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유전 알고리즘을 이용한 휴머노이드 로봇의 관절 제어기에 관한 연구 (A Study on the Joint Controller for a Humanoid Robot based on Genetic Algorithm)

  • 공정식;김진걸
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.640-647
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    • 2007
  • 본 논문은 유전알고리즘을 기초로 한 휴머노이드 로봇의 관절 제어에 관한 논문이다. 휴머노이드 로봇은 지면에 고정된 시스템이 아니기 때문에 기본적으로 불안정성을 내포하고 있다. 게다가 각 관절의 비선형성은 로봇의 안정성에 악영향을 미친다. 이에 만약 둘 중 하나라도 안정하지 못하면 로봇은 보행 중에 넘어지게 될 것이므로, 휴머노이드 로봇의 안정성을 확보하기 위해서는 이 두 가지가 모두 고려되어야 할 것이다. 이에 본 논문에서는 보행 안정성을 확보하기 위해 이 두 가지 문제 중에 로봇의 비선형성을 제거하면서 로봇이 주어진 궤적을 잘 추종하여 제어할 수 있는 제어기를 제안하였다. 이 제어기는 퍼지-슬라이딩 모드 제어기를 기본으로 하고 있으면서 모션 제어기가 첨가되어 있다. 그리고 이때 이러한 제어 이득값을 유전알고리즘을 통해 추종함으로써 보다 정밀한 제어가 가능하도록 하여 휴머노이드 로봇이 보다 안정적으로 보행할 수 있도록 하였다. 이 모든 과정은 시뮬레이션과 실험을 통해 검증하였다.

소형 위그선의 탄소/에폭시 복합재 주익의 구조 설계 및 해석에 관한 연구 (Structural Design and Analysis for Carbon/Epoxy Composite Wing of A Small Scale WIG Vehicle)

  • 박현범;강국진;공창덕
    • Composites Research
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    • 제19권5호
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    • pp.12-19
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    • 2006
  • 본 논문에서 한국해양연구원에서 개발 중인 20인승급 소형 위그선의 주익 구조 설계 및 해석에 관한 연구를 수행하였다. 경량화를 위해 탄소/에폭시 복합재료를 적용하였으며, 구조 형태는 스킨 스파 폼 샌드위치 구조를 사용하였다. 개념 설계에는 복합재 설계 개념을 반영하였고, 상세 설계 및 경량화 구조 설계에는 상용 유한 요소 코드인 NASTRAN을 이용하여 구조 설계를 수행하였다. 여러 단계의 구조 설계 변경을 통해 최종 구조 설계 결과는 설계 요구 조건을 만족하는 결과임을 확인하였다. 또한 주익을 동체에 고정하기 위해 8개의 고강도 볼트를 이용한 삽입 볼트형 구조가 용이한 장탈과 20넌 이상의 피로 수명의 고려를 통해 채택되었다.

7조식 직립마늘파종기 배종율 개선 설계 및 제작 (Design by improvement of main parts of garlic planter)

