• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권8호
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• pp.1203-1211
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• 2009

무인잠수정의 동역학은 추진체의 동력학에 의해 큰 영향을 받는다. 무인잠수정의 호버링 또는 저속 상태의 움직임을 제어하는 것은 자동 도킹 혹은 잠수정의 매니퓰레이터의 제어에 있어서 매우 중요하다. 모터기반의 추진체 동역학은 비선형적이며 불확실한 매개변수를 가지고 있다. 결국, 추진기와 동적 커플링을 이루는 무인잠수정의 운동역학도 매우 비선형적이며 불확실한 매개변수를 가지고 있기 때문에 강인제어기가 무인잠수정의 모션제어에 있어서 효과적이라고 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 전기 추진체에 의해 추진되는 무인잠수정의 저속 또는 호버링 상태를 제어하기 위한 강인제어 기법을 보인다. 또한, 비선형성과 불확실한 매개변수가 결합된 무인잠수정의 상태도 강인제어를 이용하여 동시에 제어한다. 강인제어 방법 중에서 슬라이딩 모드 제어기를 설계하여 추진체와 무인잠수정의 불확실한 변수와 비선형성들을 보상하며 원하는 위치를 유지하는 제어방법을 제안하였다. 모의실험을 통하여 제안한 슬라이딩 모드 제어기는 선형제어기인 PD제어기 보다 성능이 우수함을 확인할 수 있었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.27-40
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• 2013

본 연구는 미래예측방법으로 많이 활용되고 있는 시나리오플래닝 방법론을 적용하여 2006년에 개발된 한국형 수중로봇시스템(심해무인잠수정시스템)의 바람직한 미래상을 도출하였다. 한국이 개발한 이 심해무인잠수정의 설계심도는 6000미터이며, 그 구성을 보면, '해미래'는 실질적인 심해탐사작업을 실행하고, 이 '해미래'를 지원하는 '해누비'는 심해에서 시료채취나 탐사가 가능하다. 한편 이 한국형 심해무인잠수정시스템은 수중복합항법시스템을 사용하고 있지만, 6000m심해에서 5m이내의 항법오차가 있고 50cm이내의 상대 위치오차를 가지고 있다. 따라서 본고는 이를 보완하여 관련 분야에서 기술 선도국이 될 수 있는 한국정부가 추진해야 할 바람직한 미래전략방향을 고찰했다. 그 결과 인디케이터와 가상벽을 갖춘 외부장치를 구비한 심해무인잠수정 시스템 개발이 한국에 있어 미래지향적인 정책추진방안이었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.35-41
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• 2017

사물 인터넷 기술의 발전에 따라 모바일 기기와 센서 등에 대한 수요가 급증하고 있으며, 다양한 전자 제품에 대한 개발이 이루어지고 있다. 이러한 신제품들에 사용될 반도체 소자와 재료, 공정 장비들도 다양해지고 있으며, 공정마다 최적의 공정 변수를 찾는 과정들이 수반된다. 효율적인 공정 최적화를 위하여 시뮬레이션을 이용하거나 실시간 공정 제어 시스템을 사용하여 공정 변수를 찾을 수 있겠지만, 공정 데이터의 피드백과 비용, 범용성 등의 한계가 있다. 본 연구에서는 효율적으로 최적의 공정 변수를 찾기 위해 소자의 목표 특성과 제작된 소자의 특성을 비교하여 공정 장비를 자동으로 제어하는 시뮬레이터를 개발하였다. 이 시뮬레이터의 범용성을 극대화하기 위하여 온라인 기능이 구현되어 있지 않은 반도체 공정 장비에 장착할 수 있는 각종 센서 모듈과 조작 모듈들을 제작하였고, 이 모듈들을 원격에서 접근이 가능하도록 사물 인터넷 기술을 접목하였다. 최적의 공정 변수를 찾기 위한 방법은 딥러닝 기반의 인공지능을 사용하였다. 제안하는 시뮬레이터는 기존의 공정 장비들을 온라인으로 제어하고 최적의 공정 변수들을 찾을 수 있기 때문에 신제품 개발에 필요한 시간과 비용을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2004년도 학술논문집
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• pp.353-354
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• 2004

