• 로봇학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.110-119
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• 2010

This paper aims to add the autonomous driving capability to the inverted pendulum system which maintains the inverted pendulum upright stably. For the autonomous driving from the starting position to the goal position, the motion control algorithm is proposed based on the dynamics of the inverted pendulum robot. To derive the dynamic model of the inverted pendulum robot, a three dimensional robot coordinate is defined and the velocity jacobian is newly derived. With the analysis of the wheel rolling motion, the dynamics of inverted pendulum robot are derived and used for the motion control algorithm. To maintain the balance of the inverted pendulum, the autonomous driving strategy is derived step by step considering the acceleration, constant velocity and deceleration states simultaneously. The driving experiments of inverted pendulum robot are performed while maintaining the balance of the inverted pendulum. For reading the positions of the inverted pendulum and wheels, only the encoders are utilized to make the system cheap and reliable. Even though the derived dynamics works for the slanted surface, the experiments are carried out in the standardized flat ground using the inverted pendulum robot in this paper. The experimental data for the wheel rolling and inverted pendulum motions are demonstrated for the straight line motion from a start position to the goal position.

• 전자공학회논문지SC
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• 제37권3호
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• pp.72-83
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• 2000

본 논문에서는 리칭모드 제어기와 신경 회로망을 이용하여 3상 유도전동기의 위치제어 시스템을 구현한다. 리칭모드 제어기는 위치오차와 속도오차의 궤적을 슬라이딩 평면으로 들어가도록 하고 신경회로망의 초기학습을 담당한다. 리칭모드 제어기의 구조는 슬라이딩 평면의 스위칭 함수로부터 간단히 구성하였다. 또한, 신경 회로망은 전향경로 신경망으로 구성되며 비선형 매핑능력과 탁월한 학습능력을 이용하여 유도전동기의 등가제어입력을 학습하도록 하였고 신경 회로망의 입력으로는 모터의 기준속도, 기준위치 및 엔코더를 이용하여 측정된 모터의 실제속도와 위치 등을 이용하였고 온라인 상태로 학습되도록 하였다. 이와 같이 복합적으로 구성된 제어기들을 유도전동기의 위치제어 시스템에 적용하였다. 본 논문에서 제안된 알고리즘의 타당성을 보이기 위해 기존의 PI 제어기와 비교평가를 하였으며 시뮬레이션과 실험결과로부터 초기운전 상태에서는 리칭모드 제어기가 주로 제어를 담당하지만 시간이 지남에 따라 신경회로망이 학습되어 신경 회로망이 주 제어기가 됨을 확인하였다. 아울러, 제안된 제어기가 PI 제어기보다 우수하고 특히 부하변동과 같은 외란에 강인함을 알 수 있었으며, 정상상태 오차가 현저히 감소하여 정밀한 제어가 가능함을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권5_2호
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• pp.707-723
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• 2022