  • 이충호;하종우;장지운;이인범;김현경
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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    • pp.86-86
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    • 2017
  • 마늘파종기는 파종기구동부와 파종후 파종홀의 복토역할을 하는 파종기롤러, 지면과의 마찰을 통해 바퀴의 회전토크가 발생하며 발생된 토크는 파종기 내부 동력으로 전달되어 전체 파종시스템(배종, 호퍼캠, 파종부)을 동작 시키는 기능을 수행하는 파종바퀴, 마늘종구를 한알씩 집어올려 중간이송컵으로 이송하는 자세교정컵이 포함된 배종부와 자세교정컵에서 낙하된 마늘종구를 땅속으로 파종하는 파종장치로 구성된다. 배종율 95%, 2립 배종률 5% 성능을 확보할 수 있는 기술이 개발될 경우 세계적으로도 독보적인 기술 우위를 확보할 수 있다. 이와 같은 기본적인 기능을 구현할 수 있는 컨셉모델에 대한 설계를 수행하여 시제품개발 전 기구해석과 구조해석 등을 위한 기본설계를 수행하였다. 배종율 95% 이상을 확보하기 위해서는 기존의 현장경험의 의한 설계 방식으로는 한계가 있기 때문에 시뮬레이션 및 분석 개발이 필요한데, 프레임은 고정밀 마늘종구 배종부 장착을 위한 기본 구조물로써 작동시 동력을 얻기 위한 바퀴와 연계가 되도록 설계되었으며, 호퍼는 배종 수행을 위해 마늘을 저장해 두는 통으로써 배종부와 연결된다. 배종부의 배종판이 회전함에 따라서 배종판의 홈이 호퍼 내로 들어갔다 나오면서 마늘을 집게되며, 동력 전달부는 배종판을 회전시켜주고, 회전 속도 조절을 가능하게 한다. 파종부는 배종부에서 중간컵을 통해 하나씩 공급해준 마늘을 땅에 심는 부분으로서. 프레임의 바퀴 회전과 연동되어 회전하고 설계하였다. 배종판에서 중간컵으로 이송된 마늘을 파종부의 파종컵에 받아 회전하면서 땅속에 파종컵이 묻히면 파종컵이 열리면서 땅속에 마늘을 심는 원리이다. 조간조정은 7조식의 경우 초기설치시 고정되도록 설계되었으며 농촌진흥청 기계화 표준재배안에 따라 의성마늘 기준 $14{\times}14cm$(조간${\times}$주간)를 기준으로 개발하였다. 조간조정은 기계가 설치되면 조정하기 어려우므로 14cm로 설계하였으며, 주간조정은 원형배종장치의 구동기어부의 속도비로 간격을 조정할 수 있도록 기어장치를 설계하였다. 주간조정은 13에서 18cm의 범위에서 작동하도록 설계되었으며, 필요에 따라 간격조절이 가능함. 마늘은 그 크기가 다르고, 형상도 다르기 때문에 종자에 따른 개별적인 파종기술들이 개발되어야하기 때문에 개발 기간이 오래 걸리고, 수익에 비하여 개발비가 과다하게 요구되는 실정인데 축적된 시뮬레이션 툴을 이용한 파종기 분석 기술을 확보할 경우 다른 파종기의 연구 개발에도 크게 도움이 될 것으로 기대되며, 생육측정 실험과 동역학 해석 툴 RecurDyn을 통해 파종기의 기구학적 분석을 통한 설계반영 인자를 도출할 계획이다.

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Wide Bandgap 박막 태양전지 제작을 위한 P-type a-$SiO_x$:H layer 최적화에 관한 연구

  • 윤기찬;김영국;박승만;박진주;이선화;안시현;이준신
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.153-153
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    • 2010
  • p-i-n 형 비정질 실리콘 박막 태양전지에서 p층은 창물질(window material)로서 전기 전도도가 크고, 빛 흡수가 적어야한다. p층의 두께가 얇으면 p층 전체가 depletion layer가 되고 충분한 diffusion potential을 얻을 수 없어 open-circuit voltage ($V_{oc}$)가 작아진다. 반대로 p층 두께가 두꺼워지면 빛 흡수가 증가하고, 표면 재결합이 문제가 되어 변환효율이 감소한다. 밴드갭이 큰 물질로 창층을 제작하게 되면 보다 짧은 파장의 입사광이 직접 i층을 비추므로 Short-circuit current ($I_{sc}$) 와 fill factor를 증가시킬 수 있다. 하여 본 연구에서는 기존의 창층으로 사용되는 Boron을 doping한 p-type a-Si:H 대신에 $N_2O$를 첨가한 p-type a-$SiO_x$:H의 $N_2O$ flow rate에 따른 밴드갭의 변화에 관한 연구를 수행하였다. p-type a-$SiO_x$:H Layer는 $SiH_4$, $H_2$, $N_2O$, $B_2H_6$ 가스를 혼합하여 증착하게 되는데 $SiH_4$, 가스와 $H_2$ 가스의 혼합비는 1:20, $B_2H_6$ 농도는 0.5%로 고정 하였으며 $N_2O$의 flow rate을 가변하며 증착하였다. $N_2O$의 가변조건은 5에서 50sccm으로 가변하여 증착하며 일반적으로 사용되는 RF-PECVD (13.56MHz)를 이용하였고 증착 온도는 175도, 전극간의 거리는 40mm, 파워와 압력은 30W, 700mTorr로 고정하여 진행하였다. 전기적 특성을 알아보기 위해 eagle 2000 Glass를 사용하였고 구조적 특성은 p-type wafer를 사용하여 각각 대략 200nm의 두께로 증착하였다. 증착 두께는 Ellipsometry를 이용하였으며 전기 전도도는 Agilent사의 4156c를 구조적특성은 FT-IR을 사용하여 측정하였다. Conductivity(${\sigma}_d$)는 $N_2O$가 증가함에 따라 $8.73\;{\times}\;10^{-6}$에서 $5.06\;{\times}\;10^{-7}$으로 감소하였고 optical bandgap ($E_{opt}$)은 1.71eV에서 2.0eV로 증가함을 알 수 있었다. 또한 reflective index(n)의 경우는 4.32에서 3.52로 감소함을 나타내었다. 기존의 p-type a-Si:H에 비해 상당한 $E_{opt}$을 가지므로 빛 흡수에 의한 손실을 줄임으로서 $V_oc$를 향상 시킬 수 있으며 동시에 짧은 파장에서의 입사광이 직접 i층을 비추므로 $I_{sc}$와 FF를 향상 시킬 수 있으리라 예상된다. 다소 낮은 전도도만 개선한다면 고효율의 박막 태양전지를 제작 할 수 있을 것으로 기대된다.

