• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.18-26
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• 2015

본 논문에서는 다양한 무대연출이 가능한 전(Omni)방향 이동무대와 수직 상승 무대로 구성된 복합형 무대 시스템의 설계 및 제어 방법에 대해 제안하였다. 복합 무대 시스템은 전후/좌우/회전 등 3 자유도 모션의 이동무대와 1 자유도 상/하 모션의 상승 무대 등 총 4 자유도 동작이 가능하도록 개발 되었다. 이동무대는 2개의 구동 휠과 조향 휠 구조로 설계하여 기존 차동 방식의 이동무대에 비해 기동성을 높였으며, 상승무대는 전고대비 수식 상승비가 10배 이상 가능하도록 맞물림 방식의 구조로 설계하였다. 또한, 공연연출에 필요한 모션 구현을 위해 경로계획 방법과 계획된 경로를 추종하기 위한 제어방법에 대해서도 제안하였다. 그리고 복합형 무대 시스템의 수평 이동 및 수식 상승 등 복합 모션 실험을 통해 그 성능을 검증하였으며, 공연 공간 디자인 도록을 제시하여 개발된 시스템이 공연에서 다양한 연출에 활용이 가능함을 보였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.21-28
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• 2020

본 논문에서는 새로운 형태의 전동 외발 손수레를 제안하였다. 제안된 전동 외발 손수레는 작업 동작을 감지하여 작업자의 의도에 따라 안전하고 균형을 잃지 않도록 하면서 자동으로 외발 손수레를 이동시킬 수 있도록 해 준다. 작업자가 손수레의 손잡이를 잡고 위 아래로 기울이면 외발 손수레에 장착된 방위각 센서를 이용하여 전후 방향의 각도인 피치각을 감지하고 이를 전후진 이동 의도로 간주하여 각도의 크기에 비례하는 속력으로 손수레의 바퀴를 가감속 제어하여 전후진시킨다. 또한 기존 손수레와 달리 적재함에도 추가의 자유도를 부가하여 회전할 수 있도록 하였고, 작업 중 손수레가 좌우 방향으로 기울어질 때 기울기인 롤각을 감지하고 이를 기반으로 하여 적재함이 항상 지면과 수평을 유지할 수 있도록 위치 제어하여 작업자가 손수레의 균형을 잃지 않고 안전하고 쉽게 손수레를 운전할 수 있도록 해 준다. 농업 현장이나 산업 현장에서 실제로 사용할 수 있도록 DC 모터와 인휠모터, 모터 드라이버, 2축 방위각 센서와 저가의 마이크로 컨트롤러를 사용하여 경제적이고 효율적인 제어 시스템을 구성하고 기구부 설계 제작도 수행하였다. 또한 피치각의 변화만 있는 경우, 롤각의 변화만 있는 경우, 그리고 피치각과 롤각이 동시에 변화하는 경우에 대한 실험을 통해 개발된 전동 외발 손수레의 안정성과 유용성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.275-282
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• 2018

산악트램은 기존 산악 도로에 매립형 궤도를 설치하여 무가선으로 주행할 수 있는 친환경 교통 시스템으로서, 결빙시에도 운행할 수 있는 장점이 있으나, 산악 도로의 급곡선과 급경사 구간을 주행해야 하는 어려움이 따르게 된다. 본 연구에서는 산악트램이 도로에 설치된 급곡선 급경사 궤도를 주행할 때의 기술적인 문제를 정의하고, 이 문제를 해결하기 위한 대차와 차체 연결 구조의 설계 방안을 제시하였으며, 시작품 제작 및 성능 시험을 통해 설계 방안의 효용성을 입증하였다. 급곡선 구간에서 내외 레일의 주행거리 차이가 심하게 발생하여 주행이 곤란해질 수 있으므로 좌우 차륜이 별개의 속도로 회전하는 독립구동 차륜을 개발하여 적용하였다. 기존 2대차-1차체 차량에서 발생할 수 있는 곡선구간에서의 공격각 및 횡압 증가에 따른 탈선을 방지하기 위해 1대차-1차체 차량을 설계하여 실제 적용하였다. 독립 구동차륜과 1대차-1차체 구조의 시험 차량 시작품을 제작하였고, 소형 궤도에서 시험 운행을 실시하여 성능을 검증하였다. 산악트램이 곡선과 경사를 통과할 시에 차체 간에 발생하는 3방향 회전 대변형을 흡수하기 위해 연결기를 설계하여 축소 시작품을 제작하였으며, 작동 시험을 실시하여 성능을 검증하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제40권1호
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• pp.78-85
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• 2004

