저비용 6축 IMU센서를 이용한 양치구역 추정을 위한 기계학습 모델 개발

Q: 이 논문에서 정의한 양치구역이란 무엇인가?

양치구역은 구강 내 치아를 칫솔모의 위치에 따라 13개의 세부 영역으로 나눈 것이다. 이는 앞니, 어금니, 좌우, 바깥면, 안쪽면, 위쪽, 아래쪽, 씹는면 등의 조합으로 구성되며, 칫솔의 정확한 위치 추정을 위한 분류 기준으로 활용된다.

Q: 저비용 6축 IMU 센서로 양치구역을 어떻게 추정하는가?

연구 결과, 저비용 6축 IMU 센서에서 얻은 가속도 및 각속도 데이터를 활용하여 양치구역을 추정한다. 각속도 데이터는 쿼터니언 변환을 통해 칫솔모의 3차원 회전 자세를 파악하고, 가속도 데이터는 칫솔의 움직임 패턴과 중력 가속도 방향을 분석하여 13개 양치구역을 약 89%의 정확도로 분류한다.

권민욱; 임대연; 김도윤; 류승재; 조은아; 김영욱; 김진현

doi:10.5370/KIEE.2024.73.2.358

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자료유형: 학술저널

저자정보: 권민욱 (Gyeongsang National University) 임대연 (Gyeongsang National University) 김도윤 (Gyeongsang National University) 류승재 (PAIST (ProxiHealthcare Advanced Institute for Science and Technology)) 조은아 (PAIST (ProxiHealthcare Advanced Institute for Science and Technology)) 김영욱 (PAIST (ProxiHealthcare Advanced Institute for Science and Technology)) 김진현 (Gyeongsang National University)

저널정보: 대한전기학회 전기학회논문지 전기학회논문지 제73권 제2호

발행연도: 2024.2

수록면: 358 - 367 (10page)

DOI: 10.5370/KIEE.2024.73.2.358

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The recent epidemic of respiratory diseases has underscored the importance of personal oral health care. Oral diseases, primarily caused by viral infections, can be reduced by regularly eliminating oral microorganisms. Effective tooth brushing is fundamental to oral health, but changing established brushing habits can be challenging. Adherence to recommended brushing techniques is challenging across all age groups, including children, older people, and adults. This study uses data from a low-cost, 6-axis IMU sensor and a machine learning-based classification algorithm for 13 brushing positions. We evaluate eight machine learning models using the sensor’s acceleration and angular velocity data and assess their performance using various metrics. Our results show that these models can classify brush positions with approximately 89% accuracy. This method enables monitoring of brushing areas and analysis of brushing patterns to improve brushing quality and adherence to recommended techniques. Consequently, by improving brushing quality, it is possible to maintain primary personal oral care and prevent various diseases.

#Machine learning #6-axis IMU sensor #Classification #Data analysis #Quaternion

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