• 대한기계학회논문집A
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• 제35권8호
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• pp.883-888
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• 2011

복강경을 이용한 수술법은 입원 기간 단축 및 상처의 감소라는 장점이 있지만 수술 도구 끝단의 움직임의 제한으로 인한 수술 난이도의 증가라는 단점이 있다. 이를 숙련시키기 위해 동물을 이용하여 대체수술을 하거나, Surgery training tool set을 이용하여 조작 기술 습득을 위한 훈련을 하고 있다. 하지만 이 방법들은 사람에게서 느껴지는 촉감을 그대로 재현하지 못한다. 따라서 본 논문은 4-자유도계의 복강경 수술 의료 훈련 시뮬레이터를 통해 원활한 햅틱 피드백을 제공하였다. 햅틱 장비의 기본 요구조건인 무중력, 무마찰 상태를 만족시키기 위해 장비의 중력 및 마찰력을 측정하였다. 이를 위해 의료 시뮬레이터의 모델링을 하여 시술기에 작용하는 중력과 마찰력을 측정하고 이를 선형화 시킨후 이를 토대로 보상기를 모델링하고 이를 검증하였다.

• 융합정보논문지
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• 제12권1호
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• pp.22-30
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• 2022

인적오류로 발생하는 화학사고를 예방하고자 첨단 기술을 응용한 화학사고 예방 및 대응 훈련 프로그램을 개발하였다. 기존에 구축된 파일롯 플랜트(pilot plant)를 바탕으로 가상의 공정을 설계한 후, 화학사고 대응 컨텐츠를 개발하였다. 컨텐츠 구현을 위하여 파일롯 설비 일부를 개조하여 원격제어기능을 부여하였다. 또한, 가상환경에서 설비를 제어할 수 있는 DCS 프로그램을 개발하였으며, AR과 연동하여 최종적으로 가상의 화학사고를 대응할 수 있는 화학공정 운전원 교육(OTS)을 개발하였다. 이를 통해 훈련자가 직접 장치를 조작해봄으써 운전역량을 쌓을 수 있고, 가상의 화학사고를 대응함으로써 비상시 대처능력을 기를 수 있었다. 본 연구와 같은 차세대 OTS가 화학산업에 널리 보급된다면 인적오류에 의한 화학사고를 예방하는데 크게 기여할 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제35권3호
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• pp.187-195
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• 2011

선박운항자의 인적사고 방지 및 운항 훈련을 위한 방안으로 선박 운항 시뮬레이터가 사용된다. 선박운항 시뮬레이터에서 실시간 3D 가시화 기술은 현실감 있는 직관적인 영상을 제공하여 피교육자에 인지력을 향상시켜 시뮬레이터의 교육 효과를 높이는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 공개형 3D 그래픽 엔진을 기반으로 선박 운항 시뮬레이터용 실시간 3D 가시화 시스템을 설계하고 구현한 결과에 대해서 설명한다. 실시간 3D 가시화 시스템은 요소 기능, 기존 그래픽 데이터 활용, 타 시스템과의 연동 측면에서 도출된 운용 요구사항들을 만족하며 추가적인 기능의 확장이 용이한 구조로 설계되었다.

• 항공우주기술
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• 제7권1호
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• pp.1-7
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• 2008

국토해양부 지원을 통해 수행되는 KA-32 훈련용 헬기시뮬레이터 개발 프로그램의 목적은, FAA AC 120-63의 레벨 C 요구규격을 충족하는 헬기 시뮬레이터를 개발하는 것이다. 한국항공우주연구원(KARI)은 개발 총괄 프로그램을 주관하고 있으며, 또한 비행 역학 모델을 개발하고 시뮬레이터 설계 데이터와 비행 시험 데이터에 기초를 충실도를 검증하는 업무를 담당하고 있다. 대상 헬기는 산림항공관리소에서 운용되고 있는 Kamov KA32T이다. 비행시험은 7월 30일에서 8월 31일까지 익산 산림항공관리소에서 수행되었다. 본 논문은 시뮬레이터 검증을 위한 비행시험데이터 획득에 필요한 장비장착 및 비행시험에 대한 내용을 기술하고 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권5호
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• pp.410-416
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• 2016