사용후 핵연료의 조성을 분석하거나 또는 반사전자상과 2차 전자상 등으로 시료를 관찰하기 위해서는 핫셀(Hot cell)에 증착기(coater)를 설치하여 시료표면을 전도성 물질인 탄소 등으로 증착시켜야 한다. 그러나 원격조정기를(manipulator)를 이용하여 수행되는 핫셀에서의 증착작업은 사용후 핵연료 시험의 선진분석기술을 갖고 있는 원자력 선진국에서도 핫셀내에 설치되어 있는 증착기의 탄소봉을 교체하는 작업과 진공장치의 성능 유지가 까다로워 시료표면에 균질하게 전도성 물질을 증착시키는 작업에 많은 어려움을 겪고 있다. 본 연구는 통상적으로 이용되는 증착기를 사용하지 않고 Silver Paint를 사용하여 사용후 핵연료를 분석할 수 있는 새로운 방법에 대한 연구를 수행하였다. 산화물 핵연료는 전기전도도가 매우 낮아($3{\times}10^{-1}~4{\times}10^{-8}/ohm{\cdot}cm$)입사된 전자의 이동이 원활하지 못해 일어나는 들뜸(Charging)현상이 발생한다. 그러나 Silver Paint 에 사용후 핵연료를 접착하면 모세관(capillary)현상에 의해 시료 주위와 핵연료의 결정립계로 Silver가 스며들어 입사된 전자의 이동이 원활해져 전도성이 극히 낮은 시료의 분석이 가능하게 된다. 본 시험에 사용된 EPMA는 (Electron Probe Micro Analyzer, SX-50R, CAMECA, Paris, France) 고 방사능을 띤 조사 핵연료의 시험을 수행할 수 있도록 기기의 적절한 부위에 납과 텅스텐으로 차폐되어 시편의 방사능 세기가 $3{\times}10^{10}Bq$까지 시험 가능한 기기이다. 그림 1은 JAERI 에 설치 운영중인 증착기 설비 사진이다. 그림에서 핫셀에 설치된 증착기의 진공을 유지하기 위해 핫셀 벽을 관통하여 증착기 본체까지 연결된 배출관의 형상과 복잡한 주변장치들을 볼 수 있다. 그림 2는 비조사 핵연료 시편을 Silver Pain떼 접착한 사진이다. 그림은 시료주위와 시료 표면까지 Silver Paint가 도포된 모습을 보여주고 있다. 상용발전소에서 연소도가 50,000 Mwd/tU인 사용후 핵연료를 상기와 같은 방법으로 만든 시편의 표면을 관찰한 사진을 그림 3~8에 나타내었다. 그림 3은 핵연료 중앙부위의 결정립을 나타낸 그림이다. Silver Paint만으로 접착한 시료의 표면관찰 및 정량분석이 그림에서 보듯이 가능함을 확인하였다. 그림 4는 사용후 핵연료시료를 중앙부위에서 가장자리까지를 다섯 부위로 나누어 그 중 중앙부위(1/5) 지점의 입계 및 형상을 관찰한 사진이다. 결정립의 크기가 다른 부위보다 상대적으로 크고, 결정립에 생성된 기공이 발달되어 있음을 볼 수 있다. 그림 5와 6과 7은 중심부위와 rim부위 사이 지점을 관찰한 사진으로서 결정립과 기공의 분포가 비슷한 형상을 나타내고 있음을 관찰할 수 있었다. 그림 8은 rim 부위 사진으로 전형적인 rim 영역 현상을 관찰할 수 있었다. 표 1은 그림 2와 같이 비조사 산화물 핵연료를 Silver Paint로 접착한 시편을 정량 분석한 결과이다. 시편의 조성은 33.6 at% U, 66.4 at% O의 결과를 얻었다. 산화물 핵연료의 표면 관찰 및 정량 분석 시험시 시편 표면을 전도성 물질로 증착시키지 않고, Silver Paint 에 시편을 접착하는 방법으로도 만족한 시험 결과를 얻을 수 있었다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.251-258
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• 2014

