Jo, Kyungmin;Bae, Eunkyung;You, Hyeonseok;Choi, Jaesoon
대한의용생체공학회:의공학회지
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제41권4호
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pp.154-164
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2020
Various simulator systems for surgery training have been developed and recently become more widely utilized with technology advancement and change in medical education adopting actively simulation-based training. The authors have developed tissue-instrument interaction modeling and graphical simulation algorithms for an arthroscopic surgery training simulator system. In this paper, we propose algorithms for basic surgical techniques, such as cutting, shaving, drilling, grasping, suturing and knot tying for rotator cuff surgery. The proposed method constructs a virtual 3-dimensional model from actual patient data and implements a real-time deformation of the surgical object model through interaction between ten types of arthroscopic surgical tools and a surgical object model. The implementation is based on the Simulation Open Framework Architecture (SOFA, Inria Foundation, France) and custom algorithms were implemented as pulg-in codes. Qualitative review of the developed results by physicians showed both feasibility and limitations of the system for actual use in surgery training.
본 논문에서는 5GHz 대역의 $2{\times}2$ 배열 안테나를 연구하였다. 선로 방식으로는 마이크로 스트립 방식을 채택하였고 안테나 제작 및 특성을 측정하였다. 각 선로방식의 안테나에 대한 주파수와 반사손실에 관한 파라미터 특성을 HFSS(High Frequency Structure Simulator)를 통해 분석하고 이것을 이용하여 안테나를 설계하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 $2{\times}2$ 마이크로스트립 배열 안테나를 설계하고, 유전율 4.4, 두께 1.6mm인 FR4-epoxy 기판을 사용 하여 포토리소그래피 방법으로 안테나를 제작하였다. 제작된 $2{\times}2$ 배열 안테나는 중심 주파수 5.3GHz, 입력반사손실 -24dB, 대역폭 390MHz 의 동작특성을 보였다.
본 논문에서는 UWB(Ultra Wide Band) 통신 시스템에서 사용할 수 있는 CPW(Coplanar Waveguide) 급전 방식을 이용한 새로운 UWB 안테나를 설계 제작하여 측정하였다. CPW-fed 평면 슬롯 안테나는 광대역, 저비용과 무선 주파수 프론트 엔드 회로와 함께 간단히 집적화 시킬 수 있는 이점들을 가지고 있다. 제안된 안테나의 전산 모의실험에는 Ansoft사의 FEM(Finite Element Method) 방식의 HFSS(High Frequency Structure Simulator)를 사용하였다. 두께 1.6 mm, 유전율 4.4의 FR-4 기판을 사용하여 제작하였다. 제안된 안테나는 UWB 통신 시스템에서 사용되는 3.1~10.6 GHz에서 VSWR(Voltage Standarding Wave Ratio)${\leq}2$임을 만족하였다. 측정된 최대 이득은 3 GHz에서 2.61 dBi, 6 GHz에서 4.95 dBi, 8 GHz에서 2.89 dBi, 11 GHz에서 7.35 dBi이다.
본 논문에서는 5GHz 대역의 이중 T 구조를 갖는 CPW 안테나를 연구하였다. 안테나에 대한 주파수와 반사손실에 관한 파라미터 특성을 HFSS(: High Frequency Structure Simulator)를 통해 분석하고 이것을 이용하여 안테나를 설계하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 5GHz 대역에서 사용 가능한 이중 T 구조 CPW 안테나를 설계하고, 설계 된 안테나를 유전율 4.4, 두께 0.8mm인 FR4-epoxy 기판을 사용 하여 포토리소그래피 방법으로 안테나를 제작하였다. 제작된 안테나는 최종적으로 회로망 분석기(Network Analyzer)를 통해 안테나 특성을 분석하였다. 제작된 CPW 이중 T 구조 안테나는 중심주파수 5.29GHz, 입력반사손실 -34dB, 임피던스 $49.6{\Omega}$의 결과 값을 보였다.
공정관리분야 전산 소프트웨어는 개발초기의 단순한 일정계산결과 제공에서 기성관리, 진도관리, 자원관리 등의 결과까지 제공하고 있으나, 여전히 2D 개념의 분석결과만을 제공하고 있다. 최근 국내외에서 개발되고 있는 공정관리시스템은 기존의 2D 공정표 (시간)와 3D 도면 (공간)을 연계한 4D 개념으로 발전되고 있다. 본 연구에서는 4D 시스템의 기본적 접근이론과 현재까지 개발된 대표적 4D 시스템들의 주요 기능분석을 통하여, 현재의 4D 공정관리시스템이 갖고 있는 활용상 문제점과 향후 개선방향을 분석하였다.
