• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.97-107
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• 2013

최근의 프로그래밍 패러다임은 객체지향프로그래밍과 이를 기반으로 하는 비주얼프로그래밍이 주류를 이루고 있다. 그러나 객체지향프로그래밍은 기존의 구조적프로그래밍기법에 비하여 개념이 어렵고 복잡하여 IT 관련학과 학생들을 교육하기에 어려움이 많았다. 본 연구에서는 학생들이 다양한 입출력 장치를 부착하고 로봇제어가 가능한 트레이닝 키트를 사용하여 객체지향 프로그래밍 학습 의욕 고취와 동기를 유발할 수 있도록 Java 가상머신을 내장한 Java 로봇 트레이닝 키트를 설계하고 구현하였다. 개발된 Java 로봇 트레이닝 키트는 USB 인터페이스로 컴퓨터와 통신 가능하며, 다양한 입출력 장치와 DC 모터 및 서보모터를 구동할 수 있는 범용 입출력 포트를 내장하여 교육용 로봇제작과 응용프로그래밍 실습이 가능하다. 따라서 IT 융합시대를 맞이하여 학문과 전공간의 벽이 낮아지고 창의 공학적 객체지향 프로그래밍언어 교육의 도입이 필요한 시점에서 본 연구에서 개발한 Java 로봇 트레이닝 키트가 많은 기여를 할 것으로 기대된다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제9권6호
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• pp.29-35
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• 2023

점자는 시각장애인이 살아가면서 의사소통하거나 시각적 자료의 정보를 습득하기 위해서 사용되는 필수적인 수단이라고 할 수 있다. 하지만 시각장애인들의 점자 해석률은 5%로 미미한 수치를 보인다. 그래서 시각장애인 도서관은 시각장애인들을 위한 각종 정보들을 얻을 수 있는 다양한 형태의 자료를 제작하고 이를 해석하기 위한 보조공학기기도 보유한다. 하지만, 점자책을 구매해서 해석하기에는 점자책의 출판율도 너무 부족하고, 점자 해석률이 너무 낮은 수치고 보조공학기기를 구매하기에는 가격도 너무 비싸고 속도도 느리다는 단점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 시각장애인들이 정보를 얻기 위해 사용하는 기존의 방법들과 더불어 도움을 주기 위해 아두이노로 점자를 표출하는 시스템을 구현하였다. 점자 표출은 파이썬과 아두이노 간 시리얼 통신을 통하여 한글 데이터를 파이썬 측에서 송신하고 데이터를 수신한 아두이노에서는 한글 데이터를 프로그램 내 배열에 있는 데이터들과 비교하여 해당 한글 데이터의 점자 값들을 가져온다. 여기서 점자 값은 점자일람표 기준으로 하얀색 원, 검은색 원을 이용해 서보모터 모터를 몸통과 수직이거나 수평으로 제어하면서 점자를 표출하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제32권11_12호
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• pp.682-691
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• 2005