휠체어는 지체장애인이나 노약자의 대표적 보조이동수단으로 가장 많이 이용되고 있는 재활보조기구이다. 일반적으로 수동휠체어 이용자는 대부분 자립적 생활 및 직업적 재활이 가능함에도 불구하고 어려움을 격고 있다. 이것은 휠체어를 직접적인 이동수단으로 이용하게 됨으로 원거리 이동 시 휠체어 이송문제가 항상 수반되기 때문이다. 이에 휠체어이용자가 자립생활 및 직업재활이 가능하기 위해서는 휠체어 이송문제가 최우선적으로 해결되어야만 한다. 따라서 본 연구에서는 차량용 휠체어 이송시스템에 대한 국내외 출시제품과 특허기술을 조사하고 분석하여 새로운 시스템의 차량용 휠체어 이송을 위한 보조메커니즘을 제안하였다. 본 연구에서 제안된 차량용 휠체어 이송메커니즘은 기존의 휠체어 이용자 이동지원을 위한 차량용 휠체어 이송시스템의 단점을 해소하고 국내 장애인복지차량 구조에 부합되도록 하기위해 제안되었다. 본 제안된 메커니즘을 적용함으로써 차량 루프에 설치되는 수납공간이 일반적으로 활용되고 있는 레저수납공간과 차이가 없어지게 됨으로써 사용자의 호응도를 높여줄 수 있으며, 이렇게 작아진 수납공간은 주행 시 공기저항의 단점을 줄일 수 있게 될 것이다. 또한 현 국내복지차량의 구조에 부합하게 되어 소형세단에서부터 SUV차량까지 적용범위에 대한 제한이 없어지게 됨으로써 이용자에게는 선택에 대한 폭이 넓어지게 될 것이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.96-107
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• 2004

본 연구에서는 고도의 비선형 로봇 매니플레이터를 위한 새로운 적분 가변 구조 제어기를 설계하였다. 특수 적분 슬라이딩 면과 외란 관찰기를 이용한 사전 성능을 갖는 개선된 레귤레이션 제어이다. 어떠한 리칭 구간도 없이 주어진 초기조건부터 원점까지 슬라이딩 궤적을 정확히 사전 결정하기 위하여 특수한 초기 조건을 갖는 적분 변수를 갖는 슬라이딩 면이 채택되었다. 그리고 외란 관찰기를 사용한 연속 입력은 큰 계산 부하 없이 사전 추적오차 범위내의 사전에 결정된 슬라이딩 궤적을 추적하게 한다. 사전에 결정된 슬라이딩 궤적을 사전에 결정된 추적 오차의 성능은 슬라이딩 면의 값과 슬라이f딩 출력의 오차와 관계와 페루프 안정성과 함께 두 개의 정리를 통하여 명확히 검진되었다. 제안된 레귤레이션 제어기의 설계는 성능 설계와 강인성 설계로 각 독립 링크 상에 분리된다. 제안된 알고리즘의 유용성은 매개변수 불확실성과 페이로드 변동하의 이 축 로봇의 레귤레이션 제어에 대한 시뮬레이션 연구를 통하여 무 리칭 구간, 무 오버슈트, 사전 추적 오차를 갖는 사전 결정 출력, 용이한 출력 가변성, 설계 단계의 분리 등의 관점에서 입증되었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제24권2호
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• pp.285-294
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• 2011

