• 대한기계학회논문집B
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• 제35권8호
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• pp.825-829
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• 2011

본 연구에서는, 미소유체시스템 상에서 정밀한 유체 제어를 위해 입력압력이 변하여도 일정한 유량을 유지할 수 있는 수동형 유량제어기를 개발함에 있어, 주기적으로 변화하는 압력에 대한 유량제어기의 동적특성을 평가하였다. 압력 변화의 주기보다 짧은 시간 내에 유량을 측정하기 위하여 입자영상속도계(Particle Image Velocimetry, PIV) 방법을 이용하였다. 지름이 $0.7{\mu}m$ 인 형광입자가 담긴 탈이온수를 유량제어기에 공급하고, 펄스레이저와 형광현미경을 이용하여 $10{\mu}s$ 간격의 연속된 사진을 얻고 이를 분석하여 유량제어기를 통과한 후의 유체의 속도를 측정하였다. 개발된 유량제어기는 20kPa 과 50kPa 사이를 주기적으로 변화하는 60Hz 의 압력 하에서 0.194${\pm}$0.014m/s의 일정한 유속을 유지함을 실험적으로 확인하였다. 압력의 주파수를 1~60Hz 까지 변화시켜가며 수행한 실험에서도 유량제어기는 압력의 주파수에 상관없이 $5.82{\pm}0.29\;{\mu}l/s$ 의 일정한 유량 공급이 가능함을 확인하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.59-68
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• 2021

최근 급속도로 성장하고 있는 인공지능 기술이 자율운항선박과 같은 해상 환경에서도 적용되기 시작하면서 디지털 영상에 특화된 CNN 기반의 모델을 적용하는 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 해상 서비스의 경우 인적 과실을 줄이기 위해 충돌 위험이 있는 부유물을 감지하거나 선박 내부의 화재 등 여러 가지 기술이 접목되기에 실시간 처리가 매우 중요하다. 그러나 기능이 추가될수록 프로세서의 제품 가격이 증가하는 문제가 존재해 소형 선박의 선주들에게는 비용적인 측면에서 부담이 된다. 또한 대형 선박의 경우 자율운항선박의 시스템을 감안할 때, 연산 속도의 성능 향상을 위해 복잡도가 높은 딥러닝 모델의 성능을 개선하는 방법이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 딥러닝 모델에 경량화 기법을 적용해 정확도를 유지하면서 고속으로 처리할 수 있는 방법에 대해 제안한다. 먼저 해상 부유물 검출에 적합한 영상 전처리를 진행하여 효율적으로 CNN 기반 신경망 모델 입력에 영상 데이터가 전달될 수 있도록 하였다. 또한, 신경망 모델의 알고리즘 경량화 기법 중 하나인 학습 후 파라미터 양자화 기법을 적용하여 모델의 메모리 용량을 줄이면서 추론 부분의 처리 속도를 증가시켰다. 양자화 기법이 적용된 모델을 저전력 임베디드 보드에 적용시켜 정확도와 처리 속도를 사용하는 임베디드 성능을 고려하여 설계하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법 중 정확도 손실이 제일 최소화되는 모델을 활용해 저전력 임베디드 보드에 비교하여 기존보다 최대 4~5배 처리 속도를 개선할 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제33권2호
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• pp.168-177
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• 2019