우리나라는 세월호 사고 이후 해양안전에 대한 중요성이 증대되고 있다. 특히, 해양관련 종사자들에 국한하지 않고 대국민 해양안전의식 고취를 위해 학교 및 해양관련 단체에서 다양한 교육훈련 및 체험교육이 시행되고 있다. 선원의 안전교육은 SOLAS 규정에 의거 여객선은 10일, 상선은 매월 1회 소화 및 퇴선훈련을 실시하고 있다. 세월호 사고 이후 교육훈련의 효과를 증대시키기 위해 교육 정원을 기존 40명에서 20명으로 줄여 모든 교육생이 실제 교육훈련에 참여할 수 있도록 하고 있다. 현재의 교육훈련 형태는 교재에 의거한 이론교육 실시 후 실제 실습을 행하는 2단계 교육훈련이 실시되고 있다. 하지만 현재 인적, 물적 여건상 교육생들에게 많은 실습시간 부여 및 소수인원으로 구성된 실습교육이 곤란한 상황이나 시뮬레이션 기법이 도입될 경우 실습 전 숙달된 능력으로 실습교육의 빠른 진행으로 많은 실제 실습교육 수행이 가능할 것이다. 이러한 이유로 이 연구에서는 해상안전교육 중 소화훈련의 효율성을 증대시키기 위해 총 3단계로 구분한 교육훈련을 제안하고자 한다. 즉, 이론 교육 후 시뮬레이션 기법을 통한 개인별 임무 숙지 및 장비 사용법에 대한 이미지트레이닝교육을 추가하고자 한다. 이러한 시뮬레이션 기법을 사용할 경우 이론교육으로 얻어진 지식을 바탕으로 실제 훈련 전 가상으로 먼저 시행함으로서 실습교육에 빠른 적응이 가능하며 시뮬레이션 특성상 실제 훈련에서는 곤란한 긴급상황 대처훈련 및 다양한 시나리오에 의한 반복훈련이 가능하다. 이렇게 실습 전 숙달된 능력을 바탕으로 실습교육의 진행 속도를 증가시켜 많은 실제 실습교육을 수행할 수 있어 교육훈련 효율성이 증대될 것이다. 실제 교육생 설문조사에 의하면 개인별 실습시간 부족을 지적하였다. 이러한 이유로 가상현실 기법을 이용한 시뮬레이터 개발이 필요하여 이 연구에서는 개발방법에 대해 고찰하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권2호
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• pp.232-237
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• 2018

국제해양사고조사포럼(MAIIF)의 조사에 따르면 1998~2009까지 밀폐공간진입 시 발생한 101건의 사고에서 93명의 사망자와 96명의 부상자가 발생하였다. 이에 국제해사기구(IMO)는 밀폐공간진입을 위한 지침과 SOLAS 1974 협약 제3장 규칙 19를 개정하여 주기적으로 선박에서 밀폐공간진입 훈련을 시행하도록 강제화 하였다. 밀폐공간진입 훈련은 실제적이고 진입 시의 위험성을 인식할 수 있도록 실시되어야 하며, 훈련 중 훈련참가자나 교육생들의 안전도 고려되어야 한다. 최근에는 교육 및 훈련효과의 향상을 위해 가상현실(VR) 교육 컨텐츠들이 다양한 분야에서 이용되고 있으며, 이러한 방법은 장소의 제한 없이 실제적이고 반복적인 학습에 장점을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 VR을 이용한 밀폐공간진입 훈련이 강의형 교육훈련과 비교하여 어떤 효과와 특징 및 차별성이 있는지 훈련참가자들에 대한 정량적 평가와 설문을 통해 확인하였다. 평가 및 설문분석을 통해 VR을 이용한 밀폐공간진입 훈련 참가자들의 학습요소에 대한 숙지도가 강의형 교육훈련 참가자들보다 우수하였고, 교육방식에 대한 참가자들의 주관적 선호도도 VR을 이용한 훈련이 높게 나타났다. 연구결과 VR을 이용한 훈련의 학습효과를 확인할 수 있었으며, VR을 이용한 선상훈련은 동영상 및 시뮬레이터와 같이 효과적인 교육방식으로 이용될 수 있을 것이다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2017년도 추계학술발표대회
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• pp.909-912
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• 2017

