• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.372-377
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• 2007

For more than 2,500 years, surgical teaching has been based on the so called "see one, do one, teach one" paradigm, in which the surgical trainee learns by operating on patients under close supervision of peers and superiors. However, higher demands on the quality of patient care and rising malpractice costs have made it increasingly risky to train on patients. Minimally invasive surgery, in particular, has made it more difficult for an instructor to demonstrate the required manual skills. It has been recognized that, similar to flight simulators for pilots, virtual reality (VR) based surgical simulators promise a safer and more comprehensive way to train manual skills of medical personnel in general and surgeons in particular. One of the major challenges in the development of VR-based surgical trainers is the real-time and realistic simulation of interactions between surgical instruments and biological tissues. It involves multi-disciplinary research areas including soft tissue mechanical behavior, tool-tissue contact mechanics, computer haptics, computer graphics and robotics integrated into VR-based training systems. The research described in this paper addresses the problem of characterizing soft tissue properties for medical virtual environments. A system to measure in vivo mechanical properties of soft tissues was designed, and eleven sets of animal experiments were performed to measure in vivo and in vitro biomechanical properties of porcine intra-abdominal organs. Viscoelastic tissue parameters were then extracted by matching finite element model predictions with the empirical data. Finally, the tissue parameters were combined with geometric organ models segmented from the Visible Human Dataset and integrated into a minimally invasive surgical simulation system consisting of haptic interface devices and a graphic display.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제39권4호
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• pp.389-399
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• 2014

Purpose: This study was aimed at developing a tractor-driving simulator for the safety training of agricultural tractor operators. Methods: The developed simulator consists of five principal components: mock operator control devices, a data acquisition and processing device, a motion platform, a visual system that displays a computer model of the tractor, a motion platform, and a virtual environment. The control devices of a real tractor cabin were successfully converted into mock operator control devices in which sensors were used for relevant measurements. A 3D computer model of the tractor was also implemented using 3ds Max, tractor dynamics, and the physics of Unity 3D. The visual system consisted of two graphic cards and four monitors for the simultaneous display of the four different sides of a 3D object to the operator. The motion platform was designed with two rotational degrees of freedom to reduce cost, and inverse kinematics was used to calculate the required motor positions and to rotate the platform. The generated virtual environment consisted of roads, traffic signals, buildings, rice paddies, and fields. Results: The effectiveness of the simulator was evaluated by a performance test survey administered to 128 agricultural machinery instructors, 116 of whom considered the simulator as having potential for improving safety training. Conclusions: From the study results, it is concluded that the developed simulator can be effectively used for the safety training of agricultural tractor operators.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.33-42
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• 2008

시뮬레이션이 현실적으로 수행하기 어려운 시스템을 모의 실험한다는 특성상 대상 시스템은 크고 복잡한 경우가 많으며, 이러한 시스템의 변화를 관찰하고자 한다면 시뮬레이션 모델구조와 애니메이션 또한 그와 비슷한 복잡도로 행해져야 한다. 그러나, 모든 시스템 구성 요소들을 한꺼번에 애니메이션 하는 일은 복잡도 때문에 관찰하고자 하는 시스템 영역에 대한 초점을 흐리게 할 수 있다. 또, 시뮬레이션이 많은 컴퓨팅 자원을 요구하는 일인 것을 고려할 때, 복잡한 애니메이션 처리는 시스템에게 더욱더 많은 부하를 준다. 이와 관련한 문제를 해결하고자 전체 시스템 중 관찰하고자하는 특정 계층을 사용자가 선택하여 애니메이션 하는 계층적 애니메이션 기법이 제안되었다. 하지만, 이 연구에는 모델 작성자가 시뮬레이션의 동적 특성에 맞는 애니메이션 모델링을 체계적으로 기술 할 수 있는 모델링 형식은 정의되어 있지 않다. 이 연구에서는 계층적 애니메이션이 가능한 시뮬레이션 모델을 좀 더 체계적으로 정의 할 수 있도록 DESHA 형식론을 정의하고, 기존 연구의 구현물을 개선하여 DESHA 모델 실행 환경인 DESHA-C++로 정의하였다. 또, 이러한 계층적 애니메이션이 가능한 시뮬레이션 모델링 방식이 다양한 영역에서 활용될 수 있도록 DESHA와 HLA를 연동한 분산 시뮬레이션 모델링 환경을 제안하고 개발하였다.