KRISO (Korea Research Institute of Ship & Ocean Engineering) started a project to develop the core algorithms for autonomous intervention using an underwater robot in 2017. This paper introduces the development of the robot platform for the core algorithms, which is an ROV (Remotely Operated Vehicle) type with one 7-function manipulator. Before the detailed design of the robot platform, the 7E-MINI arm of the ECA Group was selected as the manipulator. It is an electrical type, with a weight of 51 kg in air (30 kg in water) and a full reach of 1.4 m. To design a platform with a small size and light weight to fit in a water tank, the medium-size manipulator was placed on the center of platform, and the structural analysis of the body frame was conducted by ABAQUS. The robot had an IMU (Inertial Measurement Unit), a DVL (Doppler Velocity Log), and a depth sensor for measuring the underwater position and attitude. To control the robot motion, eight thrusters were installed, four for vertical and the rest for horizontal motion. The operation system was composed of an on-board control station and operation S/W. The former included devices such as a 300 VDC power supplier, Fiber-Optic (F/O) to Ethernet communication converter, and main control PC. The latter was developed using an ROS (Robot Operation System) based on Linux. The basic performance of the manufactured robot platform was verified through a water tank test, where the robot was manually operated using a joystick, and the robot motion and attitude variation that resulted from the manipulator movement were closely observed.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권7호
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• pp.931-941
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• 2020

해양데이터를 수집하기 위해 필요한 엔지니어, 연구원 및 과학자를 대신할 수 있는 해양 모니터링 장치인 자율주행보트의 필요성이 대두되고 있다. 이 논문은 자율주행보트의 세일을 개발하기 위한 연구로 곡선형 트윈 세일의 공기역학적인 특성을 수치해석적으로 분석하고 이를 날개 형태의 세일과 성능비교를 통해 곡선형 트윈 세일의 공기 역학적인 성능을 확인하였고, 세일의 간격과 형상에 따른 성능을 비교하였다. 유체 해석을 위한 지배방정식은 Navier - Stokes를 사용하였다. 성능비교 결과 곡선 형 트윈 세일은 날개 형태의 세일과 비교하여 양력, 항력 및 추력 계수가 향상됨을 알 수 있다. 또한, 트윈 세일의 양 날개의 간격은 중요한 변수임을 확인 하였다. 0.035 L, 0.07 L, 0.14 L에서는 스톨로 인해 양력 계수의 감소로 나타났고 0.21 L, 0.28 L, 0.35 L에서는 개선되어 0.28 L에서 최대 양력을 보여준다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제21권4호
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• pp.1-17
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• 2022

우리나라 교통사고 사망자 중 보행 중 사망자가 높은 비율을 차지하고 있으며, 정책적으로 보행안전에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히, 보행자 교통사고가 많이 발생하는 신호교차로에서 보행환경 개선을 위하여 다양한 보행자 중심의 교통신호 운영기법 개발이 필요한 시점이다. 이에 본 연구에서는 잔류보행 기반 시간대별 보행신호 운영기법을 연구하였다. 본 연구에서는 보행수요와 잔류보행자가 증가하는 시간대에 한해서 보행신호시간을 더 늘려서 운영하는 잔류보행기반 시간대별 보행신호 운영기법을 현장에 적용하였으며, 제안한 보행신호 운영기법 적용에 따른 안전성의 차이를 통계적으로 분석하였다. 분석 결과, 현시 단위 잔류보행자율은 적용 전 20%(3.3명), 적용 후 8%(1.4명)으로 감소하였으며, 적색신호 시 횡단보도 내 잔류하는 잔류보행자율이 12%(1.9명) 감소하고, 그리고 잔류보행자의 위치는 적용 전 5.2m에서 적용 후 1.9m로 3.3m 감소하는 것으로 분석되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.1013-1022
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• 2022

최근 전세계적으로 4차산업이 발전함에 따라 스마트·친환경 선박의 기술 개발이 가속화 되고 있다. 완전 무인화 또는 최소인원이 승선하는 자율운항선박과 친환경 연료(메탄, 암모니아, 전기 등) 이용 선박이 등장하게 되면서 선박에 승선을 하고 있는 기존 해기사의 역할이 크게 변화될 것으로 예상되고 있다. 향후 해기사의 경쟁력을 향상시키기 위해서는 미래 해기사 직업군을 예측하고 그에 맞는 교육 커리큘럼 개선과 교육환경 조성이 필요할 것으로 생각된다. 본 연구에서는 선행연구 검토와 해양계 대학교 재학생, 현직 해기사, 전문가의 브레인스토밍을 통해 미래에 해기사가 가질 수 있는 8개의 직업군을 도출한 후 리커트 척도를 이용하여 설문을 실시하였고, 그 결과를 바탕으로 미래 해기사 관련 유력 직업군을 도출하였다. 분류한 8개 직업군 중 가장 유력한 직업군은 자율운항선박 육상제어사, 화물(적양하) 원격 관리자로 나타났다. 또한, 이러한 직업군들과 4차산업에 우선적으로 교육해야 할 필수 교육 요소를 도출하여 제시하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.389-394
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• 2023

