유한 요소 해석을 위해서는 형상과 경계, 하중 조건 그리고 물성을 결정하여야 한다. 그러나 살아 있는 인체에 대해서는 실험이 어렵기 때문에 정확한 형상과 물성을 얻기가 매우 어렵다. 본 논문에서는 한국인 표준체형을 가진 젊은 남성의 생체 자기 공명 영상(MRI : magnetic resonance imaging)을 이용하여 내부 장기를 38가지로 구역화 하고 이것을 이용하여 정밀 유한 요소 모델을 만들었다. 또한 인체를 이루고 있는 다양한 물질들 가운데 뼈에 대한 물성을 얻기 위한 연구를 시행하였다. 인체 뼈의 이방성을 표현할 수 있는 물성을 얻기 위해 성인 남성과 여성의 사체에서 얻은 대퇴골두 시편을 RUS(resonant ultrasound spectroscopy)를 사용하여 탄성 계수 행렬을 얻을 수 있었다.
한국 전통 의상인 한복 치마의 형태는 천의 특성에 크게 좌우된다. 이에 본 연구에서는 직물의 물성과 착장시 한복 치마 형태의 관계를 규명하고자, 8가지 직물을 선택하여 물성을 측정하고, 비접촉 3차원 인체계측시스템을 이용하여 , 치마 착장시의 5개 수평단면, 2개 수직단면을 작성하였다. 수직 단면에서는 실루엣을 나타내는 각도, 수평단면에서는 단면의 부피감과 드레이프의 형태를 나타내는 노드 간격, 거리, 각도를 측정하였다. 첫째, 경연도, 신장률, 실 두께, 직물 무게의 직물물성요인에 따라 실험 직물은 4집단으로 분류되었다. 둘째, 직물의 물성과 노드의 형태의 관계를 살펴본 결과, 직물이 뻣뻣하고 가벼울수록, 치마윗부분의 각도가 커지며 , 부드럽고, 신축성 이 있고, 무겁고, 두꺼운 실로 짜여지면, 튜블러 형태 의 실루엣을 나타내었다. 셋째 , 수직 단면도상 치마 위쪽과 아래쪽의 퍼짐각도 및 수평단면상의 둘레, 노드간의 거리, 가장 긴 파고와 같은 단면 계측치는 직물물성에 따라 추정 이 가능한 것으로 나타났다.
4차 산업혁명의 시대는 모든 것이 데이터 중심이다. 데이터의 종류와 양이 중심이 될 수도 있고, 특수한 상황에서 요구하는 새로운 데이터가 필요할 때도 있다. 3D프린터가 다양한 분야에 활용되면서 새롭게 도전을 받는 분야들이 있다. 특히 의료 관련 분야에서 그동안 생각도 하지 못했던 새로운 시도가 일어나고 있다. 본 논문에서는 인체 데이터 중에도 인체 물성이 요구되는 분야에 연구를 가능하게 하기 위한 연구이다. 그동안 인체 장기를 활용한 연구에서는 주로 실리콘 소재로 만들어진 데이터를 활용하였다. 시신으로부터 인체 물성을 측정하고, 이 물성을 반영한 신소재를 개발하고, 3D프린터로 인공 장기를 개발한다. 이렇게 만들어진 인공장기를 활용하여 신장결석 제거용 로봇으로 수술하는 연습을 할 수 있도록 한다. 본 논문에서는 사람의 실제 장기와 유사한 첨단 소재를 개발하기 위한 일련의 연구 과정을 소개하고자 한다.
인체의 근골격계 모델을 이용해 근력을 예측하기 위해서는 인체 및 근육의 물성치를 알아야 한다. 하지만 이러한 물성치들은 측정하기도 어렵고 사람마다 편차도 크다. 따라서 이러한 물성치들의 변화에 따라 근력이 얼마나 달라지는지 예측할 필요가 있다. 본 연구의 목적은 인체 및 근육 물성치의 불확실성을 고려하여 의자에서 일어서는 동작 시 인체 하지부의 근력을 예측하는 절차를 정립하는 것이다. 인체 하지부는 8 개의 Hill-type 근육-건 모델이 포함되어 있는 다물체 시스템으로 모델링 하였다. 이 모델은 시상면(sagittal plane)에서 평면운동을 하는 4 자유도 시스템이다. 각 근력은 일어서는 운동을 하는 동안 근육이 소모한 에너지가 최소화 되도록 근력이 결정된다는 가정 하에 최적화 방법을 이용하여 구하였다. 또한 인체 물성치가 불확실성을 가질 때 근력의 표준편차를 First Order Reliability Method 를 이용해 구하였다. 그 결과 주동근 근력의 표준편차는 150~300N 로 상당히 크게 계산되는 것을 알 수 있었다.
