• 제목/요약/키워드: Motor circuit

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TPU 소재를 이용한 3D 프린팅 로봇 손의 제어기 설계에 관한 연구 (A Study on the Controller Design of 3D Printed Robot Hand using TPU Material)

  • 최영림;박예은;김종욱;이선희
    • 한국의류학회지
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    • 제48권2호
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    • pp.312-327
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    • 2024
  • In this study, a rehabilitation 3D printed wearable device was developed by combining an assembly-type robot hand and an integral-type robot hand through fused deposition 3D printing manufacturing with various hardness TPU (Thermoplastic Polyurethane) filaments. The hardware configuration of the robot hand includes a controller designed with four motors, one small servo motor, and a circuit board. In the case of the assembly-type robot hand model, a 3D printed robot hand was assembled using samples printed with TPU of hardness 87A and 95A. It was observed that TPU with a hardness of 95A was suitable for use due to shape stability. For the integrated-type robot hand model, the external sample using TPU of hardness 95A could be modified through a cutting method, and the hardware configuration is the same as the assembly-type. The system structure of the 3D printed robot hand was improved from an individual control method to a simultaneous transmission method.Furthermore, the system architecture of an integrated 3D printed robotic hand rehabilitation device and the application of the rehabilitation device were developed.

이마앞겉질을 제거시킨 흰쥐 앞뇌의 바닥핵무리에서 변성축삭종말의 미세구조연구 (Ultrastructure of Degenerating Axon Terminals in the Basal Forebrain Nuclei of the Rat following Prefrontal Decortication)

  • 안병준;고정식;안의태
    • Applied Microscopy
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    • 제35권3호
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    • pp.135-152
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    • 2005
  • 중추신경계통에서도 최고중추인 이마앞겉질 (prefrontal cortex)은 거의 모든 대뇌겉질과 연결되어 있어서 대뇌겉질 각 부분에 저장된 감각, 운동, 언어... 등 모든 정보를 받을 뿐만 아니라, 앞뇌의 바닥핵들 (basal forebrain nuclei)을 비롯한 많은 신경핵들과도 연결되어 있어서 생체 내부환경과 본능에 관한 정보도 받아드린다. 이들 연결을 통해서 이마앞겉질은 변연계통의 본능, 감정, 기억, 학습기능과 줄무늬체계통의 적절한 표현, 대응, 절차기억, 운동조절기능들을 연계하고 조정한다. 앞뇌의 바닥핵들(꼬리핵 caudate nucleus, 줄무늬체바닥핵 fundus striati nucleus, 중격옆핵 accumbens septi nucleus, 중격핵 septal nucleus)도 역시 변연계통과 줄무늬체계통 사이에서 해부학적으로나 기능적으로도 교차기능이 있는 것으로 알려져 있다. 이 실험은 흰쥐의 이마앞겉질은 제거한 다음, 앞쪽 앞뇌의 바닥핵들에서 변성종말들이 있는지 여부와 그 미세구조를 관찰하려고 시행했다. $250{\sim}300g$된 흰쥐를 실험동물로 이용하였으며, 흰쥐들을 정상군, 대조군, 수술군으로 구분하였다. 수술군은 마취시킨 다음, 뇌수술장치에 고정시키고, 머리피부를 절개한 다음, 이마뼈에 구멍을 만들고, 이 구멍을 통해 이마앞겉질을 흡인하여 제거했다. 대조군은 이마뼈에 구멍을 만드는 과정까지만 실행하였고, 정상군은 아무조치도 취하지 않았다. 수술 후 2일 경과 후에 전자현미경 관찰을 위해 1% glutaraldehyde-1% paraldehyde 혼합액 (pH 7.4)에 1차 고정하였고, 뇌를 적출하여 고정액에 냉장시켰다가, 다음날 해당 신경핵을 적출하여 2차 고정액 (2% osmium tetroxide액)에 고정하였다. Araldite 혼합액에 포매하여 ultratome-V로 자른 절편은 4% uranyl acetate와 2.7% lead citrate로 염색하여 JEM 100CX-II 전자현미경으로 관찰하였다. 관찰결과 네 신경핵에서 모두 변성 축삭종말이 관찰되었는데, 출현비율은 상당한 차이를 보여서 가장 변성이 심한 신경핵은 꼬리핵 이었고, 다음은 줄무늬체바닥핵, 중격옆핵, 중격핵의 순서였다. 변성축삭종말이 각 부위에서 연접하는 모양을 비교한 결과 꼬리핵과 줄무늬체바닥핵에서는 모두 가지돌기가시(dendritic spine)에 연접하였으나, 중격옆핵과 중격핵에서는 가지돌기 (dendrite)에 연접하는 것과 가지돌기가시에 연접하는 것이 혼재하였다. 이들 두 신경핵 무리는 이마앞겉질에서 기원하는 축삭종말의 연접차이로 볼 때 서로 다른 회로계통에 속할 것으로 생각되며, 문헌고찰을 통해서 꼬리핵과 줄무늬체바닥핵은 줄무늬체회로 (striatal circuit)에 속하고 중격옆핵과 중격핵은 변연계통회로(limbic circuit)에 속할 것으로 판정했다. 이마앞겉질은 생리적, 약리적, 신경학적 및 형태학적 근거들로 보아 바닥핵들을 통해 변연계통과 대뇌겉질 전체에 영향을 미칠 것으로 여겨지는데, 본 실험에서는 네 종류의 바닥핵들, 즉 꼬리핵, 줄무늬체바닥핵, 중격옆핵 및 중격핵과 관련된 신경연접들을 관찰하였으며, 그 결과를 문헌 고찰한 결과 변연계통과 줄무늬체계통이 앞뇌의 바닥에 있는 신경핵들에서 형태학적 교차연결을 통해 정서와 마음의 상태를 행동과 대응으로 표현하는 중요한 신경회로가 존재함을 제안하였다.

