인체 하지 근골격 시스템의 수학적 모델에 대해 최적제어 기법을 이용하여 최대 높이뛰기 운동을 재현하였다. 근육의 비선형 동적특성에 의해 순동역학 접근방법을 사용하였으며 최적제어는 최적화 프로그램인 마이크로 유전알고리즘과 VF02 비선형 최적화 프로그램을 적용하였다. 최대 높이뛰기 운동을 위한 근골격 모델에서 유전알고리즘만으로는 최적해를 얻을 수가 없었다. 유전알고리즘의 해를 비선형 최적화 프로그램의 초기 예측값으로 하여 도약시간에 따른 최적의 운동 신경자극도를 결정하였다. 이러한 접근방법은 초기의 인위적 예측값 없이 최대높이뛰기 운동에 대한 전역해를 제공하였다.
본 논문에서는 복부 CT 의료영상에서 근감소증 진단을 위한 지표로 활용하는 요추 3번 슬라이스를 분류하기 위해서 CNN 기반의 EfficientNetV2를 사용하여 자동분류모델을 개발하였다. 이를 위해 먼저 전체 복부 CT 의료영상에서 Thoracic, L1, L2, L3, L4, L5, Sacral 7개의 슬라이스를 검출하도록 하였다. 자동분류모델의 정확성을 측정하기 위해서 Test 데이터셋을 사용하여 Confusion Matrix 결과를 통해 개발된 모델의 성능을 검증한 결과를 보였다. 본 연구결과는 복부 CT 영상에서 기존 L3 레벨의 특정 단면에서 근육량을 측정하는 것에서 다양한 부위에서 측정할 수 있는 장점을 갖게 된다. 그리고 의료영상기반의 근감소증 진단 연구에 도움을 줄 것으로 기대하고 있다.
A driver model with nervous neuromuscular system was developed to steer a vehicle along the prescribed path during handling simulations. A 3-dimensional vehicle model with 10 DOF and 3 DOF steering handle are used to perform a computer simulation. PID and fuzzy controller are used to perform single and double lane change, and their tracking abilities were compared. The effects of time delay and preview distance are also investigated, and it is demonstrated that the driver model developed can be an aid far objective evaluation of vehicle handling simulation.
This paper describes a human driver model developed based on finite preview optimal control method. The human driver steering model is constructed to minimize a performance index which is a quadratic form of lateral position error, yaw angle error and steering input. Simulation studies are conducted using a vehicle simulation software, Carsim. The Carsim vehicle model is validated using vehicle test data. In order to validate the human driving steering model, the human driver steering model is compared to the driving data on a virtual test track(VTT) and the actual vehicle test data. It is shown that human driver steering behaviors can be well represented by the human driver steering model presented in this paper
인체의 신경조직에서 정보를 전달하기 위해서 발생하는 Signal인 spontaneous firing의 origin을 조사하기 위해서 Hodgkin-Huxley의 수학적 모델을 기초로 하여 Simulation을 하였다. 그 모델의 Parameter인 Stimulus current를 zero로 함으로써 생리학적으로는 stimulus없이 어떤 특정한 근육근 등에서 발생되는 spontaneous firing의 경우가 되었고 또한 physical meaning들을 포함하고 있는 parameter들의 상호 독립적 상태를 초래하여 그 firing의 origin을 연구할수 있게 되었다. 이 simulation을 통하여 얻어진 수확들은 origin에 대한 조사 연구뿐만 아니라 많은 새로운 사실의 발견에도 존재한다. 그 예로서는 이 simulation이 stimulus 없이 spontaneous firing을 얻은 최초가 되며 이 분야에 명성있는 학자들이 simulation을 통해서는 매우 제한된 수의 firing만을 얻을수 있다고 단언했으나 그 반증이 여기에서 입증되었고 leakage conductance의 중요성을 예측하게 한다. 특히 leakage potential이 firing의 수를 조정할수 있다는 것은 특이한 발견이다.
최근 스마트폰과 컴퓨터 등의 비중이 커지면서 거북목 증후군의 관심사가 커졌다. 거북목 증후군은 잘못된 자세로 인해 어깨의 근육과 인대가 늘어나 통증이 생기는 증상을 의미한다. 이러한 잘못된 자세에는 대표적으로 일자목과 역c자목이 있으며 일자목은 7개의 목뼈로 이루어진 경추라인이 c자 라인에서 일직선으로 뼈의 형태가 바뀌어 디스크가 일어나 통증을 유발하는 증상이고 역c자목은 정상의 목뼈 구조를 잃어버린 형태로 곧 디스크를 보이며 고개를 드는 것이 힘드며 구부정한 자세를 취하게 되는 증상이다. 본 연구에서는 컨볼루션 신경망 (CNN) 학습 모델을 구현하여 주어진 자세가 올바른 자세인지 일자목인지 c자목인지를 진단할 수 있는 분류기를 구현하였다. 또한, 최근 코로나 사태로 인해 마스크 장착이 일상화되고 있는데, 추가 데이터를 보강하여, 마스크 착용상태에서도 적용가능한 모델로 확장하였다.