SSBL ${\circ}$ 핑거동기 바이오텔레메터리 방식과 시스템을 사용하여 핑거를 부착한 어류의 행동 추적실험을 실시하였다. 이상의 연구 성과를 정리하면 다음과 같다. 1) 수조의 추적실험에서는 어류의 대략적인 행동을 관측할 수 있기 때문에 어류의 이동경로의 계측치와 대체적인 관측치를 비교하면서 어류의 이동경로와 속도 등을 조사하였다. 계측한 잉어의 행동이 관측치와 대체적으로 일치하였으며, 3차원으로 추적이 가능하였다. 잉어의 평균 이동속도는 11.2cm/s로 거의 적당한 결과를 얻을 수 있었다. 2) 계류장의 추적실험에서는 상하, 좌우 방향으로 회전가능한 지지 파이프에 수파기를 설치하고 수파기를 회전시키며 자연상태에서 어류의 이동경로와 속도 등을 조사하였다. 방어의 행동이 상세하게 추적 가능함을 확인할 수 있었으며, 방어의 평균이동 속도는 439cm/s이었다. 이상에 의해 본 연구에서 개발한 SSBL ${\circ}$ 핑거동기 바이오텔레메터리 방식에 의하면 수신계의 고도화만으로도 핑거를 부착한 어류의 상세한 행동추적 이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국운동역학회지
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• 제19권1호
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• pp.67-75
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• 2009

이 연구는 목표위치가 볼링투구동작에 미치는 영향을 분석하는데 그 목적이 있다. 이를 위해서 볼링경력이 4년이상의 여자 고교선수 4명을 대상으로 비디오카메라를 이용한 3차원영상을 통해 볼링투구동작을 분석하였다. 이 결과를 보면, 1번 핀을 처리할 때는 목표위치를 향하여 고관절회전각은 다운스윙에서 백스윙정점까지 크게 유지하고 있는 것을 알 수 있었다. 7번 핀을 처리할 때는 투구하는 오른쪽 어깨측에 대하여 7번 핀은 좌측에 위치하고 있기 때문에 연구대상자의 볼중심위치의 좌우이동이 가장 낮게 나타났고, 릴리즈구간에서 소요시간과 수평속도가 가장 높게 나타났다. 어깨기울기각은 백스윙정점에서 릴리즈구간으로 갈수록 크게 증가하였으며, 좌측방향으로 투구동작이 이루어지고 있기 때문에 어깨회전각이 작게 나타나는 것을 알 수 있었다. 10번 핀을 처리할 때는 릴리즈구간에서 어깨회전각과 동체뒤틀림각이 가장 크게 나타나는 것을 알 수 있었다. 따라서 목표위치는 볼링투구동작에 영향을 미친다고 할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1789-1793
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• 2008