High Efficient Inductive Power Supply System Implemented for On Line Electric Vehicles

  • 허진;박은하;정구호;임춘택
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2009년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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    • pp.105-110
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    • 2009
  • The On Line Electric Vehicles(OLEV) that can pick up inductive power from underground coils on driving with high efficiency have been developed this year, and is now proposed in this paper. The IPS(Inductive Power Supply) system consists of power supply inverters, power supply rails, pick up modules, and a regulator. There are 3 generations of IPS have been developed so far, and the $4^{th}$ generation IPS is being developed. The $1^{st}$ generation has been demonstrated this Feb. 27, which is equipped with mechanically auto tracking pick-up module with 1cm air gap, and showed 80% power efficiency. The $2^{nd}$ generation IPS applied to an 120kW (average)/240kW(peak) motor powered electric bus has 17cm air gap with 72% power efficiency. For the $2^{nd}$ generation IPS, the Power supply inverter has 440V, 3phase input and 200A @ 20kHz output. The test power supply rail of 240m long is segmented by 60m each, where newly developed core structure and power cable are constructed under the road covered with asphalt of 5cm thickness. The pick-up modules which consist of core, winding wire, and rectifiers are fixed to the bottom of the bus which can carry more than 40 passengers and can pick up max. 60kW. To remove parasitic component and to transfer maximum power between them resonant circuit topology is applied to the primary and secondary sides. The EMF level is below 62.5mG at 1.75m from the center of the road to meet the regulation. Several effective ways of reducing EMF levels have been developed. In addition, effective ways to solve problems related high frequency power cables buried in ground and it's proof from soil have been studied also. This development shows that the IPS system is capable of supplying enough power to the pick-up of OLEV and can reduce battery size, weight and cost, which means the IPS with OLEV is one of the best candidate for EV.