본 연구의 목적은 겐타마이신 함유 스폰지인 겐타콜과 콜라템프를 랫드 근육내 이식 후 생체적합성을 비교하는 것이다. SD 랫드 66 마리를 네 그룹으로 나누었다; (1) 대퇴사두근에 무처치한 군 (대조군, 6 마리), (2) 대퇴사두근에 겐타마이신 액을 주사한 군 (겐타마이신 군, 6 마리), (3) 대퇴사두근에 콜라템프를 이식한 군 (콜라템프 군, 27마리), (4) 대퇴사두근에 겐타콜을 이식한 군 (겐타콜 군, 27 마리). 겐타콜과 콜라템프 이식 한근육 내 겐타마이신 농도는 시간이 지남에 따라 점차 감소하였다. 혈액 내에 겐타마이신 농도는 측정되지 않았다. 조직학적으로 겐타마이신액을 주사 후 근육 내에 다형핵백혈구, 림프구, 대식세포를 포함하는 염증세포가 중등도에서 심하게 침윤되었고, 경도에서 중등도의 근육내 부종이 관찰되었다. 그러나, 이러한 국소 자극의 조직학적 변화는 콜라템프와 겐타콜 군에서는 현저히 감소하였다. 이상의 결과, 겐타콜은 콜라템프와 비교하였을 때에 전신적인 영향을 미치지 않으며 국소자극의 정도가 유사하였고, 생체이용성이 유사하여 좋은 생체적합성을 가지는 것으로 생각된다.
This study validated the musculoskeletal model of the human lower extremity by comparative study between calculated muscle parameters through simulation using modified hill-type model and measured them through isokinetic exercise. And the relationship between muscle forces and moments participated in motion was quantified from the results of simulation. For simulation of isokinetic motion, a three-dimensional anatomical knee model was constructed using trials of gait analysis and the EMG-force model was used to determine muscle activation level exciting muscles. The modified Hill-type model was used to calculate individual muscle forces and moments in dynmaic analysis and the results were validated by comparing them of experiments on BIODEX. The results showed that there was a high correlation between calculated torques from simulation and measured them from experiments for isokinetic motion(R=0.97). Therefore we concluded that the simulation by using musculoskeletal model was so useful means to predict and convalesce musculoskeletal-related diseases, and analyze unrealizable experiment such as clash condition.
본 연구에서는 인간중이의 소리전달특성 계산을 위한 유한요소모델을 개발하였다. 이소골의 형상을 얻기 위하여 한국인 사체에서 추출한 측두골을 마이크로 CT 촬영하여 3 차원 입체모델로 변환하였다. 유한요소모델은 이소골, 고막, 인대와 근육 등을 포함하여 구성하였다. 유한요소모델을 이용하여 고막에서 등골족판까지의 응답함수를 계산한 후 측정값을 갖는 선행연구와 비교하였고 그 결과 10 kHz 주파수 대역까지 소리전달특성을 잘 표현하고 있음을 보였다. 또한 유한요소 모델을 구성하는 주요 물성인자의 변화에 대한 소리전달특성의 변화를 살피고 침등골관절의 강성값이 중이의 소리전달특성에 큰 영향을 미침을 보였다.
본 논문에서는 원격 제어 시스템에 있어 조작자와 기계사이의 시각적 또는 근육지각운동의 연결에 있어서 조작자의 안정된 작업환경을 확보하기 위해 가상 모델을 이용하고, 또한 가변 시간 지연의 추정 및 예측 기법을 적용함으로써 원격조작의 실현성을 향상시키기 위한 방법을 제시하고 있다. 원격제어시스템에서의 실현성 향상을 위해 가상 모델을 설계하고, 가상의 모델이 원격의 로봇과 시간적으로 동일한 움직임을 할 수 있도록 구성함으로서 조작자는 원격의 로봇을 가상의 모델을 통해 조작할 수 있도록 시스템을 구성하였다. 시뮬레이션과 실험을 통하여 원격조작으로 가상의 모델을 제어함으로써 원격의 로봇을 제어하고, 가상의 모델을 통해 원격의 로봇의 실시간 제어에 가능성을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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