스포츠웨어는 착용 중의 쾌적함을 위하여 자연환경의 변화, 인체의 운동 및 활동 상황에 맞추어 그 기능을 적절히 조절할 수 있어야 한다. 인체는 체온 조절을 위해 땀을 흘리고 이 땀이 의복 밖으로 원활히 방출되지 못하면 덥고 습한 온열 생리적 불쾌감이 유발된다. 그러므로 온열적 불쾌감을 발생시키지 않도록 하는 것이 스포츠웨어가 가져야 할 중요한 기능이다. 이러한 환경 및 인체변화에 대응하여 투습ㆍ발수 소재가 일상 스포츠 웨어의 소재로 널리 쓰이고 있다. (중략)
본 발표에서는 KISTI에서 현재 구축하고 있는 인체 데이터의 현황과 인체 데이터를 포함한 과학 데이터 리파지터리의 구축과 활용에 대한 전반적인 내용을 소개한다. 인체 데이터는 인체 절단면 영상을 중심으로 한 Visible Korean 데이터와 CT, MR 영상과 인체 뼈대 물성을 중심으로 한 Digital Korean 데이터로 나누어지며 이들 데이터의 제작 과정과 활용 내용을 주로 소개한다. 과학 데이터 리파지터리 구축 내용은 현재 국가의 연구개발 예산으로 수행되고 있는 연구과제에서 생성된 다양한 과학 데이터들을 국가적 차원에서 수집, 관리, 유통시키기 위해 기관별 또는 분야별로 과학데이터센터를 육성하고 이를 거점으로 하여 국내의 과학데이터가 수집, 관리, 유통, 활용될 수 있도록 국가적 과학데이터 관리체계를 구축한다. 또한 이렇게 수집된 과학데이터의 활용을 위해 연구자들이 데이터 기반의 연구 과제를 수행할 수 있도록 데이터 기반의 첨단 연구 환경을 구축하고 연구에 필요한 S/W, H/W 및 기타 필요한 IT 기반의 요소기술들을 개발, 지원한다. 또한 KISTI가 제작 주체가 되어 생산한 상기의 인체 데이터뿐만 아니라 의료 관련 분야의 연구 현장에서 생산되고 있는 다양한 인체 데이터를 수집, 관리, 공유할 수 있도록 인체 데이터 리파지터리를 구축하기 위해 Visible Korean, Digital Korean 데이터를 포함한 다양한 의료 데이터의 리파지토리를 설계하고 이러한 의료 데이터 기반 연구의 활성화 및 데이터 리파지터리의 활성화를 위한 정부 및 분야별 커뮤니티 차원의 다양한 대책들을 소개한다.
현대인의 생활환경 변화에 따라 레져 산업의 급격한 증가로 인해 관련산업에 많은 영향을 주고 있다. 특히 스포츠 분야에서는 의류, 신발 및 장비 분야에서 새로운 제품에 대한 수요가 증가하고 있다. 이들 제품이 요구하는 물성은 각종 기후조건에서 인체를 보호하고 착용자가 쾌적함을 느낄 수 있어야 한다. 이러한 기능을 충족시키기 위해서는 운동 중에 발생하는 땀을 발산하고 외부에서의 수분의 침투를 막아 체온의 급격한 변화가 나타나지 않도록 투습방수성을 나타내어야 한다. (중략)
인체 정보는 의료, 스포츠, 안전, 군사, 게임 등 각 분야에 다양하게 활용될 수 있는 국가적인 정보 인프라라 할 수 있다. KISTI는 2000년부터 한국인의 인체영상, 골격영상, 골격물성, 인체골격모델 등의 정보를 구축하기 시작하여 현재에도 인체 데이터를 계속 생산하고 있으며 이러한 데이터를 필요로 하는 대학의 연구자 및 산업체에 보급함으로써 다양한 분야에서 한국인의 인체 데이터의 활용을 도모하고 있다. 본 연구에서는 선행연구사례로서 해외의 인체정보 활용사례와 KISTI가 개발하여 국내외에 보급하고 있는 한국인의 인체정보에 대해 활용 내용을 중심으로 하여 활용의 주요한 특징과 시사점에 대해 조사한 결과를 소개한다.
Poly(lactic acid)(PLA)는 인체내에서 재흡수성(resorbability), 분해물의 비독성, 성형물의 높은 기계적 강도 등과 같은 바람직한 특성을 가지는 생체 친화성 고분자로서 fracture fixation devices, drug delivery system 및 surgical suture 등과 같은 의료용 소재로의 응용에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다[1-2]. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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