발달장애 아동을 위한 문자교육 시스템 개념 설계
Conceptual Design of a Character Education System for Children with Developmental Disability
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초록
본 연구에서는 소근육 발달이 지연되어 문자학습에 어려움을 겪는 발달장애 아동을 위한 문자교육 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 음각으로 문자를 표현하며 발달장애 아동은 문자를 손가락으로 따라 그리며 문자를 학습 할 수 있다. 음각 문자를 표현하기 위해 리니어 액추에이터를 배열구조로 구성되도록 설계하였으며, 액추에이터들의 독립 구동을 통하여 음각 형태의 문자를 표현한다. 문자를 효과적으로 표현하기 위해 정육각형의 셀이 벌집구조로 배열되도록 설계하였고 배열구조를 구성하는 각각의 리니어 액추에이터는 상·하 방향으로 힘을 생성하는 구동부와 음각·비음각 상태를 유지하기 위한 잠금부로 구성되도록 설계하였다. 설계된 리니어 액추에이터의 구동여부를 판단하기 위해 유한요소법 시뮬레이션을 수행하였고, 액추에이터가 음각·비음각 상태를 표현하기에 충분한 힘을 생성하는 것을 확인하였다.
Abstract
In this paper, we propose a new conceptual design of a character education system for children with developmental disability. The designed system represents characters in a form of intaglio so that the children with developmental disability can follow the intaglio printing with their finger pad during character education. To show engrave pattern on a display area of the character education system, we design a hexagon cells array which can be independently actuated along vertical direction. Each cell consists of an actuation part, a contact plate, a locking part, and a housing. Due to the actuation part, each cell can be moved up and down. The locking part is incorporated into the proposed system in order to minimize the power consumption. The contact plate is used for interaction with a human finger pad. In order to investigate the actuation force, we conducted the FEM (Finite Element Method) simulation. The simulation result shows that the actuation force large enough to lift or to fall the corresponding cell. The interference between an actuator and its neighbor is also simulated, and the result shows that interference is small enough to be ignored. If the character education system based on the proposed conceptual design is commercialized, it will be useful to children with developmental disability.
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