본 논문은 사용자의 제어가 가능한 3차원 물리 기반 가상생명체를 생성하는 2단계 진화 시스템을 제안한다. 기존의 방법은 가상생명체의 형상과 기동, 그리고 목표지점추적(target-following)과 같은 상위 레벨의 행위를 한꺼번에 하나의 진화 시스템으로 생성해냄으로 인하여 진화 단계에서의 사용자의 개입을 허용하지 않았다. 본 논문은 하나로 묶여있던 시스템을 다루기 용이한 두 개의 서브시스템으로 분리함으로써 사용자의 개입을 허용한다. 첫 번째 단계로 가상생명체의 몸체와 직진 기동을 위한 하위 레벨 모터 컨트롤러가 진화 알고리즘(evolutionary algorithm)으로 동시에 생성된다. 두 번째 단계에는 생성된 기본 생명체 위에 주어진 경로를 따라가기 위한 상위 레벨 컨트롤러가 인공 신경망을 사용하여 탑재된다. 경로제어(path-following)를 위한 신경망의 연결 가중치는 유전자 알고리즘(genetic algorithm)을 사용하여 최적화되며 한번 진화된 신경망 컨트롤러는 어떠한 임의의 경로도 잘 따라감을 보여준다. 이로써 사용자는 모든 진화과정이 끝나지 않고도 중간단계에서 기호에 맞는 생명체를 골라내거나 버릴 수 있으며, 동일한 기본 생명체 위에 또 다른 형태의 상위레벨 행위를 생성하는 것도 가능해진다. 본 논문은 이러한 2단계 알고리즘과 함께 직진기동을 위한 새로운 분절 삼각 함수(Piecewise sinusoidal) 컨트롤러를 제안하고 마개 실린더(capped-cylinder)를 기본 요소로 하는 가상생명체에 대한 효율적인 실시간 수중역학 모델링 기법도 함께 소개한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.529-535
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• 2018

레인지 익스텐더 전기자동차는 소형의 발전용 엔진이 가장 효율이 좋은 특정 운전영역에서 기동하여 배터리를 충전시키며 주행거리를 연장하는 메커니즘으로 주행한다. 본 연구에서는 저가이면서 제어 로직이 간단한 시스템을 개발하기 위하여 기존 쓰로틀바디시스템을 대체하는 스텝모터방식 흡입공기량 공급시스템을 개발하여 기존 base 엔진에 적용하고, 흡입공기량 증대를 통한 성능 개선을 위해 흡 배기다기관의 길이 변경 효과를 실험적으로 살펴보았다. 실험결과, 하나의 스텝모터로 작동하는 Type B의 흡입공기량조절장치가 Type A보다 전 운전영역에서 성능이 높았으나 유동저항의 증가로 base 엔진보다는 성능이 낮았다. 이를 개선하기 위해 흡기매니폴드에 140mm 어댑터를 장착한 경우와 새로 설계된 70mm 길이의 배기 매니폴드를 적용한 경우 2200rpm과 4300rpm 두 속도조건에서 엔진성능이 향상됨을 확인할 수 있었다. 최적 설계된 엔진을 대상으로 레인지 익스텐더 전기자동차에 적용 가능하도록 발전기 부하를 연결하여 2단 속도로 고정밀 운전제어를 구현하였으며 그 결과, 1단 2200rpm과 2단 4300rpm 운전조건에서 ${\pm}2.5%$ 이내의 속도변화율을 나타내었고, 1단 속도에서 2단 속도로 상승 시 610rpm/s의 목표속도 추종성 결과를 얻었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.642-648
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• 2019

본 논문은 스낵식품 가공 공정라인에서 사용하는 설비 중 하나로 이송물의 관성을 이용한 제조공정용 Fast Back 이송장치이다. 기존의 이송 장치는 벨트 컨베이어와 기계식 크랭크를 적용한 구동 장치로써 소음과 진동이 크고 환경 공해 발생하며 주기적인 유지보수가 필요하다. 이로 인해 본 논문에서는 제안하는 Fast Back 이송 장치는 크랭크식 구동장치 부분을 리니어 서보모터로 대체하고 가속에 따른 힘의 평형을 맞추기 위한 평형추 장치를 적용하여 안정된 동작을 확보하였다. 평형추 장치는 주기적으로 발생하는 충격형태의 가진력을 상쇄 시키는 것으로 진동해석을 통해 진동의 주요 원인을 파악하고 저감대책을 수립하였다. 시제품 제작을 통한 진동시험에서 약 10배 정도의 진동 저감에 대한 유효성을 검증하였다. 또한, PLC제어를 통한 전진과 후진에서의 속도, 가속도 조정을 가능하게 설계함으로써 직선형 구동력을 직접 발생시켜 별도의 기계적 변환장치가 필요하지 않아 에너지 손실이나 소음 및 진동을 발생시키지 않고 운전 속도에도 제한을 받지 않음을 증명하였다.