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한국 아쟁(牙箏)과 중국 알쟁(軋箏)의 악기학적 고찰 (Consideration of Korean Ajaeng and Chinese Yazheng Based on Organology)

  • 이유정
    • 한국엔터테인먼트산업학회논문지
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    • 제14권7호
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    • pp.217-226
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    • 2020
  • 아쟁(牙箏)은 현재까지 원형적인 형태를 간직하고 있는 동아시아의 지터류 찰현악기로 전통음악분야에서 뿐만 아니라 오늘날 창작 국악에서도 중요한 악기로 자리매김하고 있다. 기존 선행연구들을 살펴보면, 음악사적 연구의 자료가 충분치 않아 악기학적 연구가 활발히 이루어지지 않고 있었다. 본 연구는 아쟁의 악기학적 고찰을 위해 역사적으로 유래가 같은 중국 알쟁(軋箏)의 문헌기록과 음악도상(圖像)자료 등을 통해 지터류 찰현악기의 기원, 악기의 형태, 연주자세를 살펴보았다. 분석결과 중국 알쟁과 한국 아쟁은 중국의 고대 전통악기인 축(筑)의 한 형태가 기원이 된 것을 알 수 있었다. 동류 지터류 찰현악기이지만 중국의 알쟁은 연주되는 목적과 장소에 따라 악기 형태가 달랐고, 연주자세도 서서 어깨에 고정시키거나 악기를 지면에 수평으로 고정시켜 연주하는 방법이 있었다. 한국의 아쟁은 고려 때 중국에서 전해진 악기의 형태와 바닥에 앉아서 받침대 위에 악기를 놓고 연주하는 방식이 지금까지도 큰 변화 없이 전승되어 왔다. 이번 연구를 통해 악기에 대한 이해도를 높이고 음악사적 의의를 찾아봄으로써 전통음악과 국악기에 대한 보존과 발전을 위해 작게나마 도움이 되길 바라며, 한국과 중국 전통악기 연구자들의 학문적 교류와 공동연구를 통해 악기학에 대한 다각도적 연구가 이루어지기를 기대한다.

무인항공기 종류 및 센서에 따른 공간정보 구축의 활용성 평가 (Evaluation of Geospatial Information Construction Characteristics and Usability According to Type and Sensor of Unmanned Aerial Vehicle)

  • 장시훈;윤희천
    • 한국측량학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.555-562
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    • 2021
  • 최근 공간정보 구축 분야에서 무인항공기는 신속한 데이터 취득과 활용이 가능하여 활용이 증대되고 있으며, 고정익, 회전익, 수직이착륙형 등 다양한 형태의 무인항공기가 출시되고 있다. 본 연구에서는 고정익, 회전익, 수직이착륙형 무인항공기를 이용하여 사진측량을 수행하였으며, 2가지 종류의 무인항공 LiDAR (Light Detection And Ranging) 센서를 이용하여 공간정보를 구축하였다. 또한, 무인항공 사진측량 및 LiDAR를 통해 구축된 공간정보의 활용성을 제시하기 위해 정확도를 평가하였다. 정확도 평가 결과 무인항공 사진측량을 통해 구축된 정사영상은 수평방향 2cm 이내의 정확도를 나타내었다. 구축된 정사영상의 GSD (Ground Sample Distance)가 2cm 정도임을 볼 때 무인항공 사진측량 성과물의 수평방향 정확도는 GSD 이내로 판단된다. 무인항공 LiDAR를 통해 구축된 공간정보는 높이방향으로 평균 6cm 이내의 정확도를 나타내었으며 식생 지역에서 지면에 대한 데이터 취득이 가능하였다. LiDAR 데이터를 활용한 DEM (Digital Elevation Model)은 건설시공, 도시계획, 재난 예방, 지형분석 등 다양한 활용이 가능할 것이다.

