• 로봇학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.259-266
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• 2012

In these days, researches about underwater robots have been actively in progress for the purposes of ocean detection and resource exploration. Unlike general underwater robots such as ROV(Remotely Operated Vehicle) and AUV(Autonomous Underwater Vehicle) which have propellers, an articulated underwater robot which is called Crabster has been being developed in KORDI(Korea Ocean Research & Development Institute) with many cooperation organizations since 2010. The robot is expected to be able to walk and swim under the sea with its legs. Among many researching fields of this project, we are focusing on a swimming section. In order to find effective swimming locomotion for the robot, we approached this subject in terms of Biomimetics. As a model of optimized swimming organism in nature, diving beetles were chosen. In the paper, swimming motions of diving beetles were analyzed in viewpoint of robotics for applying them into the swimming motion of the robot. After modeling the kinematics of diving beetle through robotics engineering technique, we obtained swimming patterns of the one of living diving beetles, and then compared them with calculated optimal swimming patterns of a robot leg. As the first trial to compare the locomotion data of legs of the diving beetle with a robot leg, we have sorted two representative swimming patterns such as forwarding and turning. Experimental environment has been set up to get the motion data of diving beetles. The experimental equipment consists of a transparent aquarium and a high speed camera. Various swimming motions of diving beetles were recorded with the camera. After classifying swimming patterns of the diving beetle, we can get angular data of each joint on hind legs by image processing software, Image J. The data were applied to an optimized algorithm for swimming of a robot leg which was designed by robotics engineering technique. Through this procedure, simulated results which show trajectories of a robot leg were compared with trajectories of a leg of a diving beetle in desired directions. As a result, we confirmed considerable similarity in the result of trajectory and joint angles comparison.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.782-790
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• 2013

In this paper, we propose a better solution for swimming plans of an articulated underwater robot, Crabster, with a view point of biomimetics. As a biomimetic model of underwater organisms, we chose diving beetles structurally similar to Crabster. Various swimming locomotion of the diving beetle has been observed and sorted by robotics technology through experiments with a high-speed camera and image processing software Image J. Subsequently, coordinated patterns of rhythmic movements of the diving beetle are reproduced by simple control parameters in a parameter space which make it easy to control trajectories and velocities of legs. Furthermore, a simulation was implemented with an approximated model to predict the motion of the robot under development based on the classified forward and turning locomotion. Consequently, we confirmed the applicability of parameterized leg locomotion to the articulated underwater robot through the simulated results by the approximated model.

• 한국잠사곤충학회지
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• 제50권1호
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• pp.27-32
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• 2012

점차 희소화되는 물방개류의 서식지내 복원 및 애완곤충 등 곤충산업 소재화를 목표로 실내 사육연구를 수행하였다. 물방개류는 자연상태에서 수초 줄기에 산란하는 습성을 지니고 있어 실내에서 안정적으로 대량생산을 하기 위해서는 인공산란매트 선발이 필요하며 인공산란매트는 사육상자 밑면에 깔아준 모래가 가장 좋은 것으로 나타났다. 또한 유충기(2 3령) 사육에 적합한 먹이원은 연중 안정공급시 가능한 먹이로서 날오징어를 선발하였다. 실내 사육시 개체간 공식행동이 강한 유충 사육을 위해 개체 집단사육시스템을 개발하였다. 또한 용화매트 선발 시험을 한 결과, 흙(자연매트)을 사용할 경우 표면이 쉽게 굳어 물방개유충이 파고들어가기 힘이 들어 용화율이 12~18% 저조하였고 또한 흙 관리 강도가 높았다. 그러나 발효톱밥을 용화매트로 사용할 경우 용화율 80%로 우수하여 물방개류의 용화매트로 가능함을 확인하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제30권2호
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• pp.209-215
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• 2011

물방개과의 전국분포를 파악하고자 2005년부터 2007년까지 3년간 전국 138개 시 군에 있는 곡간지 논과 평야지 논 총 290지점에서 조사하였다. 우리나라 전국의 논에서 확인된 물방개과는 총 15속 26종이었다. 전국 논에서 채집된 물방개과의 26종 중 곡간지 논에서는 24종이 확인되었고, 평야지 논에서는 19종이 확인되었다. 논에 서식하는 물방개과 중에서 전국적으로 그 출현빈도가 매우 낮은 희귀종으로는 동쪽깨알물방개, Laccophilus lewisioides, 노랑무늬물방개, 외줄물방개, 점톨물방개, 맵시등줄물방개, 검정머리땅콩물방개, 큰알락물방개, 알락물방개, 잿빛물방개 및 물방개로 총 11종으로 확인되었다. 채집된 물방개류 종별 평균 크기는 2.0 mm ~ 35.0 mm로 나타났다. 들녘 논에 비교적 넓게 분포하는 종은 꼬마물방개, 애기물방개 2종 이었고, 큰땅콩물방개, 땅콩물방개, 모래무지물방개 등은 들녘 논에서 거의 발견되지 않는 희귀종이었다. 희귀종을 제외한 대부분의 물방개류는 전국의 곡간지 논에서 발견되었다. 특이적으로 모래무지물방개는 거의 경상남도에서 발견되었으며, 가는줄물방개는 경상남도를 제외한 지역에서만 발견되어 이 두 종간에 상호 경쟁관계가 있는 것으로 생각된다. 이와 같이 거의 모든 물방개류의 전국적 분포범위는 곡간지 논의 교란형태 즉 물의 공급방식, 비오톱과의 연계성 및 각 종의 몸 크기의 차이에 따른 먹이에 대한 경쟁관계 등이 복합적으로 작용하여 평야지에서의 물방개과 수서생물의 분포를 제한하는 것으로 판단된다. 논 서식 생물에 대한 전국적인 분포조사는 국가생물다양성 보전의 측면에서 중요하며, 서식지의 물리적 환경 및 영농관리형태와의 연계성에 대한 정밀한 분석을 통하여 이들 종의 생물다양성을 증진시키는 요인을 찾아내는 것이 필요하다.