The abatement of methane emission from ruminants is an important global issue due to its contribution to greenhouse gas with carbon dioxide. Methane is generated in the rumen by methanogens (archaea) that utilize metabolic hydrogen ($H_2$) to reduce carbon dioxide, and is a significant electron sink in the rumen ecosystem. Therefore, the competition for hydrogen used for methanogenesis with alternative reductions of rumen microbes should be an effective option to reduce rumen methanogenesis. Some methanogens parasitically survive on the surface of ciliate protozoa, so that defaunation or decrease in protozoa number might contribute to abate methanogenesis. The most important issue for mitigation of rumen methanogenesis with manipulators is to secure safety for animals and their products and the environment. In this respect, prophylactic effects of probiotics, prebiotics and miscellaneous compounds to mitigate rumen methanogenesis have been developed instead of antibiotics, ionophores such as monensin, and lasalocid in Japan. Nitrate suppresses rumen methanogenesis by its reducing reaction in the rumen. However, excess intake of nitrate causes intoxication due to nitrite accumulation, which induces methemoglobinemia. The nitrite accumulation is attributed to a relatively higher rate of nitrate reduction to nitrite than nitrite to ammonia via nitroxyl and hydroxylamine. The in vitro and in vivo trials have been conducted to clarify the prophylactic effects of L-cysteine, some strains of lactic acid bacteria and yeast and/or ${\beta}$1-4 galactooligosaccharide on nitrate-nitrite intoxication and methanogenesis. The administration of nitrate with ${\beta}$1-4 galacto-oligosaccharide, Candida kefyr, and Lactococcus lactis subsp. lactis were suggested to possibly control rumen methanogenesis and prevent nitrite formation in the rumen. For prebiotics, nisin which is a bacteriocin produced by Lactococcus lactis subsp. lactis has been demonstrated to abate rumen methanogenesis in the same manner as monensin. A protein resistant anti-microbe (PRA) has been isolated from Lactobacillus plantarum as a manipulator to mitigate rumen methanogenesis. Recently, hydrogen peroxide was identified as a part of the manipulating effect of PRA on rumen methanogenesis. The suppressing effects of secondary metabolites from plants such as saponin and tannin on rumen methanogenesis have been examined. Especially, yucca schidigera extract, sarsaponin (steroidal glycosides), can suppress rumen methanogenesis thereby improving protein utilization efficiency. The cashew nutshell liquid (CNSL), or cashew shell oil, which is a natural resin found in the honeycomb structure of the cashew nutshell has been found to mitigate rumen methanogenesis. In an attempt to seek manipulators in the section on methane belching from ruminants, the arrangement of an inventory of mitigation technologies available for the Clean Development Mechanism (CDM) and Joint Implementation (JI) in the Kyoto mechanism has been advancing to target ruminant livestock in Asian and Pacific regions.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제17권1호
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• pp.73-79
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• 2004

The objective of the present study was to determine whether ${\beta}$1-4 galacto-oligosaccharides (GOS) and Candida kefyr combined with nitrate as manipulators could suppress rumen methanogenesis without nitrate poisoning in sheep. Four rumen fistulated wethers were allocated to a $4{\times}4$ Latin square design. Nitrate (1.3 g $NaNO_3$ $Kg^{-0.75}$body weight) with and without GOS and Candida kefyr were administered into the rumen through fistula as a single dose 30 min after the morning meal. GOS and Candida kefyr were supplemented by sprinkling onto the feed and through rumen fistula, respectively. The four treatments consisted of saline, nitrate, nitrate plus GOS and nitrate plus GOS plus Candida kefyr. Physiological saline was used as the control treatment. Compared to saline treatment, the administration of nitrate alone resulted in a very marked decrease in rumen methanogenesis and an increase in rumen and plasma nitrite production and blood methaemoglobin formation consequently causing a decline in oxygen consumption, carbon dioxide production and metabolic rate. When compared to nitrate alone, the simultaneous administration of nitrate with GOS decreased nitrite accumulation in rumen and plasma and nitrate-induced methaemoglobin, while retaining low methane production. However, GOS could not fully restore metabolic parameters reduced by nitrate. When compared to the simultaneous administration of nitrate with GOS, the simultaneous administration of nitrate with GOS plus Candida kefyr lowered rumen methanogenesis to a negligible level, but did not decrease rumen and plasma nitrite accumulation as well as blood methaemoglobin formation. Thus, these results suggest that combination of nitrate with GOS may be a potent manipulator to suppress rumen methanogenesis with abating the hazards of nitratenitrite toxicity in ruminants.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제20권3호
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• pp.334-339
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• 2007