조경수목(造景樹木)의 소음감쇠효과(騷音減衰効果)에 관(關)한 연구(硏究) - 사철나무와 측백나무 수벽(樹壁)의 비교분석(比較分析) - (Noise Attenuation by Landscape Woody Plants - Comparisons as a Hedge Species Between Japanese Spindle Tree & Oriental Arbor-vitae -)

  • 김용식;장호경;김예현
    • 한국산림과학회지
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    • 제78권1호
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    • pp.30-34
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    • 1989
  • 본(本) 연구(硏究)는 현재 가로변의 수벽조성용(樹壁造成用)으로 널리 사용(使用)되고 있는 사철나무와 측백나무의 소음(騷音) 감쇠정도(減衰程度)를 파악하기 위하여 실시(實施)하였다. 소음감쇠(騷音減衰)에 대(對)한 야외실험(野外實驗)의 경우, 수벽을 대상으로 하여 음원(音源)을 각각 100cm, 200cm 및 400cm의 거리를 두었으며, 수음점(受音點)은 각각 0cm 및 100cm의 두 종류로 하였다. 한편 음향실험실내(音響實驗室內)에서의 실험(實驗)은 사철나무와 측백나무의 단목(單木)을 대상(對象)으로 하였으며, 음향실험실(音響實驗室)의 공간적(空間的)인 규모(規模)의 제한(制限)으로 인하여 음원(音源)은 0cm로 고정(固定)시켰으며, 수음점(受音點)은 대상수목(對象樹木)으로 부터 각각 45, 90 및 180cm의 3가지로 구분(區分)하여 실시(實施)하였다. 각각의 실험(實驗)에 사용(使用)된 음원(音源)은 실내(室內) 실외(室外) 실험(實驗) 모두 1,000, 2,000 및 3,150 Hz였다. 수목(樹木)의 소음감쇠율(騷音減衰率)은 실내(室內) 및 실외(室外) 모두 고주파(高周波) 영역(領域)에서 거리가 멀어짐에 따라 소음(騷音)이 감소(減少)되었으며, 저주파(低周波) 영역(領域)의 경우는 감쇠(減衰)의 비율(比率)이 일정(一定)치 않았는데, 이것은 지면반사파(地面反射波)의 영향(影響)으로 사료(思料)되었다. 일반적(一般的)으로 소음(騷音)의 감쇠정도(減衰程度)는 상록활엽수종(常綠濶葉樹種)인 사철나무 보다는 상록침엽수종(常綠針葉樹種)인 측백나무의 경우가 더 효과적(効果的)인 것으로 사료(思料)되었다.

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한글 글자 유형이 시각 폭과 읽기 능력에 미치는 영향 (Effect of syllable complexity on the visual span of Korean Hangul reading and its relation to reading abilities)

  • 최영은;김태훈
    • 인지과학
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    • 제27권2호
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    • pp.325-353
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    • 2016
  • 읽기의 초기 단계에서 처리되는 글자의 정보량을 지칭하는 시각 폭은 개별 글자의 획수가 증가하거나 폰트의 종류, 고정된 지면에서 차지하는 잉크의 면적, 글자 간의 간격과 같은 복잡성 요인들에 의해 영향을 받는다. 한글은 자음과 모음들이 조합되는 독특한 알파벳-음절 표기법을 사용하는 글자 체계를 가지고 있어 영어나 중국어를 중심으로 한 결과들에 비해, 자모구성의 글자 유형에 따라서도 복잡성이 달라질 수 있다는 특수성이 있다. 본 연구에서는 세 글자 쌍 패러다임을 이용하여 글자의 유형에 따라 한글 읽기 시각 폭의 크기가 영향을 받는지 살펴보았다. 그리고 여러 글자 유형의 시각 폭 중 읽기 능력의 개인차를 예측하는 글자 유형을 확인해보고자 시각 폭과 읽기 폭, 읽기 유창성, 읽기 이해와의 상관도 살펴보았다. 실험결과, 글자 유형이 복잡해질수록 글자 재인 정확률이 감소하고 시각 폭이 줄어드는 경향이 관찰되었으나 자음+모음+자음의 형태가 자음+모음 형태보다 글자 재인율이 높고 시각 폭도 큰 것으로 나타나 자모조합의 복잡성에 따른 영향이 선형적이지 않고 다른 요인이 개입할 가능성이 관찰되었다. 자음만 제시한 조건과 CV조건의 글자 재인율은 읽기 이해와 정적 상관을 보여 향후 읽기 능력과 관련한 시각 폭 측정 시 사용할 수 있는 글자 유형으로 나타났다.