• 실천공학교육논문지
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• 제10권1호
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• pp.17-24
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• 2018

전공단위로 3학기동안 진행되는 작품 설계 및 제작 활동을 통해 졸업기준을 만족하기 위한 과정 이수와 그 과정에 만들어진 결과물인 다양한 이동환경 적용이 가능한 Drone의 구상 및 제작 과정에 대해 제안한다. Ring Propeller의 형태를 이용하여 Propeller로서의 양력 발생 역할과 테두리의 면을 통하여 지면에 접촉하는 바퀴로의 역할을 모두 가능하도록 제작한다. 또한 Servo Motor를 이용하여 명령에 따라 정확한 각도를 맞추어 모터의 구동축을 변환한다. 그리고 구상한 아이디어를 3D 프린팅으로 구현하고, 추진체 구동 회로를 설계하고 제작한다. 그 결과 추진체의 무게 증가로 공중 운항과 운항중 목적한 추진체계의 실시간 변환은 성공하지 못하였고, 그 원인으로 추력 발생을 위한 크기와 링 프로펠러의 내성 한계의 오차임을 확인하였다. 그리고 이러한 과정을 통해 공학적 접근 방법과 종합설계를 통한 창의적 사고방식 및 협동심의 경험을 인정받았고, 그 결과물을 공학 논문으로 작성하고 심사를 통해 졸업기준이 만족됨을 확인받았다.

• 전기저널
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• 통권286호
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• pp.64-69
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• 2000

20세기에 있어서의 비약하는 산업계의 주축으로서 철강시장은 급속히 확대되었고 그와 더불어 신기술의 개발과 도입에서도 선도적 역할을 다하여 왔다. 특히 이 4반세기는 반도체기술의 진보와 함께 컴퓨터, 플랜트 컨트롤러, 드라이브 시스템 등 전기제품은 비약적인 진화를 이루어 왔다. 현재는 중국$\cdot$아시아$\cdot$남미를 중심으로 철강제품의 수요가 증가하여 설비투자도 확대되고 있다. 그러나 북미$\cdot$유럽$\cdot$일본에서는 생산능력과 수요와의 사이에 수급공백이 있어 이전과 같은 시장만큼의 신장은 기대할 수 없는 실정이다. 이와 같은 상황하에서 철강유저의 투자목적을 합리화$\cdot$성력화$\cdot$제품품질의 향상에 두고 있어, 미쓰비시전기는 ''경쟁력 있는 제품을 만들기와 총투자코스트의 최소화''를 서포트하는 제철플랜트용 전기제품의 제공을 지향하여, 그림에 표시하는 것과 같은 4개의 어프로치로 이에 대응하고 있다. 고품질화와 자동화에 대하여는 종래의 품질제어를 능가하는 초안정화 시스템의 적용, 프로세스의 이상 검지와 자동복구에 의한 완전 노터치 오퍼레이션의 실현, 인텔리전트 센서에 의한 프로세스의 가시화로 오퍼레이터가 최종판단을 용이하고 정확하게 할 수 있는 환경을 제공한다. 고효율화$\cdot$에너지 사용합리화에 대하여는 고역률 전원을 추구하여 고효율 드라이브장치와 모터를 제공한다. 글로벌 스탠더드화에의 대응으로서는 네트워크의 오픈화에 의한 멀티벤더 환경, 범용 하드웨어에 의한 오픈 HMI(Human Machine Interface)을 제공하고 있다. 플랜트의 신속한 가동과 리모트 메인터넌스 환경을 실현하기 위하여 플랜트 시뮬레이션 시험의 실시로 공장출하 품질의 향상을 도모한다. 또한 연구센터로부터의 원격감시와 트러블해석 서포트를 쉽게 할 수가 있다. 나아가 최근에는 급격한 기세로 신장되어 온 멀티미디어 기술, 인터넷 기술, 인트라넷 기술, 모바일단말, 화상압축기술 등에 의하여 원격집중감시, 현장과 중앙 쌍방향 협조보수작업, 버추얼 리얼리티 응용시스템이 현실화 되고있는 실정이다. 이들 IT(Information Technology)솔류션은 금후의 제철플랜트의 시스템을 크게 바꾸어 나가는 것은 물론 사업 경쟁력 강화의 키 테크놀로지가 될 것이다. 앞으로 미쓰비시전기는 제철플랜트에 대하여 유저니즈를 IT 솔루션으로 전개, 제공해 나가고자 한다.