위성기반 해수면온도는 광역 모니터링이 가능한 장점이 있지만, 다양한 환경적 그리고 기계적 이유로 인한 시공간적 자료공백이 발생한다. 자료공백으로 인한 활용성의 한계가 있으므로, 공백이 없는 자료 생산이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 한반도 주변 해역에 대해 극궤도와 정지궤도 위성에서 생산되는 해수면온도 자료를 두 단계의 기계학습을 통해 융합하여 4 km의 공간해상도를 가지는 일별 해수면온도 합성장을 만들었다. 첫번째 복원 단계에서는 Data INterpolate Convolutional AutoEncoder (DINCAE) 모델을 이용하여 다종 위성기반 해수면온도 자료를 합성하여 복원하였고, 두번째 보정 단계에서는 복원된 해수면온도 자료를 현장관측자료에 맞춰 Light Gradient Boosting Machine (LGBM) 모델로 학습시켜 최종적인 일별 해수면온도 합성장을 만들었다. 개발된 모델의 검증을 위해 복원 단계에서 무작위 50일의 자료 중 일부분을 제거하여 복원한 뒤 제거된 영역에 대해 검증하였으며, 보정 단계에서는 Leave One Year Out Cross Validation (LOYOCV) 기법을 이용하여 현장자료와의 정확도를 검증하였다. DINCAE 모델의 해수면온도 복원 결과는 상당히 높은 정확도(R²=0.98, bias=0.27℃, RMSE=0.97℃, MAE=0.73℃)를 보였다. 두번째 단계의 LGBM 보정 모델의 정확도 개선은 표층 뜰개 부이와 계류형 부이 현장자료와의 비교에서 모두 상당한 향상(RMSE=∆0.21-0.29℃, rRMSE=∆0.91-1.65%, MAE=∆0.17-0.24℃)을 보여주었다. 특히, 모든 현장 자료를 이용한 보정 모델의 표층 뜰개 부이와의 정확도는 동일한 현장 자료가 동화된 기존 해수면온도 합성장보다 나은 정확도를 보였다. 또한 LGBM 보정 모델은 랜덤포레스트(random forest)를 사용한 선행연구에서 보고된 과적합의 문제를 상당부분 해결하였다. 보정된 해수면온도는 기존의 초고해상도 해수면온도 합성장들과 유사한 수준으로 수온 전선과 와동 등의 중규모 해양현상을 뚜렷하게 모의하였다. 본 연구는 다종위성 자료와 기계학습 기법을 사용해 시공간적 공백 없는 고해상도 해수면온도 합성장 제작 방법을 제시하였다는 점에서 가치가 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.834-841
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• 2022

최근 스마트팩토리와 인공지능 기술의 수요 증가로 인해 다양한 분야에서 인공지능 기술을 적용하는 연구가 진행되고 있다. 결함 검사 분야에서도 인공지능 알고리즘을 도입하기 위한 노력을 기울이고 있다. 특히, 금속 외관의 결함을 검출하는 연구는 다른 소재(목재, 플라스틱, 섬유 등)의 결함을 검출하는 연구에 비해 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 머신러닝 기법(서포터 벡터 머신(SVM: Support Vector Machine), 소프트맥스 회귀(Softmax Regression), 결정 트리(Decesion Tree))과 차원 축소 알고리즘(주성분 분석(PCA: Principal Component Analysis), 오토인코더(AutoEncoder))의 9가지 조합과 2가지 합성곱신경망(CNN: Convolutional Neural Network) 기법(자체 알고리즘, ResNet)의 금속 외관의 결함 분류 성능 및 속도를 비교하고 분석하는 연구를 수행하고자 한다. 두 종류의 학습 데이터셋((i) 공용 데이터셋(Public Dataset), (ii) 실측 데이터셋(Actual Dataset))에 대한 실험을 통해 각 데이터셋에 대한 성능 및 속도를 비교 분석하고, 가장 효율적인 알고리즘을 찾아낸다.

• 한국정밀공학회지
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• 제19권8호
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• pp.180-186
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• 2002

Hot Plate is the major unit that it used to remove damp of wafer surface, to strength adhesion of photoresist (PR) and to bake coated PR in FAB process of semiconductor. The badness of Hot Plate (HP) has directly influence upon the performance of wafer, it is necessary to guarantee the performance of HP. In this study, a reliability evaluation system has been designed and developed, which is to measure and to estimate thermal uniformity and flatness of HP in range of temperature 0~$250^\circC$. This system has included the techniques which measures and analyzes thermal uniformity using infrared thermal vision, and which compensates measuring error of flatness using laser displacement sensor For measuring flatness, a measurement stage of 3 axes are developed which adapts the precision encoder. The allowable error of this system in respect of thermal uniformity is less $than\pm0.1^\circC$ and in respect of flatness is less $than\pm$1mm . It is expected that the developed system can measure from $\Phi200mm\;(wafer 8＂)\;to\;\Phi300mm$ (wafer 12＂) and also can be used in performance test of the Cool Plate and industrial heater, etc.