디지털 시대 '포토랭귀지'의 의미: 김용호 광고 사진을 중심으로 (The Significance of 'Photolanguage' in the Digital Era: Focused on Advertising Photographs by Yong-ho KIM)

  • 김지영
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.64-73
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    • 2015
  • 김용호의 필모그래피는 한 줄로 요약하기 힘들다. 지난 20여 년간 광고 지면과 미술관, 광고 사진과 순수 사진을 오가며 경계나 영역을 한정짓지 않고 왕성한 활동을 해왔다. 김용호가 직접 언급한 포토랭귀지는 사진을 찍기 전 스스로 가상의 이야기를 먼저 지어내고 내용을 사진으로 시각화하는 것이다. 일반적으로 광고 사진은 제품을 팔기 위한 목적이라 일회성으로 그치는 경우가 많고, 대부분 화려한 조명과 배경 아래 제품을 촬영한다. 그러나 김용호는 이러한 광고 사진의 고정관념을 벗어나 매우 독특한 작품을 발표해 인정 받았다. 작가가 작업한 광고 사진은 단순히 제품의 세부정보나 기능을 보여주는 것이 아니라, 제품에 관한 독창적인 스토리를 만들어 소비자들이 누리고 얻을 수 있는 가치와 문화를 전달한다. 여러 편의 작품 중 현대카드 광고 <우아한 인생, 2012>은 다양한 매체를 통해 작품이 소개된 후, 이례적으로 사설 갤러리의 초청을 받아 전시되고 판매까지 되었다. 사진이 판매되었다는 것은 소장가치가 높다는 의미이고, 전시되었다는 것은 예술작품으로 인정받았다는 의미이다. 본 논문은 한국을 대표하는 광고 사진가 김용호의 작품을 중심으로 포토랭귀지에 관한 내용이다. 이를 위해 본론에서 다룬 연구문제는 디지털 시대의 사진과 언어, 스토리텔링 광고 전략, 김용호 작품 분석이다.

제주도 풍력발전단지 설계를 위한 조도계수 산정에 대한 연구 (The Study on Assessment of Roughness Coefficient for Designing Wind Farm in Jeju Island)

  • 고정우;권혁춘;이병걸
    • 대한공간정보학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.15-22
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    • 2012
  • 지면위의 풍속의 변화를 높이별 풍속변화(wind shear)아고 한다. 풍력자원 평가 분야에서 전통적으로 이런 높이별 풍속 변화특성을 수학적으로 두 가지 방법으로 분석한다. 이를 대수법칙(Lograthmic law)과 멱법칙(Power law)이라 한다. 대수법칙은 표면 거칠기를 파라미터로 멱법칙의 경우 멱지수를 파라미터로 사용한다. 높이별 풍속변화는 여러 가지 인자에 의하여 영항을 받는다. 대부분은 대기의 안정도와 주변의 지형에 의한 거칠기에 현저한 영향을 받는다. 대기안정도는 계절적, 하루의 시간 변화나 기상학적 변화에 의한 영항을 받는다. 표면의 거칠기와 멱지수 역시 시간의 변화에 따라 변화하는 경향을 보인다. 본 연구에서는 제주 평대와 한동 지역의 풍황 관측데이터를 이용하여 메트랩과 windograper를 이용하여 조도 길이와 멱지수를 계산 하였다. 이 결과는 참조데이터들과 유사한 결과를 보이긴 했지만 범위는 차이를 보이고 있었다. 선행 연구와 비교한 결과 해양의 경우 비슷한 결과를 보였지만 농작지의 경우 보다 높은 범위를 농촌마을이 경우 보다 낮은 범위를 보이고 있었다.