• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.54-55
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• 2014

일반적으로 지상 로봇의 주 전원으로 사용되는 대용량 배터리가 예상치 못한 시점에 방전되거나 고장으로 인해 전원 공급이 되지 않을 경우 지상 로봇의 위치 확인이 필요하게 된다. 이에 따라 본 논문에서는 이 통신용 비상 전원 공급을 위한 태양광 및 연료전지 전원 공급 장치와 이 장치를 보완하여 사용할 수 있는 배터리 충 방전 하이브리드 시스템을 설계하고, 이를 시뮬레이션과 실험을 통해 타당성을 검증 및 분석하도록 한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.309-314
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• 2017

최근에는 가사 로봇, 자율주행 전기 자동차, 경영 효율성을 제고하기 위한 제철소 용선차의 자율 운행 분야가 큰 관심을 받고 있는데, 사람의 간섭 없이 전원을 로봇이나 차량에 공급하기 위한 자동 전원 공급 기술 개발이 문제가 되고 있다. 본 논문에서는 자동 전원 공급 기술의 기초 연구로서 주어진 공간에 있는 전원 컨넥터의 리셉터클을 인식하고 그것의 위치를 확인할 수 있는 영상인식 기반의 전원 컨넥터 리셉터클 위치 추적 기초 기술을 연구하며, 오픈 CV 프로그램을 통해서 그 기능성을 확인한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.60-61
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• 2010

본 논문에서는 휴머노이드 로봇 등에 적용하기 위해, 평판형 급전코일과 집전코일의 접촉 유무에 따라 공진주파수가 변화하는 접촉식 무선충전 시스템을 제안하였다. 다양한 급집전코일에 대해 코일의 형상과 위치별 급집전효율 및 EMF(ElectroMagnetic Field)의 영향을 연구했다. 평판형 집전코일은 어레이 형태로 바닥에 설치되는데, 입력전원에 대해 각각 병렬로 연결되어 있어서 집전코일이 접촉하지 않는 경우에는 공진주파수가 입력전원의 주파수를 크게 벗어나서 자동으로 전원공급이 최소화된다. 집전코일이 급전코일 어레이 위에 위치하는 경우에는, 급전코일의 공진주파수가 입력전원의 주파수와 일치하게 되어 전력이 공급되게 된다. 따라서 집전코일이 덮고 있는 부분만 급전코일 어레이에 전력이 공급되므로, 급집전 효율이 높고 인체에 대한 자기장 노출이 작아져서, 경제적이고 안전한 무선충전 시스템을 구성할 수 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.556-557
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• 2013

2013년까지 KAIST 원자력 전력전자 및 로봇 연구실에서 연구한 무선전력전송 관련 연구결과를 소개한다. 본 논문에서는 전력전자를 바탕으로 원자력 발전소의 중대사고 발생 시 원전 내부 상황을 모니터링 하기 위한 로봇 및 계측장비의 전원공급을 위한 무선전력전송 시스템과 사무실이나 작업장과 같은 장소에서 항상 무선전력으로 모바일기기를 충전할 수 있는 시스템을 소개하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.572-580
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• 2014

본 연구에서는 교육 및 놀이를 통해 창의력 증진이 가능한 재구성 모듈러 로봇에 대하여 다루고 있다. 보통 모듈러 로봇은 각각 셀들의 조합으로 변형 재구성하고 다양한 형태의 구조를 만드는데 적합한 로봇으로 설계되어 있지만 이를 이용하여 교육과 놀이를 주제로 한 연구는 국외에 소수 있으며 국내에는 전무하다. 제안하는 형태는 기존 모듈러 로봇과 같이 같은 동작만 반복하는 모듈이 아니라 소리를 내는 소리모듈, 바퀴가 달린 바퀴모듈, 시각적 표현을 위한 LED모듈, 전원공급을 위한 전원모듈, 통신을 위한 블루투스모듈, 움직이는 동작을 구현 가능하도록 하는 관절모듈이 있는 구조로 설계되어 있다. 이와 같은 다른 능력이 부여된 각 모듈의 다양한 결합을 이용하여 창의적 활동이 가능하도록 하고, 아이들이 쉽게 사용 할 수 있도록 한다. 본 연구에서는 모듈별 각기 다른 능력을 부여하여 교육과 놀이가 가능하도록 하는 방식의 모듈러 로봇의 설계 및 동작을 다루고 있다. 그리고 연구된 동작은 실제 제작 및 실험을 통해 동작의 유용성을 보였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.129-130
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• 2013

본 논문에서는 태양광을 이용하여 최대전력 추종제어를 통해 최대출력의 전원을 사용하고, 전력이 남는 경우에는 배터리에 충전하도록 한다. 이는 태양이 없는 야간에도 충전된 배터리를 이용하여 안정적으로 전원을 공급할 수 있도록 하는 장점을 가진다. 또한 태양광 셀과 배터리의 출력을 통해 모터를 구동할 수 있도록 하여 보다 다양한 분야의 어플리케이션에 적용할 수 있도록 한다. 이를 시뮬레이션을 통하여 분석하고 실험을 통해 이를 검증한다.

• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.378-393
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• 2022

마찰전기 나노발전기(이하 TENG)의 새로운 발전 기술은 에너지 수집 및 자가 전력 공급 감지 응용 분야의 긍정적 전망으로 인해 점점 더 많은 관심을 받고 있다. 또한 최근 소프트로봇의 부상은 플렉시블과 소프트센서, 액추에이터 개발에 대한 폭넓은 관심을 불러 일으키고 있다. TENG는 액추에이터와 자가 전력 공급 센서를 구동하는 유망한 전원으로 간주되어 소프트웨어 로봇, 소프트 센서 및 액추에이터 개발을 위한 독창적인 방법을 제공한다. 이 리뷰에서는 TENG를 기반으로 다양한 형태와 기능을 가진 소프트웨어 로봇을 소개하려 한다. 그 중 자연계의 구조, 표면 형태, 재료 특성과 센싱/발전 메커니즘을 모방한 바이오닉 소프트 로봇의 설계는 TENG 성능 향상에 큰 도움이 되었다. 또한 다양한 바이오닉 소프트 로봇은 TENG의 간단한 구조, 자체 전력 공급 특성 및 조정 가능한 출력으로 인해 이전 구동 방식보다 향상되었다. 그리하여 이 리뷰에서는 TENG가 활성화한 소프트 로봇 응용의 특정 핵심 영역에서 다양한 연구를 종합적으로 검토하려 한다. 리뷰를 요약하자면 먼저 최근 개발된 다양한 TENG 기반 소프트웨어 로봇을 정리하고 다양한 장비 구조, 표면 형태 및 자연적으로 영감을 받은 재료를 비교 분석하여 그에 따른 TENG 성능 개선을 수행한다. 자연계에 사용되는 다양한 유비쿼터스 감지 원리와 발전 메커니즘 및 유사한 인공 TENG 설계가 확인되었고 촉각 디스플레이 및 웨어러블 기기, 인공 전자 피부 등의 기기에 TENG를 활성화하는 바이오닉 응용에 대해 논의한다. 마지막으로 TENG 기반 센서 및 구동 장비의 로봇 실제 적용에 대한 발전 기회, 도전 및 미래 전망을 분석한다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권spc3호
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• pp.275-281
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• 2012

Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC) are the most appropriate for energy source of small robot applications. PEMFC has superior in power density and thermodynamic efficiency as compared with the Direct Methaol Fuel Cell (DMFC). Furthermore, PEMFC has lighter weight and smaller size than DMFC which are very important factors as small robot power system. The most significant factor of mobile robots is weight which relates closely with energy consumption and robot operation. This research tried to find optimum specifications in terms of type, number of cell, active area, cooling method, weight, and size. In order to find optimum 500W PEMFC, six options are designed in this paper and studied to reduce total stack weight by applying new materials and design innovations. However, still remaining problems are thermal management, robot space for energy sources, and soon. For a thermal management, design options need to analysis of Computational Fluid Dynamics (CFD) for determining which option has the improved performance and durability.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2012년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.211-216
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• 2012

Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC) are the most appropriate for energy source of small robot applications. PEMFC has superior in power density and thermodynamic efficiency as compared with the Direct Methaol Fuel Cell (DMFC). Furthermore, PEMFC has lighter weight and smaller size than DMFC which are very important factors as small robot power system. The most significant factor of mobile robots is weight which relates closely with energy consumption and robot operation. This research tried to find optimum specifications in terms of type, number of cell, active area, cooling method, weight, and size. In order to find optimum 500W PEMFC, six options are designed in this paper and studied to reduce total stack weight by applying new materials and design innovations. However, still remaining problems are thermal management, robot space for energy sources, and so on. For a thermal management, design options need to analysis of Computational Fluid Dynamics (CFD) for determining which option has the improved performance and durability.