• 로봇학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.228-238
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• 2017

The CALEB10 is a multi-legged biomimetic underwater robot. In the last research, we developed a swimming pattern named ESPG (Extended Swimming Pattern Generator) by observing diving beetle's swimming actions and experimented with a positive buoyancy state in which CALEB10 floats on the water. In this paper, however, we have experimented with CALEB10 in a neutral buoyancy state where it is completely immersed in water for pitch motion control experiment. And we found that CALEB10 was unstably swimming in the pitch direction in the neutral buoyancy state and analyzed that the reason was due to the weight proportion of the legs. In this paper, we propose a pitch motion control method to mimic the pitch motion of diving beetles and to solve the problem of CALEB10 unstably swimming in the pitch direction. To control the pitch motion, we use the method of controlling additional joints while swimming with the ESPG. The method of obtaining propulsive force by the motion of the leg has a problem of giving propulsive force in the reverse direction when swimming in the surge direction, but this new control method has an advantage that a propulsive moment generated by a swimming action only on a target pitch value. To demonstrate validity this new control method, we designed a dynamics-based simulator environment. And the control performance to the target pitch value was verified through simulation and underwater experiments.

• 로봇학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.57-66
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• 2014

This paper describes the design concept of a bio-inspired legged underwater and estimating its performance by implementing simulations. Especially the leg structure of an underwater organism, diving beetles, is fully adopted to our designing to employ its efficiency for swimming. To make it possible for the robot to both walk and swim, the transformable kinematic model according to applications of the leg is proposed. To aid in the robot development and estimate swimming performance of the robot in advance, an underwater simulator has been constructed and an approximated model based on the developing robot was set up in the simulation. Furthermore, previous work that we have done, the swimming locomotion produced by a swimming patten generator based on the control parameters, is briefly mentioned in the paper and adopted to the simulation for extensive studies such as path planning and control techniques. Through the results, we established the strategy of leg joints which make the robot swim in the three dimensional space to reach effective controls.

• 한국응용곤충학회지
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• 제46권3호
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• pp.335-341
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• 2007

농업생태계 내 수서곤충류의 주 서식지는 연중 수계가 유지되는 연못, 농수로, 저수지 등으로 확인되었다. 조사지역별 곤충 출현 종수는 무비무농약지역이 친환경농업지역 및 관행농업지역에 비해 많았고 오염원 유입지역인 주거 및 공단지역의 경우 현저히 낮은 경향을 보였으며, 동일 지역 내에서는 연못이 수로에 비해 높게 나타났다. 농업생태계 건전도를 평가할 수 있는 지표종으로 물방개(Cybister japonicus), 검정물방개(Cybister brevis), 자색물방개(Hyphydrus japonicus), 알물방개(Noterus angustulus) 등 4종을 선발하였다. 환경평가 요인으로는 지표곤충으로 선발한 4종의 출현종 수, 대상지역 내에서 물방개류 전체 출현종 수 및 다양도 지수 등 3개 요인으로 설정하였으며, 평가 등급은 최상의 환경보전 지역을 I등급, 우량 환경지역을 II등급, 최소한의 환경지역으로 개선이 요구되는 지역을 III등급, 불량환경 지역으로 시급한 개선이 요구되는 지역을 IV등급으로 구분하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권5호
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• pp.16-23
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• 2018

본 논문에서는 생체모방기술을 적용한 로봇제어방법에 대해 기술한다 물방개의 유영동작을 모방하고 발생시키기 위해 푸리에 최소자승기법을 적용하여 일반식을 정립하였다. 일반식의 계수의 값을 조정하여 관측된 물방개의 유영동작과 발생시킨 모방동작의 비교를 통해 제어 파라미터가 정의되었으며 각 파라미터들의 상관관계를 밝히고 이를 파라미터 공간상에 표현하여 다양한 생체모방 동작을 쉽게 발생시킬 수 있음을 확인하였다. 추가로, 생물체의 구조적인 장점을 반영한 로봇설계에 대해 간략히 소개하였고 제안한 생체모방 발생기법은 다양한 환경에서의 로봇시스템 개발에 적용 가능함을 확인하였다.

• Journal of Species Research
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• 제10권1호
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• pp.1-11
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• 2021

Evidence highlighting the importance of gut microbiota in biodiversity conservation is growing; however, gut bacteria in South Korean wildlife have not been well identified. Using a culture-dependent isolation method, we identified the gut bacteria from Korean aquatic wildlife: the gazami crab (Portunus trituberculatus), Korean striped bitterling (Acheilognathus yamatsutae), oily bitterling (Acheilognathus koreensis), leopard mandarin fish (Siniperca scherzeri), Korean dark chub (Zacco koreanus), diving beetle (Cybister lewisianus), spotted steed (Abbottina springeri), and Korean spotted sleeper (Odontobutis obscura interrupta). We identified 18 strains previously unrecorded in South Korea by comparing 16S rRNA gene sequences of isolates against the EzBioCloud and National Institute of Biological Resources(NIBR) databases. The isolated strains belong to the phyla Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes, and Proteobacteria. We also assessed for phylogenetic relatedness, Gram-stain reaction, colony and cell morphology, and biochemical characteristics. Basic information and 16S rRNA gene sequences of the isolates were registered in NIBR, and NIBR accession numbers are provided.