전자파표면유속계는 홍수유속측정을 위하여 개발된 기기로 평 갈수기에는 유속측정이 불가하여 프로펠러 유속계를 이용하고 있다. 현재 보급된 전자파표면유속계는 하천의 흐름방향에 나란하게 설치하였을 때에만 유속을 측정할 수 있는 기기의 구조상의 한계성 때문에 교량이 없는 지점에서는 유속측정이 불가하여 유량산정을 할 수가 없다. 또한 편각측정이 불가능하여 기기를 각 측선마다 이동 설치하여야 하기 때문에 유속측정시 효율성 떨어진다. 이에 홍수시 유량측정의 효율성을 증대시키고 전자파표면유속계의 활용도를 높이고자 편각측정이 가능하도록 전자파표면유속계의 성능을 개선하는 것이 본 연구의 주된 목적이다. 전자파표면 유속계에서의 편각 측정은 하천의 유속방향을 기준으로 정면에서 측정하면 수평 편각이 0도가 되며 좌우로 안테나를 회전하여 움직인 각도가 측정 편각으로 결정된다. 현장에서 전자파표면유속계의 사용시 편의성을 높이고 유량측정을 효율적으로 하기 위해서는 가급적 편각을 크게 해서 측정을 해야 하지만, 편각이 증가하면 전자파의 물리적 특성 때문에 반사된 신호의 수신 크기가 감소하여 측정이 불가능하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 유속 측정시 전자파 출력을 기존의 시스템보다 높게 물표면에 발사하여야 하며 안테나를 포함한 RF 모듈의 수신감도 및 지향성이 개선되어야 한다. 이에 편각측정이 가능하도록 이러한 사항에 주안점을 두어 새로운 시스템을 구성하였다. 수신감도 향상을 위해서는 물표면에 반사되어 돌아오는 신호를 가장 먼저 수신하는 안테나의 특성이 중요하며 그 다음 수신용 증폭기, IF 증폭기 순으로 개선이 필요하다. 본 연구에서는 안테나의 형태를 기존 파라볼릭 안테나에서 위상 배열 평면안테나로 변경하였으며, 이에 따른 이점으로는 송수신부를 분리하여 하나의 평면에 두 개의 안테나를 구성할 수 있다는 사항이다. 즉 외형적으로는 하나의 안테나로 보이지만 두 개의 안테나가 하나로 구성된 것이다. 송수신부를 분리하는 형태는 기존 파라볼릭 안테나에선 불가능한 구조로 변경에 따른 수신감도 향상은 수치적으로 10dB 이상 개선하였다. 송수신부 분리가 수신감도에 영향을 미치는 이유는 물표면으로 발사된 송신 신호의 일부가 수신단으로 유입되는 현상으로 누설되는 송신 신호를 최대한 차단하는 분리도가 수신 신호 검출에 직접적인 양향을 주기 때문에다. 평면 안테나를 적용하면 기존 파라볼릭 안테나에서 사용하던 써큘레이터라는 부품을 삭제할 수 있으며, 안테나의 구조적인 분리를 통해서 수신감도를 개선할 수 있었다. 안테나의 지향성은 발사하는 전자파의 빔폭 성능과 일치하며 각도 단위로 표시한다. 각도 값이 작을수록 전자파의 에너지가 한 곳에 집중된다고 말할 수 있다. 즉 빔폭이 크면 측정시 반사면적이 커져 정확한 지점의 유속을 측정하기 어려운 문제가 발생한다. 본 연구를 통해 빔폭은 기존 안테나 대비2도를 개선하였으며 25%의 개선 효과를 얻었다. 또한 수신감도 및 지향성 개선과 더불어 전자파의 출력을 기존 장비 대비하여 1.6배를 증가하여 편각측정을 위한 전자파표면 유속계의 성능을 개선하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제24권12호
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• pp.25-33
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• 2019