• 한국실천공학교육학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.99-105
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• 2009

Web을 이용한 컴퓨터기반의 학습은 교육을 위한 유용한 적용방법이다. 이런 방법은 애니메이션과 상호작용을 통해 제공되어 지고 복잡한 설비들은 교본을 통해 쉽게 학습할 수 없다. 웹/인터넷이 가능한 응용문제들은 원격지에서 제어되고 모니터링 될 수 있으므로 전 세계 원격지 대학, 연구소 또는 회사에서 다양한 방법으로 충분히 사용된다. 컴퓨터와 전자기술의 결합을 통한 저가의 하드웨어 개발은 이전에 비해 웹/인터넷 기반기술의 발전을 통해 특별히 교육기관을 위해 만들어졌다. 따라서 이런 분야에 적합한 기술개발은 광범위한 웹기반 교육의 확장과 이를 위한 기술개발 적절한 투자가 필수적이다. 원격 가상계측기의 응용은 실험을 통해 검증되어져야 하며 공학도를 위해 실험이 가능할 수 있도록 적용되어야 한다.

• 한국음향학회지
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• 제21권8호
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• pp.766-771
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• 2002

본 연구에서는 128개의 능동소자로 구성된 컨벡스 (convex)형 초음파 탐촉자를 이용한 3차원 초음파 영상 진단용 초음파 섹터 프로브를 개발하였다 탐촉자는 중심주파수 4.5 ㎒, 대역폭 66%로 제작되었으며, 구동부는 감속 기어를 장착한 스텝모터와 이에 연결된 평기어를 이용해 탐촉자의 축을 회전시킴으로써 3차원 영상구현을 위한 연속적인 2차원 영상을 획득할 수 있게 고안하였다. 음향커버는 고분자 재료를 사용하여 탐촉자의 회전반경과 동일하게 설계 및 제작하였다. 제작된 섹터 프로브의 각도 제어성 및 구조적 안정성을 실험적 3차원 영상 획득을 통해 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.1225-1230
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• 2017

3D 프린터는 산업용을 중심으로 성장해 왔으나 최근 경제 효과 및 기술 발달로 인한 원가 절감 등으로 인해 개인용 3D 프린터 시장의 성장이 가속화되는 추세이다. 그러나 현재 보급되고 있는 3D 개인용 프린터는 조형 속도, 크기, 정밀도 등의 한계점에 따라 소비자 만족도가 매우 낮은 편이다. 따라서 본 논문에서는 이러한 개인용 3D 프린터의 기술적 한계를 극복하기 위해 LSU를 이용한 SLA 방식의 3D 프린터를 제안하였다. 그리고 핵심 기능을 담당하는 스캐닝 기구부의 동작을 확인하기 위해 스테핑 모터를 이용한 조형판의 이동 및 레이저 출력 테스트를 시행하였다. 해당 테스트를 통해 레이저 동작 및 제어가 가능한지 확인하였으며 아울러 레이저 모듈과 폴리곤 미러를 사용하여 X축에 일정한 점이 출력됨을 확인하였다. 제안하는 3D프린터는 정밀도와 제조 속도를 개선하여 기존의 보급 형 3D프린터를 대체할 수 있을 것으로 기대한다.