• 대한조선학회지
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• 제26권2호
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• pp.32-40
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• 1989

자동위치 확보시스템은 선박이 불규칙 해상에서 작업을 수행할 때 선체의 위치 및 선수를 일정한 작업반경 내에서 유지할 수 있도록 추진기를 자동제어하는 방법이다. 위치확보시스템의 구성은 계측시스템, 제어기시스템, 추진기시스템 및 동력시스템으로 구성된다. 본 논문은 최적제어 기법과 필터링 기법을 이용한 제어기시스템 구성에 관하여 논하였고, 제어시스템 구성을 위한 상태방정식의 정립과정을 서술하였다. 선체의 평면운동은 저주파수 운동과 고주파수 운동의 성분으로 구성되었다고 가정하였다. 저주파수 운동은 추진기에 의한 외력, 조류력 및 2차차수 파랑강제력에 기인하며 고주파수 운동은 1차 차수 파랑강제력에 의해 유기된다. 해상에서 계측되는 신호에는 선체의 운동성분 이외에도 계측오차 성분이 포함된다. 자기동조필터 및 칼만필터를 이용하여 계측신호로부터 저주파수 운동성분과 고주파수 운동성분을 각각 독립적으로 추정하고, 추정된 저주파수 운동성분을 궤환하여 제어를 수행하였다. 제어기는 교란환경 속의 최적제어기인 LQG제어기를 이용하였다. 시뮬레이션을 수행하기 위하여 Wimpey Sealab의 데이타를 이용하였다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.105-110
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• 1990

본 논문에서는 PID 적응 제어기를 이용한 컴플라이언스 로보트 제어알고리듬을 제안하였다. 조립작업, 표면가공 등과 같이 환경과 접촉해야 하는 작업을 수행할 때 컴플라이언스 로보트이 적합하며, 제어방식으로는 하이브리드 로보트 제어 방식을 사용한다. 하이브리드 제어방식은 힘과 위치를 함께 제어하는 방식으로 두개의 독립적인 궤한 폐 루프를 형성한다. 환경과의 접촉으로 인하여 컴플라이언스 로보트 역학에 독립적인 PID 적응 제어기를 컴플라이언스 로보트에 적용했다. 2축 로보트의 평면 가공 작업의 시뮬레이션을 통하여 제안된 컴플라이언스 제어 알고리듬을 분석, 확인했다.

• Physical Therapy Rehabilitation Science
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• 제8권2호
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• pp.93-98
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• 2019

Objective: The purpose of this study was to investigate the effect of robot arm reach training on upper extremity functional movement in chronic stroke survivors. Design: One group pretest-posttest design. Methods: Thirteen chronic stroke survivors participated in this study. Robot arm reach training was performed with a Whole Arm Manipulator (WAM) and a 120-inch projective display to provide visual and auditory feedback. During the robotic arm reach training, WAM provided gravity compensation and assist-as-needed (AAN) force according to the robot control mode. When a participant could not move the arm toward the target for more than 2 seconds, WAM provided AAN force to reach the desired targets. All patients participated in the training for 40 minutes per day, 3 times a week, for 4 weeks. Main outcome measures were the Fugl-Meyer Assessment (FMA), Action Research Arm Test (ARAT) and Box and Block Test (BBT) to assess upper extremity functional movement. Results: After 4 weeks, significant improvement was observed in upper extremity functional movement (FMA: 42.15 to 46.23, BBT: 12.23 to 14.00, p<0.05). In the subscore analysis of the FMA upper extremity motor function domains, significant improvement was observed in upper extremity and coordination/speed units (p<0.05). However, there were no significant differences in the ARAT. Conclusions: This study showed the positive effects of robot arm reach training on upper extremity functional movement in chronic stroke survivors. In particular, we confirmed that robot arm reach training could have a positive influence by leading to improvement of motor recovery of the proximal upper extremity.

• 한국운동역학회지
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• 제21권1호
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• pp.31-38
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• 2011

This study aimed to determine the effects of the blockage of visual feedback on joint dynamics of the lower extremity. Fifteen healthy male subjects(age: $24.1{\pm}2.3\;yr$, height: $178.7{\pm}5.2\;cm$, weight: $73.6{\pm}6.6\;kg$) participated in this study. Each subject performed single-legged landing from a 45 cm-platform with the eyes open or closed. During the landing performance, three-dimensional kinematics of the lower extremity and ground reaction force(GRF) were recorded using a 8 infrared camera motion analysis system (Vicon MX-F20, Oxford Metric Ltd, Oxford, UK) with a force platform(ORG-6, AMTI, Watertown, MA). The results showed that at 50 ms prior to foot contact and at the time of foot contact, ankle plantar-flexion angle was smaller(p<.05) but the knee joint valgus and the hip flexion angles were greater with the eyes closed as compared to with the eyes open(p<.05). An increase in anterior GRF was observed during single-legged landing with the eyes closed as compared to with the eyes open(p<.05). Time to peak GRF in the medial, vertical and posterior directions occurred significantly earlier when the eyes were closed as compared to when the eyes were open(p<.05). Landing with the eyes closed resulted in a higher peak vertical loading rate(p<.05). In addition, the shock-absorbing power decreased at the ankle joint(p<.05) but increased at the hip joints when landing with the eyes closed(p<.05). When the eyes were closed, landing could be characterized by a less plantarflexed ankle joint and more flexed hip joint, with a faster time to peak GRF. These results imply that subjects are able to adapt the control of landing to different feedback conditions. Therefore, we suggest that training programs be introduced to reduce these injury risk factors.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권4호
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• pp.345-353
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• 2007