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초음파 센서를 이용한 자동문의 물체인식 성능개선 (An Object Recognition Performance Improvement of Automatic Door using Ultrasonic Sensor)

  • 김기두;원서연;김희식
    • 전자공학회논문지
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    • 제54권3호
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    • pp.97-107
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    • 2017
  • 자동문에 있어서 적외선과 마이크로파 센서는 물체인식 입력신호를 통해 모터 개폐동작 제어를 담당하는 핵심부품으로 많이 사용하고 있다. 적외선과 마이크로파 기반의 센서를 자동문에 적용한 기존 시스템 경우, 대부분 건물외부로 노출하여 설치하기 때문에 태양의 적외선 또는 가시광선에 의해 오동작이 발생하게 된다. 또한 실내 외의 온도 차로 인한 환경변화는 물체인식 검출신호에 잡음을 일으키는 원인이 되기도 한다. 이러한 문제점과 더불어 빠르게 이동하는 물체를 감지센서가 검출영역에 대한 처리속도를 따라가지 못하는 하드웨어 결함이 감지 사각지대를 만들게 된다. 이는 자동문을 이용하는 통행자의 안전문제에 직접적인 영향을 주고 있기 때문에 빠른 개선방안이 필요한 시점이다. 본 논문은 기존의 감지센서 외에 초음파 센서를 추가 설치하여 검출영역을 개선하기 위한 실험을 진행하였다. 초음파 신호의 검출특성과 장점을 자동문에 적용하여 빠르게 이동하는 물체의 접근경로와 고정 장애물의 위치영역을 정확하고 신속하게 처리하는 연산회로와 검출 알고리즘을 구현하였다. 이를 통해 초음파 센서를 적용한 자동문이 사각지대를 감지하는 검출영역에서 성능개선으로 이어지는 결과를 현장실험을 통해서 확인하고 개선방안을 제안하였다.

좌측 정중 전두엽과 양측 기저절 경색 후 과잉성욕 증상과 강박 증상을 보인 환자 1례 (A Case Report : Hypersexuality and Obsessive-Compulsive Behaviors in a Stroke Patient with the Left Mesial Frontal Cortex and Both Basal Ganglia Lesion)

  • 김세주;김영신;최낙경;이병철;이만홍
    • 생물정신의학
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    • 제8권2호
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    • pp.271-275
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    • 2001
  • 60세 남자 환자로 좌측 정중 전두엽과 양측 기저절 경색 후 발생한 과잉성욕 증상과 강박 증상을 주소로 내원하였다. 환자는 뇌졸중 후에 발생한 운동 기능 장애는 시간이 경과하면서 호전되어 발병 1개월 이내에 거의 정상화된 반면 과잉성욕 증상과 강박 증상은 호전되지 않았다. 환자에게 과잉성욕 증상과 강박 증상을 목표로 fluvoxamine과 perphenazine을 처방하였으며 치료 시작 후 2개월이 경과하면서 환자의 과잉성욕 증상과 강박 증상은 서서히 사라졌다. 이 증례는 기저절-시상전두엽 회로가 성적 행동과 강박 증상의 조절에 있어 중요한 역할을 하고 있음을 시사한다고 할 수 있다. 과잉성욕 증상은 임상에서 간과하기 쉽고 또한 일반적으로 성적 활동에 대한 변화는 환자들 스스로 보고하지 않는 경향이 많다. 따라서 뇌졸중 환자, 특히 정중 전두엽이나 기저절 병변을 동반한 환자들의 경우에는 비록 그 병변이 측두엽 침범이 없거나 Kluver-Bucy syndrome의 전형적인 증상을 보이지 않는다 할 지라도 성욕등 성적 활동에 대한 체계적인 조사가 필요할 것으로 생각된다. 또한 과잉성욕 증상과 강박 증상을 함께 가지고 있는 경우 선택적인 세로토닌 재흡수 억제제의 사용이 두 증상 모두를 효과적으로 치료하는 데에 도움이 될 수 있을 것이다.