Reactive oxygen species (ROS) generate during electrical activation of oocytes which has detrimental effects on embryo survival when overwhelmed. The present study was designed to investigate the ability of L-ascorbic acid, a novel water soluble antioxidant, to reduce the ROS level in developing embryos and their subsequent effects on embryo development in vitro. The compact cumulus oocyte complexes (COCs) were cultured in tissue culture medium (TCM)-199 supplemented with 10 ng/ml epidermal growth factor, 4 IU/ml pregnant mare serum gonadotropin (PMSG), and human chorionic gonadotropin (hCG) and 10% (v/v) porcine follicular fluid (pFF) for 44 h. After maturation culture, the denuded oocytes were activated with a single DC pulse of 2.0 kV/cm in 0.3 M mannitol solution containing 0.5 mM of HEPES, 0.1 mM of $CaCl_2$ and 0.1 mM of $MgCl_2$ for $30{\mu}s$ using a BTX Electro-cell Manipulator. The activated oocytes were cultured in modified North Carolina State University-23 (mNSCU-23) medium for 168 h. The level of $H_2O_2$ in each embryo was measured by the dichlorohydrofluorescein diacetate (DCHFDA) method at 48 h after activation. The blastocyst formation rate was significantly higher when culture medium was supplemented with 50 and $100{\mu}M$ L-ascorbic acid (31.2 and 38.7%, respectively) compared to non-supplemented (16.1%) group. Accordingly, significantly more cells in blastocyst were found for 50 and $100{\mu}M$ L-ascorbic acid (50.0 and 56.4, respectively) compared to 0 and $200{\mu}M$ L-ascorbic acid (36.5 and 39.8, respectively). L-ascorbic acid reduces the $H_2O_2$ level in developing embryos in a dose-dependant manner. The $H_2O_2$ level (pixels/ embryos) was 191.5, 141.0, 124.0 and 163.3 for 0, 50, 100 and $200{\mu}M$ L-ascorbic acid, respectively. So, we recommend to supplement 50 or $100{\mu}M$ L-ascorbic acid in porcine in vitro culture medium.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제28권6호
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• pp.517-524
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• 2003

생물생산에 요구되는 다양한 작업들을 생력화하기 위한 연구 개발 노력이 전세계적으로 활발히 추진되어 왔다. 이러한 연구 개발은 주로 노동집약적인 작업, 고부가가치 농산물을 생산하기 위한 작업 그리고 작업자에 유해한 또는 가혹한 환경하의 작업 등에 주안점을 두고 추진되고 있다. 하지만, 생물생산 분야의 생력화를 추진하는데 있어서 다양한 작업성과 강건성이라는 작업성능 측면에서의 기술적인 문제와 고가의 시스템 및 설비 비용에 따른 경제성 문제가 항상 걸림돌이 되어 왔다. 본 연구에서는 언급한 문제점들 외에 기계가동률, 유지보수 등 생물생산분야의 생력화에 있어 내재되고 있는 문제점들을 효율적으로 해결하기 위하여 무선 원격로봇 시스템에 의거한 새로운 생력화 개념을 제안하였다. 새로운 개념의 생력화는 주어진 작업을 성공적으로 수행하기 위하여 작업자(농민), 컴퓨터 그리고 로봇을 위시한 자동화 작업설비를 대상으로 상대적으로 수월성을 갖는 기능을 중심으로 역할을 분담하는 것이다. 또한 시설재배에 요구되는 전정, 관수, 방제, 제초, 수확, 운반 등과 같은 다양한 작업들을 노동 투하정도와 기능적 유사성 측면을 고려하여 일관적으로 작업을 생력화하는 방안을 제시하였고 제안한 개념을 구현할 수 있는 시스템을 개발하였다. 대상 작목으로는 중량으로 인하여 비교적 취급이 어려운 수박을 선택하였다. 개발 시스템은 크게 무선원격 모니터링 및 작업제어 모듈, 무선원격 영상 획득 및 데이터 송수신 모듈, 4자유도 직교좌표형 로봇 암을 장착한 갠트리 장치부, 교체가 가능한 모듈형 선단 작업장치, 수박 운반 적재모듈의 5개 하드웨어 모듈로 구성하였다. 개발한 시스템은 그래픽 사용자 인터페이스를 통하여 터치 스크린 모니터를 이용하여 작업자와 컴퓨터간의 인터페이스를 구현하였으며 무선 원격데이타 송수신과 분산 제어기를 이용하여 작업자와 컴퓨터 그리고 로봇 작업기간의 인터페이스와 시스템 제어를 구현하였다. 개발 시스템의 성능을 시험하여 결과를 제시하였으며 본 논문에서 제안한 새로운 개념의 생력화 시스템은 생물생산분야의 생력화 방향을 새롭게 제시하는 실질적이고 실현 가능한 시스템이라는 것을 보여주었다.