것을 목표로 한다. 이를 통해 질환 인지 개인화, 수면 단계 연동 자동 작동, 충격 완화 기구를 하나로 결합한, 기존 상용 제품에 없는 자동 체위 교정 침대의 레퍼런스를 제시하는 것이 본 개발 과제의 핵심이다.
 ====개발 과제의 배경====
 내용