컴퓨터를 이용한 가상훈련체계를 구현하는데 있어, 청각적인 요소는 시각적인 요소 다음으로 인간의 중요한 인지 능력을 담당한다. 특히 청각 능력의 향상은 훈련 시의 성과와 밀접한 관련을 가지고 있으며, 훈련 효과 향상에 기여하는 바가 높다. 본 논문에서는 이와 같은 가상훈련체계를 구축하는데 있어 반드시 필요한 음향시스템을 기존에 단순한 재생이 아닌 사용자 혹은 개발자가 필요로 하는 음원을 직접 저작할 수 있는가에 초점을 두었으며, 머리전달함수(HRTF: Head Related Transfer Function)를 이용한 음원을 수정 및 편집하고 사용할 수 있는 시험체계를 개발하였다. 체계 성능 평가를 위하여 기능 및 청감 테스트를 실시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.430-436
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• 2018

궤도보수용 특수철도차량은 열차 운행동안 철도차량의 진동저감 및 승차감 향상을 위하여 다양한 궤도틀림을 조정하는 탬핑장치를 장착한다. 궤도틀림의 선형화 작업에 대한 인적 오류를 감소하기 위하여 실제 탬핑작업의 착오를 바로 확인할 수 있는 모의 훈련연습기의 개발이 중요하다. 기존 2차원 시뮬레이터의 현실성 및 훈련효과를 높이기 위하여 본 연구에서는 가상현실 공간상에서 본 특수철도차량의 탬핑작업에 대하여 3차원 시뮬레이터 모델링을 구현하였다. 탬핑작업동안 고화질화면 작동 시 발생되는 버퍼링 문제는 고화질 다각형 모델링에서 추출한 로우 다각형의 Unwrap UVW 매핑기법을 사용하여 해결하였다. 탬핑작업의 훈련시 발생하는 인적오류는 침목과 탬핑유니트의 탬핑타인 충돌 유무를 원과 사각형 충돌원리로 감지된다. 또한 충돌과 동시에 작업운전실 의자의 진동이 발생되며, 모의연습기 화면에 침목 타격수량이 현시되므로 훈련생의 숙달정도까지 인지하도록 제작되었다. 그리고 침목위에 튀어 오른 자갈은 차량주행 안전성 심각한 영향을 미치므로 탬핑유니트에 자갈 튀는 효과를 적용하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.455-457
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• 2012

우리나라를 비롯한 전 세계의 최근 물동량 증가로 우리나라 항만에 입출항 척수가 지속적으로 증가하고 있다. 이로 인해 연안 해역뿐만 아니라 원양 해역에서도 선박간의 조우 상황이 다수 발생하고 있으며, 특히 국내 연안 해역은 빈번한 선박 조우로 인한 해양사고 발생이 상당히 빈번하게 발생하고 있는 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 선박 및 해양 관련 업무 종사자들의 인적과실로 인한 해양사고를 예방하고, 해기인력의 질 향상을 위한 기초연구에 그 목적이 있다. 또한 이 연구를 통하여 해기인력의 해양사고예방을 위한 기존 시스템의 하드웨어 및 소프트웨어적인 측면에서 미흡한 부분을 보완하는 자료로 활용하고, 해기인력의 운항능력향상에 중점을 둔 기존 IT기반 시뮬레이터의 문제점과 개선 방안 등을 기초로 향후 해양사고 예방용 통합 시뮬레이션 개발의 주요자료로 활용할 수 있을 것이다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2001년도 춘계학술발표논문집 (하)
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• pp.841-844
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• 2001

원자력 발전소의 에너지를 생성하는 원자로의 동특성(Reactor Dynamic Characteristics)은 반응도(Reactivity) 영향인자가 변하여 원자로에 가해지는 외란(disturbances)에 의한 반응도 궤환(feedback)과 부가적으로 변하는 각종 원자로 계통의 설계변수 들에 대한 복잡한 노물리 현상을 통해 결정되며 이러한 현상을 이해하는 것은 원자력 발전소 종사자에게는 무척이나 중요한 일이다. 본 고에서는 가상현실 등 첨단기법을 이용하여 전력연구원에서 개발한 교육지원시스템(VRCATS)의 일환으로 강의실 이론 교육 시에 원격으로 시뮬레이터에 접속하여 각종 반응도 변화를 통한 원자로 노심상태 즉, 노심 내 전체 중성자속분포, 각종 온도 분포를 실시간으로 3 차원으로 보여주며, 시간에 따른 제논, 보론농도 등 반응도 변화 인자 및 총 반응도 변화추이 등을 감시 할 수 있는 컴퓨터 지원 노심설계 및 훈련 시스템(PREMARK) 개발 내용 및 특징을 기술하였다.