근래 산업은 기계 자동화로 변화하고 있는 추세이며, 선박도 센서를 통해 기기 정보를 디지털 정보로 얻는다. 하지만 선박은 기기상태 점검을 위해 선원들이 정해진 시간마다 기관실을 순찰하며 기기들의 정보를 아날로그 게이지를 통해 확인하는데, 이는 순찰 중에 선원에게 발생할 수 있는 모든 안전 위험은 물론 시간과 기회비용 또한 소모된다. 자율이동로봇을 이용한 기관실 순찰 방법은 선원의 안전 위험은 물론 시간과 기회비용도 소모되지 않기 때문에 해결책으로 활발히 연구 중이다. 자율이동로봇을 이용한 아날로그 게이지 판독은 로봇이 게이지를 인식하기 위한 디지털화가 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 이미지 처리를 이용하였다. 아날로그 게이지 이미지는 이미지 전처리를 통해 노이즈 제거 및 특징을 부각 시켰다. 이미지 전처리를 완료한 이미지는 이미지 처리를 통해 아날로그 게이지의 중심점, 지침점, 최소값 및 최대값을 검출하였다. 이 점들을 연결한 직선을 통해 최소값부터 최대값까지의 각도 및 최소값부터 지침점까지의 각도를 획득하였다. 각도는 수식을 통해 현재 아날로그 게이지가 나타내고 있는 값을 디지털화하여 나타내었다. 실험을 통해 이미지 처리를 통한 아날로그 게이지의 디지털화가 잘되어 게이지의 현재 지시값을 근사하게 나타냄을 확인할 수 있었다. 본 알고리즘을 순찰로봇에 적용한다면 기관실 순찰을 위한 선원의 안전 위험 및 시간과 기회비용까지 보전 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2023년도 춘계학술대회
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• pp.200-201
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• 2023

디지털 트윈 기술은 현실 세계의 문제점을 해결하고 비용을 최소화하기 위한 가상세계를 만드는 방법으로 다양한 분야에 사용되고 있으며, 대규모 시스템인 선박이나 해양플랜트 등 해사 분야에도 적극적으로 활용되고 있다. 본 논문에서는 선박조종 시뮬레이터를 이용하여 연안 해역의 디지털 트윈을 구축하고자 하였으며, 이렇게 개발된 연안 해역의 디지털 트윈은 실제 해역의 해상교통 환경을 제공하여 해상교통이 복잡한 우리나라 연안 해역을 안전하게 관리하는 데 사용될 수 있다. 또한, 충돌위험 상황 및 사고 상황 등 가혹한 환경에 대한 가상의 해상교통 환경을 제공하여 연안 해역에서 자율운항선박과 관련된 기술과 지능형 해상교통정보 서비스를 개발하고 고도화하는 데 유용하게 사용될 수 있다. 더불어 실제 해상교통상황의 모니터링이 필요하지만 물리적으로 모니터링이 어려운 구역에 대한 3D 기반 모니터링 장비로 사용될 수 있으며, 항만/관제 구역의 항공뷰, 운항 중인 선박의 선교뷰/맹목구간뷰 등의 해상교통상황을 안전하게 관리하기 위한 기능을 제공할 수 있다.