본 논문은 목표한 방향으로 자유롭게 기동할 수 있는 새 크기의 물리기반 날갯짓 비행로봇 시뮬레이션을 위한 동역학적 신경망 컨트롤러를 생성하는 통합적인 진화연산 방법을 제시한다. 제안된 진화로봇 시스템은 날갯짓 비행의 추가적인 민첩성과 안정성을 위하여 Morphological Computation 개념을 응용한 간단한 날개 순응성 모델과 그와 통합된 Mechanosensory 정보를 활용한다. 역학적으로 불안정한 날갯짓 기동의 안정성 개선을 위해 로봇의 날개는 회전스프링으로 팔의 골격에 연결된 여러개의 패널들로 모델링되어, 새의 깃털에서 영감을 받은 단순한 형태의 날개 유연성을 시뮬레이션 하도록 설계되었다. 신경망 컨트롤러 역시 생물학적으로 의미있는 좌우대칭적 연결구조를 가짐과 동시에 최대의 진화연산 탐색 가능성을 위해 두 개의 fully-connected 신경망 모듈로 이루어지며, 이를 위한 센서정보로서 항법센서와 더불어 각 날개패널의 움직임 보들이 입력되어진다. 이러한 설계는 각 패널센서로 하여금 잠재적으로 신경망의 날갯짓 패턴 생성에 관여하게 함과 동시에, 날개에 가해지는 힘의 감지와 패널의 굽어짐으로 인한 날개 순응성으로부터 얻을 수 있는 비행의 민첩성과 안정성 향상을 동시에 유도할 수 있다. 본 시스템으로 진화된 날갯짓 로봇은 실시간으로 주어지는 목표방향으로의 효과적인 기동과 함께, 외부의 공기역학적 섭동에 대하여도 더욱 안정적인 비행을 유지함을 보여준다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5B호
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• pp.469-479
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• 2006

본 연구에서는 사행수로에서 주 흐름과 이차류의 특성을 정량적으로 분석하고자 중심각이 $150^{\circ}$이고 사행도 1.52인 S자형 사행수로에서 실험을 수행하였다. 평균수심과 유량을 달리하여 다양한 실험 조건 하에서 수행한 실험을 통해 다중 만곡부를 갖는 사행수로에서 이차류의 공간적 변화양상을 관찰하였다. 실험결과, 주 흐름은 실험조건에 관계없이 직선구간에서 좌우 대칭적인 유속분포를 보였고, 만곡부에서는 내안쪽에 최대유속이 발생하고 외안쪽에 최소유속이 발생하는 현상을 발견 할 수 있었다. 이렇게 주 흐름이 최단노선을 따라 발생하는 현상은 기존 연구자들의 결과와 일치하는 것이다. 이차류의 거동은 첫번째 만곡부보다 두 번째 만곡부에서 더욱 활발하게 발달하고 외안 회전류가 뚜렷히 나타남을 발견하였다. 이차류의 강도는 직선구간에서는 낮게 나타나고 만곡부에서는 증가하는 주기적인 현상을 보였으며, 만곡부의 이차류 강도가 직선구간보다 2~3배 크게 나타났다. 또한, 두 번째 만곡부에서 이차류 강도의 최대값이 발생했다. 주 흐름방향의 난류 강도와 Reynolds 전단응력을 분석한 결과, 주 흐름 난류 강도는 주 흐름의 유속편차가 클수록 증가하는 것으로 나타났고 Reynolds 전단응력은 주 흐름방향 유속의 편차가 크게 벌어지는 동시에 이차류가 활발히 생성되는 지점에서 크게 나타나는 경향을 보였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권2호
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• pp.72-78
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• 2011