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다중 카메라와 절대 공간 좌표를 활용한 이동 로봇의 강인한 실내 위치 인식 시스템 연구 (Study of Robust Position Recognition System of a Mobile Robot Using Multiple Cameras and Absolute Space Coordinates)

  • 모세현;전영필;박종호;정길도
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권7호
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    • pp.655-663
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    • 2017
  • ICT 기술의 발달로 로봇의 실내 활용이 증가하고 있다. 현재 이용되거나 향후 이용 범위가 증가할 수 있는 운반, 청소, 안내 로봇 등의 연구가 고도화 될 것이다. 실내 공간에서 이동 로봇 활용을 원활히 하기 위해 자기 위치 인식 문제는 가장 먼저 해결되어야 하는 중요한 연구이다. 추가적으로 이동 로봇의 위치가 인위적으로 이동되거나 예기치 못한 충돌로 인해 기존의 경로에서 이탈하였을 경우 등에서도 이동 로봇이 이런 상황을 인지하고 판단하여 목적지로 정확히 이동할 수 있는 강인한 시스템이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 이동 로봇의 자기 위치 관련 여러 문제들을 해결하고자 실내에 설치되어 있는 다수의 CCTV 등 외부 영상 및 이를 절대 공간 좌표 변환한 정보와 더불어 이동 로봇의 엔코더 정보 등을 융합하여 강인한 위치 인식 시스템을 구현하였다. 추가로 이동 로봇 시스템에 경로 주행 알고리즘인 벡터 필드 히스토그램 기법을 적용하였고 실제 실험 수행 후 연구 결과를 확인하였다.

다각형 용기의 결함 검사 시스템 개발 (Development of Defect Inspection System for Polygonal Containers)

  • 윤석문;이승호
    • 전기전자학회논문지
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    • 제25권3호
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    • pp.485-492
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    • 2021
  • 본 논문에서는 다각형 용기의 결함 검사 시스템 개발을 제안한다. 임베디드 보드는 메인부, 통신부, 입·출력부 등으로 구성된다. 메인부는 주 연산장치로써 임베디드 보드를 구동하는 운영체제가 포팅되어서 외부 통신, 센서 및 제어를 위한 입출력을 제어할 수 있다. 입·출력부는 필드에 설치되어 있는 센서들의 전기적신호를 디지털로 변환하여 메인모듈로 전달하는 역할 및 외부 스텝 모터 제어의 역활을 한다. 통신부는 영상 촬영 카메라 트리거 설정 및 제어 장치의 구동 설정의 역할을 수행한다. 입·출력부는 제어 스위치 및 센서들의 전기적신호를 디지털로 변환하여 메인모듈로 전달하는 역할을 수행한다. 동작 모드 등과 관련한 펄스 입력 등을 받기 위한 입력회로에는 외부 노이즈의 간섭을 최소화하기 위하여 각 입력포트에는 포토커플러를 설계한다. 제안된 다각형 용기의 결함 검사 시스템 개발의 정확성을 객관적으로 평가하기 위하여 다른 머신비전 검사 시스템과 비교를 해야 하지만, 현재 다각형 용기의 머신비전 검사 시스템이 존재하지 않기 때문에 불가능하다. 따라서, 동작 타이밍을 오실로스코프로 측정하여서 Test Time, One Angle Pulse Value, One Pulse Time, Camera Trigger Pulse, BLU 밝기 제어 등과 같은 파형이 정확히 출력됨을 확인하였다.