• 경영정보학연구
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• 제24권4호
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• pp.119-142
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• 2022

조직은 물리적 환경에서의 업무 처리를 정보시스템과 인공지능 기반의 가상적 업무 처리로 디지털 전환함으로써 업무수행에 따른 시간과 공간의 제약을 극복하고 경쟁력을 창출하고 있다. 이러한 업무 환경의 디지털 전환은 최근 코로나19 팬데믹으로 많은 조직이 원격근무를 실시하면서 급진전 되었다. 본 연구에서는 급격한 업무 환경의 디지털 전환이 가져온 성과인 업무 프로세스 가상성에 초점을 두고 연구하였다. 업무 프로세스 가상성은 가상환경에서의 업무처리의 적합성이나 수월성과 같은 결과적 품질이다. 본 연구에서는 프로세스 가상화 이론에 근거하여 업무 특성과 IT 특성과 조직 특성이 업무 프로세스 가성성에 미치는 연구모형을 수립하였다. 가상 환경에서 원격근무를 경험한 사람들을 대상으로 검증한 결과, 첫째, 업무 특성 측면에서 감각적 요구는 업무 프로세스 가상성에 영향을 미치지만, 관계적 요구, 동기화 요구, 식별제어 요구는 영향이 없음을 확인하였다. 둘째, IT 특성 측면에서 표현력과 도달력은 업무 프로세스 가상성에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 셋째, 조직 특성 측면에서 근무 자율성은 업무 프로세스 가상성에 영향을 미치지만, 평가 불공정성은 영향이 없음을 확인하였다. 본 연구는 업무 프로세스 가상성에 IT의 표현력과 도달력이 가장 큰 영향을 미치고, 직무 자율성은 다음이며, 감각적 요구는 영향이 가장 낮음을 규명함으로써 업무 프로세스 가상화의 성공 가능성을 높이기 위한 실무적 시사점을 제시했다는 점에서 의미가 있다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제7권12호
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• pp.3874-3884
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• 2000

정보검색시스템은 색인어와 질의어가 정확히 일치하지 않더라도 사용자 질의에 적합한 문서를 검색할 수 있어야 한다. 그러나, 색인어와 질의어간의 용어 불일치는 검색성능의 개선에 심각한 장애요소로 작용해 왔다. 따라서, 본 논문에서는 문서 코퍼스의 단어들간에 자동 용어 정규화를 수행하고, 용어 정규화의 산물을 한국어 정보검색 시스템에 적용하는 방안을 제시한다. 용어 불일치를 완화하기 위해 두가지 용어 정규화, 동치부류와 공기단어 클러스터를 수행한다. 첫째, 음역어, 절차오류, 그리고 동의어를 위해 문맥 유사도를 이용하여 동치부류로 구축하는 작업이다. 둘째, 상호정보와 단어 문맥의 조합을 이용하여 단어 유사도를 계산하고 문맥 기반 용어를 정규화한다. 그런 다음, K-means 알고리즘을 이용하여 자율 클러스터링을 수행하고 공기단어 클러스터를 구축한다. 본 논문에서는 이러한 용어 정규화의 산물들을 용어 불일치를 완화하기 위해 질의어 확장과정에서 사용한다. 다시 말해서 동치부류와 공기단어 클러스터는 새로운 용어로 질의를 확장하는 자원으로서 사용된다. 이러한 질의확장으로 사용자는 질의어에 음역어를 추가하여 질의어를 포괄적으로 만들거나 특정어를 추가하여 질의어를 세밀하게 만들 수 있다. 질의어 확장을 위해 두 가지 상호보완적인 방법인 용어 제시와 용어 적합성 피드백을 이용한다. 실험 결과는 제안된 시스템이 의미적 용어 불일치를 완화할 수 있고, 적절한 유사도 값을 제공할 수 있음을 보여준다. 결과적으로 제안한 시스템이 정보 검색 시스템의 검색 효율을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.