• 디자인학연구
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• 제17권2호
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• pp.437-450
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• 2004

컴퓨터 시스템의 발전과 정보를 표현할 수 있는 미디어의 발달은 사용자와 제작자 모두에게 다량의 디지털데이터 속에서 원하는 정보를 어떻게 얻을 것인가 하는 문제를 안겨줬다. 이에 제작자에게는 정보시각화 프로세스의 표준을 제시하고 사용자에게는 효율적인 인터페이스를 제공할 수 있는 연구가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 동적 다이어그램과 컴퓨터 소프트웨어의 분석을 통해 정보시각화의 개발과정과 개발결과물을 조사하고 연구하였다. 정보시각화의 주요 개발형식에는 요소, 표현, 인터페이스가 포함된다. 정보시각화물의 개발을 위해서는 첫째, 그래픽을 포함한 다양한 미디어에서 사용되어지는 여러 요소들을 찾는다. 둘째, 3차원 컴퓨터그래픽, 디지털애니메이션 및 가상현실시스템 기술을 통해 효과적으로 데이터를 표현할 수 있는 형식을 찾는다. 마지막으로 원하는 결과를 찾기 위해 컴퓨터 프로그램에서 사용하는 다양한 인터페이스 컴포넌트 중에서 필요한 인터페이스를 선택 적용한다. 본 소고에서는 이러한 세 가지의 주요 시각화개발형식에 관하여 구체적인 예제와 함께 제시하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제4권5호
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• pp.919-930
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• 2000

본 논문은 정수계획 문제로 수리모형화 되는 선박운항 일정계획 문제에 대한 컴퓨터 그래픽기반의 상호대화식 모델링 시스템의 개발에 관해서 논한다. 선박운항 일정계획 문제는 "최대의 운임수익을 얻기 위하여 선박과 화물을 적절히 배정하는 문제"로 요약되며 수리모형과 해법에 대한 많은 연구가 있어왔다. 1970년 후반부터 컴퓨터의 발전에 힘입어 수학적 모델링 뿐만 아니라 컴퓨터 그래픽을 활용한 시각적 상호대화식 모델링에 관한 연구가 시도되었고 현재는 MS/OR(management Science / Operational Research) 및 경영정보시스템(Management Information System : MIS)의 중요한 한 분야가 되었다. 시각적 상호대화식 모델링(Visual Interactive Modeling : VIM)이란 자료의 입력과 모델의 생성 및 해의 표현에 이르는 모델링 생명주기 전체에 걸쳐 의사결정자가 직접 개입하여 의사결정자가 원하는 해를 얻는 과정을 말한다. 본 논문에서는 선박운항일정계획 문제에 있어 컴퓨터 그래픽을 이용한 자료의 입력, 모델의 생성 및 검증, 적절한 해법의 선택 그리고 해의 표현 방법을 제안하고 개발된 프로토타입 시스템을 소개한다.시스템을 소개한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.1044-1049
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• 1993

이 논문에서는 광대역 CDMA방식이 이동통신 시스템의 성능을 떨어뜨리는 다경로 페이딩현상의 영향을 근본적으로 줄일 수 있다는 것을 보였다. 광대역 CDMA 시스템은 높은 chip rate(약 10Mbps 이상)를 갖는 PN코드를 사용하여 신호를 대역확산하고, 수신단에서 신호를 복조할 때에 이와 똑같은 코드로 자기상관관계를 얻어 수신신호를 역확산한다. 이것은 수신단에서 확산코드를 동기화할 때 처음으로 도달하는 신호에 비해 한 칩 간격이상의 지연시간을 가지고 수신되는 다경로 신호는 상관관계가 없으므로 제거할 수 있어서 다경로파에 의한 페이딩현상의 영향을 원천적으로 줄일 수 있다는 것이다. 여기서 사용되는 광대역 페이딩 채널은 UHF대역에서 실측데이타와 비슷하게 모델한 채널모델을 참고하여 적절한 선형필터라고 가정하고, 신호의 송·수신을 컴퓨터 모의실험으로 행하였다. 그리고 성능확인을 위하여 협대역 시스템과 광대역 시스템에서의 수신신호에 대한 눈패턴을 도식적으로 비교·검토하었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권1호
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• pp.109-116
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• 1994