본 연구의 목적은 토모테라피(Hi-ArtII, TomoTherapy, USA) 치료 시 Bodyfix system (Medical Intelligence, Ele-kta, Schwabmuchen, Germany)에서 진공압박(Vacuum compression)에 따라 환자 위치잡이오차(Patient's setup-errors)를 평가하고자 하였다. Bodyfix system와 진공압박을 적용한 토모테라피를 이용하여 치료를 시행한 흉복부 환자 21명을 선정하였으며, 모든 환자는 치료 전 촬영된 총 477개의 메가볼테이지 전산화단층촬영(Mega-voltage computed tomography, MVCT)영상을 얻었다. 이를 통하여 확인된 좌우방향(Medial-Lateral direction, ML), 앞뒤방향(Anterior-Posterior direction, AP), 상하방향(Superior-Inferior direction, SI)과 SI중심축 회전각(Rotational angle of SI axis direction, Roll)에 대한 오차를 기록하고, 분석하였다. 세 방향 및 Roll에 대한 상관관계와 진공압박 정도가 다르게 적용된 다섯 그룹에 대하여 setup-errors를 분석하기 위해 각각 Pearson's product-moment coefficient와 One-way ANOVA를 이용하여 통계적으로 분석하였다(p<0.05). 분석결과 Systematic errors의 평균은 AP에서 6.00 mm, 표준편차는 SI에서 5.95 mm로 큰 오차를 보였다. Random errors의 평균은 SI방향에서 4.72 mm로 큰 오차가 발생하였다. 관계분석에서는 상관계수가 ML-Roll과 AP-Vector는 0.485, 0.244이고, SI-Vector에서 관계가 제일 높았다(0.637). 또한, 진공압박 정도가 다르게 적용된 다섯 그룹(Pressure range: 30~70 mbar) 사이의 setup errors를 분석한 결과 ML, SI방향과 Roll에서 모두 p=0.00 (p<0.05)로써 유의한 차이를 보였으며, SI방향에서 진공압박에 따른 오차 평균은 40 mbar과 70 mbar그룹에서 4.78 mm, -0.74 mm였다. 본 연구에서는 진공압박과 setup-errors의 평가를 통계적으로 분석하였으며, 압박 정도에 따라 SI방향에서 setup-errors의 차이를 확인하였다. 최종적으로 setup-errors와 내부장기의 움직임을 고려하자면 Bodyfix system을 이용한 진공압박을 적용시 최소 50 mbar 이상을 사용해야 할 것이다. 본 연구결과를 토대로 진공압박의 정확성과 내부장기 및 종양의 움직임을 정량적으로 분석할 필요가 있다고 판단된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권4호
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• pp.405-414
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• 2008

이 연구에서는 고위도 하부 열권 역학을 좌우하는 물리적 과정을 이해하기 위하여, 상이한 행성간 자기장(Interplanetary Magnetic Field, IMF)에 따른 남반구 고위도 하부 열권에서의 소용돌이도(vorticity)와 발산(divergence)을 분석하였다. 이 연구를 위하여 미국립대기연구소(National Center for Atmospheric Research, NCAR)의 열권-이온권 전기역학적 대순환 모델(Thermo sphere-Ionosphere Electrodynamic General Circulation Model, TIEGCM)을 이용하였다. 소용돌이도와 발산 분석은 전체 수평 바람장을 최종적으로 결정하는 운동량원(momentum source)을 밝히는데 도움을 주는 근원적인 흐름을 파악할 수 있게 해주며, 운동량원들의 상대적인 강도를 분석해내는데 좋은 도구가 된다. 고위도 하부 열권의 평균 바람장은 태양 복사와 쥴가열에 의해 유발되는 발산운동 보다는 이온대류에 의해 유발되는 회전운동에 의해 주로 지배된다는 것이 확인되었다. $IMF{\neq}0$와 IMF=0인 경우의 고위도 열권 하부에서의 소용돌이도 차이(difference vorticity)가 모든 IMF 조건에서 발산장 차이(difference divergence)에 비해 훨씬 더 크게 나타났다. 이는 IMF가 발산적인 흐름보다 회전적인 흐름에 더 강하게 영향을 끼치며, 나아가 IMF가 발산운동을 유발하는 에너지 유입보다는 회전운동을 유발하는 운동량 유입에 더 강하게 영향을 끼침을 의미한다. IMF의 방향에 따라 고위도 하부 열권에서의 소용돌이도 차이의 양상이 매우 달랐다 $B_y$가 음일 때는 지자기 위도 $-70^{\circ}$ 이상의 고위도에서 극을 중심으로 양의 소용돌이도 차이가 나타나고 $B_y$가 양일 때는 음의 소용돌이도 차이가 나타났다. $B_z$가 음인 경우 소용돌이도 차이가 저녁 영역에는 양이고 새벽 영역에는 음이며, $B_z$가 양인 경우에는 반대의 분포를 보였다. $B_z$가 음일 때가 양일 때보다 소용돌이도 차이가 더 큰 것으로 확인되었는데, 이는 IMF $B_z$가 남쪽으로 향할 때가 북쪽으로 향할 때보다 고위도 이온권의 이온대류를 더 강화시켜 열권 중성대기의 회전적인 흐름을 더 강하게 유발시킴을 의미한다.