무선인터넷의 수요가 급증하게 되면서 현재 사용하고 있는 2.4 및 5GHz 통신 대역은 포화상태에 도달하여 성능과 속도가 저하되고 있다. 따라서 본 논문에서는 향후 사용 가능한 10GHz 대역의 슬롯 패치 안테나 동작 특성을 설계 변수인 폭(W)과 길이(L), sL, sW, feed L, feed W를 변화시키며 HFSS(: High Frequency Structure Simulator)를 통해 분석하고 이를 바탕으로 설계된 안테나를 유전율 4.4의 FR-4 기판을 사용하여 슬롯 패치 안테나를 제작하였다. 제작된 안테나는 Network Analyzer를 이용하여 제작된 슬롯 패치 안테나의 주파수 동작 특성을 분석하였다. 제작된 슬롯 패치 안테나는 각각 중심주파수 10.23GHz, 반사손실 -32dB, -10dB 대역폭 420MHz으로 우수한 동작 특성을 보여주었다.
In this paper, a real-time multibody vehicle dynamics and control model has been developed for a virtual reality intelligent vehicle simulator. The simulator consists of low PCs for a virtual reality visualization system, vehicle dynamics and control analysis system a control loading system, and a network monitoring system. Virtual environment is created by 3D Studio Max graphic tool and OpenGVS real-time rendering library. A real-time vehicle dynamics and control model consists of a control module based on the sliding mode control for adaptive cruise control and a real-time multibody vehicle dynamics module based on the subsystem synthesis method. To verify the real-time capability of the model, cut-in, cut-out simulations have been carried out.
본 논문에서는 5GHz 대역의 무선랜에 적합한 억세스 포인터용 안테나를 설계 제작하였다. 설계된 안테나는 비교적 높은 이득과 광대역을 얻을 수 있는 $2{\times}2$ 평면 배열 마이크로 스트립 패치 안테나를 선택하였다. 대역폭 확대와 고이득에 중점을 둔 $2{\times}2$ 평면 배열 마이크로 스트립 패치 안테나를 패치의 크기, 패치 간격 등의 설계 파라미터에 대한 영향을 HFSS (High Frequency Structural Simulator)을 이용하여 분석 한 후, FR-4 기판을 사용하여 안테나를 제작하고 특성을 분석하였다. 제작된 안테나 특성 측정 결과, 안테나의 중심 주파수는 5.06GHz, 반사손실은 -44dB, -10dB 대역폭은 200MHz의 특성을 보였고, 또한 VSWR은 1.1의 값을 얻을 수 있었다.
This paper presents bounding space(BS) management for real-time visual simulation when using GK-DEVS models. Since GK-DEVS, extended from DEVS formalism, has information of 3D geometry and 3D hierarchical structure, we employs three types of bounding spaces: BS of its own shape, BS of its children GK-DEVS, and total BS. In addition to next-event scheduling functionality of previous GK-Simulator, its abstract simulation algorithms is extended to manage the three types of BSs so that BSs can be utilized in the rendering process of a renderer, so called GK-Renderer, We have implemented the method and evaluated it with an automated manufacturing system. In the case study, the proposed BSs management method showed about 2 times improvement in terms of rendering process speed.
본 연구에서는 현장 실험 조성의 제약을 극복하기 위해 3차원 가상현실(virtual reality)로 설계중인 도로를 모델링한 후, 피실험자가 Eye camera가 장착된 차량 시뮬레이터 (driving simulator)에 탑승하고 주행하면서 운전자가 행하는 선형변화에 대한 동적 반응 및 운전자의 시각행태에 대한 데이터를 획득하였다 본 실험에 적용된 차량시뮬레이터의 그래픽 모듈은 동역학 해석 모듈에 의해 얻어진 데이터를 기초로 하여 운동재현기와 가상환경의 일치감들 최대로 함으로써 피실험자로 하여금 차량시뮬레이터의 비현실성 및 부작용을 최소화하도록 하였다. 또한, Eye camera는 기존의 여타 장비와는 달리 운전자가 헬멧이나 렌즈 등 어떠한 부착장치도 착용하지 않고 실험할 수 있는 FaceLAB을 사용함으로써 운전자의 자연스러운 시각행태를 아무런 데이터 손실없이 획득하였다. 본 연구에서는 조사된 데이터를 바탕으로 도로 안전성을 평가하기 위해 차량 시뮬레이터, Eye camera방법을 통해 설계시 도로 기하구조 변화에 따라 운전자가 느끼는 안전성의 변화를 파악함으로써 도로 기하구조 조건과 안전성의 상관성을 명확하게 규명하고 이를 통해 운전자가 도로 주행시 편안하고 쾌적한 주행을 보장받을 수 있는 도로를 설계 단계에서부터 평가할 수 있는 방법을 제시하려고 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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