1992년 인도네시아의 플로레스 섬에서 지진으로 인해 발생한 쓰나미는 막대한 인명피해와 손상을 초래하였다. 이 쓰나미 현상은 수치모형에 의하여 재현되었는데 Havard CMT solution의 단층 파라메터에 의한 지곡변동 및 Hading만 내측, Riang Krok 그리고 Leworahang 해안에서의 추가적인 해저침하(subaqueous slump)를 고려한 초기조정을 취하였다. 계산결과는 국제 쓰나미 조사단의 관측 자료와 전반적인 일치를 보였다. 극심한 피해를 입은 Babi섬 남측의 월파현상을 조사하기 위해서 50 m의 세격자체계의 월파모형을 수립하였다. 일련의 계산결과는 영상으로 작성되어 비디오 동화로 녹화하였다. 이 컴퓨터 그래픽을 이용한 비디오 동화는 해안으로의 쓰나미전파와 Babi섬 남측의 월파현상을 가시적으로 잘 재현하였다.

• 환경영향평가
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• 제2권2호
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• pp.73-83
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• 1993

Increasing concern for the environment in Korea has led to the demand that major policies and large-scale development projects be subjected to detailed impact assessment. This paper reports on the state of data related to the prediction of the environmental impact (EIA) to emphasize the importance of data quality. Environmental impact statements (EIS) consulted with the Ministry of Environment of Korea were analyzed from 1981 through 1992. Many of assessors used existing data and collected supplementary data from field survey. Most of the results of EIA are presented directly or summarized on maps and as graphics. For the national purpose, large source of quality-controlled data such as atmospheric data have been developed, However, there are the deficiency in data to analyze the impact of human activity, and data gaps and incompatibilities among systems. Consequently, the development of data bank systems including computer database and remotely-sensed satellite data is required to improve the quality of data which are relevant to EIA. The data bank system should be organized meaningfully in minimum time with a least cost, and measurement standards must be made explicit. Geographical information systems (GIS) are applicable to the graphic presentation or to the impact prediction model.

• 한국게임학회 논문지
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• 제4권4호
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• pp.19-24
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• 2004

본 연구에서는 수학적 지식이 요구되는 기존의 역운동학 해법을 사용하지 않고 직관력이 높은 기하학 방식의 새로운 역운동학 해법을 제시하였다. 뼈대 2개로 구성된 역운동학 모듈은 뼈대가 꺾이는 방향의 3차원 벡터만을 제공하여 수학적 지식이 없이도 역운동학의 사용이 가능했다. 본 연구에서 제시한 방법은 수학적 지식이 요구되지 않기 때문에 좀더 많은 그래픽 디자이너들이 역운동학을 쉽게 사용할 수 있을 것이다.

• 전기학회논문지
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• 제59권3호
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• pp.645-650
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• 2010

In this paper we present the Bimodal-tram simulator using the PXI embedded real-time controllers. The Bimodal-tram is developed in KRRI (Korea Railroad Research Institute). The vehicle can be automatically operated by navigation control system (NCS). For the automatic driving, the vehicle lanes will be marked with permanent magnets that are placed in the ground. The vehicle is controlled by NCS. NCS governs the manual mode and automatic mode driving. The simulator is designed by an identical conception with the real control condition. The dynamic motion of vehicle is simulated by the nonlinear dynamic model. The control computer calculates the control values. The signal interface is linked by CAN communication. The simulation is processed by real-time base. The test driver can see the graphic motion of vehicle and can operate the steering wheel, gas and brake pedal to control direction and velocity of vehicle during the simulation. At present, the simulator is only operated by manual mode. The automatic mode will be linked after the control algorithm is finished. We will use the simulator to develop the control algorithm in the automatic mode. This paper shows the simulator designed for Bimodal-tram using real-time based controller. The results of the test using the simulator are presented and discussed.