남자 정신분열병 환자의 소뇌기능과 정신증상 및 인지기능간의 연관성 (Correlations of Cerebellar Function with Psychotic Symptoms and Cognitive Function in Schizophrenic Patients)

  • 김서영;전용호;권영준;정희연;황보영;심세훈
    • 생물정신의학
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    • 제14권3호
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    • pp.184-193
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    • 2007
  • 목 적: 소뇌가 운동조절 뿐아니라 인지기능과 정신과적 증상에도 중요한 역할을 하고있다는 증거들은 많다. 정신분열병에서 소뇌기능은 많은 연구들에서 대뇌고위기능의 조정곤란(Cognitive dysmetria)이라는 개념을 통해 주목 받아왔다. 다시말하면, 전전두엽-소뇌-시상핵-전전두엽 회로의 이상은 정신분열병에서 인지기능의 손상과 임상증상으로 나타날 수 있는 것이다. 본 연구의 주 목적은 남자 정신분열병 환자에서 소뇌기능이상을 ICARS를 통해 반정량적으로 평가하고, 이것이 임상 및 인지기능과 어떤 연관성이 있는지 알아보는 것이다. 방 법: 저자들은 DSM-IV-TR 진단기준에 따라 정신분열병으로 진단된 47명의 남자 정신분열병 환자와 이와 성별과 나이를 맞춘 건강한 대조군 30명을 소뇌의 신경학적 징후를 ICARS로 점수화하여 비교하였다. 반정량적으로 100점의 총점을 가진 ICARS는 자세와 보행, 사지운동기능, 언어장애, 안구운동장애의 4개의 구획으로 나뉜 19개 항목으로 구성되어 있다. 모든 실험군은 한국형 간이정신상태검사(K-Mini Mental status examination, MMSE), 언어유창성 검사(Verbal fluency test), 시계그림검사(Clock drawing test)를 통해 인지기능검사를 받았다. 환자군에서 임상증상의 심각도는 한국형 양성 및 음성 증상 척도Positive and Negative Symptom Scale(PANSS)로 평가하였다. 환자군에서 ICARS의 높은 점수가 추체외로증상이나 지발성운동장애와 같이 약물사용으로 인한 부작용과 관련이 있는지 여부를 확인하기위하여 Abnormal Involuntary Movement Scale(AIMS)를 시행하였다. 실험군과 변수들에서 통계적 유의성을 보기위해 독립표본 t 검증과 편상관분석을 사용하였다. 결 과: 정신분열병 환자들은 대조군에 비해 ICARS-자세와 보행장애, 운동기능, 안구운동장애-에서 유의하게 높은 점수를 보였다. 환자들은 인지기능검사에서도 보다 심각한 손상을 보였다. ICARS 점수와 PANSS로 평가한 환자들의 음성증상 총점과는 유의한 상관관계가 있었으며, 인지기능검사에서는 시계그림검사, 언어유창성 검사가 음성증상과 유의하게 연관이 있었다. 또, 시계그림검사는 ICARS 점수와 연관이 있었다. 정신분열병 환자에서 발병연령, 유병기간 및 AIMS 점수가 줄수있는 혼란변수는 회귀분석을 사용하여 평가하였으며, AIMS 점수는 ICARS의 점수와 연관성을 보이지 않았다. 결 론: 정신분열병은 발달학적 혹은 신경발달학적 질환으로 개념 내려지고 있다. 대부분의 연구자들은 정신분열병을 가진 환자들이 대뇌고위기능의 조정곤란(Cognitive dysmetria)이라고 불리는 전전두엽-시상핵-소뇌회로의 이상으로 인해 고통받고 있다고 하였다. 본 연구에서 저자들은 정신분열병 환자들이 인지기능과 소뇌기능에서 심각한 손상을 가지고 있고, 특히 이것은 환자들의 음성증상의 정도와 상관관계가 있다는 것을 확인하였다. 이 결과는 정신분열병에서 소뇌의 역할에 대해 지지하고 있다. 또, 정신분열병 환자들의 연성신경학적 징후를 평가하는데 있어 ICARS라는, 구조화되어 다른 검사자들에게도 통용될 수 있는 도구를 사용했다는 것에서 의미가 있다고 볼 수 있겠다. 향후 유사한 연구에서는 질병의 경과에 따라 신경학적 징후의 변화에 대해 설명할 수 있기를 기대한다.

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