• International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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• 제8권2호
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• pp.26-31
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• 2007

A novel scanning probe measurement system was developed to enable precise profile measurements of microaspheric surfaces. An air-bearing stylus with a microprobe was used to perform the surface profile scanning. The new system worked in a contact mode and had the capability of measuring micro-aspheric surfaces with large tilt angles and complex profiles. Due to limitations resulting from the contact mode, such as possible damage caused by the contact force and lateral resolution restrictions from the curvature of the probe tip, several system improvements were implemented. An air bearing was used to suspend the shaft of the probe to reduce the contact force, enabling fine adjustments of the contact force by changing the air pressure. The movement of the shaft was measured by a linear encoder with a scale attached to the actual shaft to avoid Abbe errors. A $50-{\mu}m-diameter$ glass sphere was bonded to the tip of the probe to improve the lateral resolution of the system. The maximum contact force of the probe was 10 mN. The shaft was capable of holding the probe continuously if the contact force was less than 40 mN, and the resolution of the probe could be as high as 10 nm, The performance of the new scanning probe measurement system was verified by experimental data.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권10호
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• pp.29-38
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• 2018

굴착공 저면에 형성된 슬라임은 현장타설말뚝의 과도한 침하 및 지지력 감소를 야기하므로 콘크리트 타설 전 해당 슬라임에 대한 조사가 요구된다. 본 연구에서는 굴착공 내 전기적 특성을 이용하여 굴착공 저면에 형성된 슬라임을 평가하기 위한 기법으로써 슬라임미터(slime meter)를 개발하였다. 슬라임미터는 전극 및 온도센서가 설치된 프로브 및 로터리엔코더가 설치된 프레임으로 구성되어 굴착공 심도에 따라 온도영향이 고려된 전기비저항을 평가할 수 있다. 슬라임미터의 적용을 위하여 직경 3m, 심도 46.9m의 굴착공에 대해 시험시간 및 위치가 서로 다른 총 3회의 현장실험이 수행되었다. 3회의 현장실험 모두 굴착공 내 유체에서 일정한 전기비저항이 측정되었으나 슬라임 표면이 존재하는 심도에서 전기비저항이 급격히 증가하는 결과를 보였으며, 해당 심도 및 지반 굴착심도의 차를 이용하여 슬라임의 두께를 산정할 수 있었다. 슬라임 두께 산정 결과, 동일 실험위치에서의 슬라임 두께는 시간 경과에 따라 증가하였으며 가장자리에서의 슬라임이 중앙부의 슬라임보다 두껍게 평가되었다. 본 연구에서 개발된 슬라임미터는 간소화된 장비구성으로 굴착공 내 전기비저항을 평가하여 슬라임 두께를 산정하므로 향후 굴착공 저면의 슬라임 평가를 위한 기법으로써 활용될 수 있을 것이라 기대된다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제33권2호
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• pp.141-147
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• 2008

본 연구의 목적은 나노리터 수준의 물 흐름을 계측할 수 있는 장치를 개발하고, 상아질의 물 투과성을 측정하여 치아과민증 치료제와 상아질 접착제의 상아세관 밀폐효과를 알아보고자 하였다. 본 연구에서 제작한 미세흐름 측정장치는 첫째, 물의 흐름을 감지하는 모세관과 광 센서부, 둘째 물의 흐름을 추적하는 서보모터와 구동부, 셋째, 모터의 회전을 측정하여 물의 이동량으로 변환하는 엔코더와 컴퓨터 기록장치 등 세 부분으로 구성되어 있다. 본 장비를 이용하여 교합 면이 절단되어 노출된 상아질의 물 투과도와 치아과민증 치료제인 BisBlock과 자가부식형 상아질접착제인 Clearfil SE bond의 상아질 밀폐효과를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 나노리터 수준의 물 흐름을 측정할 수 있는 장치를 제작하였고, 이를 이용하여 상아질의 물 투과도를 측정할 수 있었다. 2. 삭제 후 노출 연마된 상아질은 0.84 - 15.2 nL/s의 물 투과도를 보였고 Oxalate 제재인 BisBlock 이나 자가부식형 접착제 Cleafil SE bond 적용 시 투과도가 39.8 - 89.6% 감소하였다.