근접장 마이크로파 현미경을 이용하여 수중에서 시료의 표면이미지에 대한 비파괴적 측정에 관한 연구를 하였다. 이때 근접장 마이크로파 현미경은 3.5-5.5 GHz에서 작동되었다. 본 연구에서는 수중에서 시료의 표면특성을 손상 없이 측정하기 위해 강성힘을 이용한 튜닝폭(tuning fork) 거리조절 시스템으로 팁과 시료 사이의 거리를 10 nm로 유지하였다. 더불어, 공기 및 수중에서 튜닝폭의 진동진폭의 변화와 공진주파수의 변화를 측정하여 수중에서 튜닝폭리 반응특성을 저하시키는 원인에 대해 알아보았다. 물 속에 시료가 충분히 잠기고, 동시에 물의 영향을 최소화하기 위해 팁의 길이를 2 mm로 제작하여 튜닝폭의 한 쪽면에 붙였다. 또한 측정과정에서 나타나는 증발현상을 해소하기 위해 엑츄에이터를 이용하여 보충용 수조를 제작하였으며, 보다 정확한 수중측정을 위해 보정프로그램을 응용하였다. 이를 통해, 시료의 공기 및 수중 측정의 가능성을 확인하기 위해 도체시료의 표면특성을 관측하고 비교하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제14권6호
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• pp.1221-1245
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• 2014

Real-time hybrid simulation (RTHS) is a promising cyber-physical technique used in the experimental evaluation of civil infrastructure systems subject to dynamic loading. In RTHS, the response of a structural system is simulated by partitioning it into physical and numerical substructures, and coupling at the interface is achieved by enforcing equilibrium and compatibility in real-time. The choice of partitioning parameters will influence the overall success of the experiment. In addition, due to the dynamics of the transfer system, communication and computation delays, the feedback force signals are dependent on the system state subject to delay. Thus, the transfer system dynamics must be accommodated by appropriate actuator controllers. In light of this, guidelines should be established to facilitate successful RTHS and clearly specify: (i) the minimum requirements of the transfer system control, (ii) the minimum required sampling frequency, and (iii) the most effective ways to stabilize an unstable simulation due to the limitations of the available transfer system. The objective of this paper is to establish a stability switch criterion due to systematic experimental errors. The RTHS stability switch criterion will provide a basis for the partitioning and design of successful RTHS.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.906-912
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• 2014

물고기 로봇 연구는 몸체 및 꼬리 관절 궤적의 크기나 주파수의 크기에 따른 로봇의 추력 비교 또는 꼬리 관절 궤적을 적절한 함수로 선정하여 물고기 로봇의 빠른 회전 등과 관련된 연구가 주를 이루고 있다. 본 연구에서는 물고기 로봇이 추력을 받아 앞으로 유영할 경우, 로봇의 몸체 및 꼬리 관절이 사인파와 같이 좌, 우로 요동치며 움직이므로 피드백 제어를 행하기 어렵다. 따라서 물고기 로봇의 경로에 기초한 가상의 위치를 검출하고, 검출된 위치를 사용하여 주어진 경로 위의 예견 점(look-ahead point)을 기준으로 방향 오차를 정의하여 물고기 로봇이 경로를 추종하도록 제어기를 설계하였다. 모의실험 결과 제안된 방법의 유용성을 확인할 수 있었다.

• International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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• 제9권4호
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• pp.57-62
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• 2008

The aim of this investigation was to extract the fatigue properties at the designated fatigue life of copper foil and observe the mean stress and stress amplitude effects on both the fatigue life and the corresponding surface morphology. Tensile tests were performed to determine the baseline monotonic material properties of the proportional limit and ultimate tensile strength. Constant amplitude fatigue tests were carried out using a feedback-controlled fatigue testing machine. The mean stress and the stress amplitude were changed to obtain the complete nominal stress-life curves. An atomic force microscope was utilized to observe the relationship between the fatigue damage and the corresponding changes in surface morphology. A Basquin's exponent of-0.071 was obtained through the fatigue tests. An endurance limit of 122 MPa was inferred from a Haigh diagram. The specimen surface became rougher as the number of fatigue cycles increased, and there was a close relationship between the fatigue damage and the surface roughness evolution.

• 한국HCI학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.37-44
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• 2006

물체의 반사 효과는 물체의 재질, 기하학적 모양 및 조명 환경을 표현하는데 있어 매우 중요한 요소이다. 사진품질을 추구하는 사실적 렌더링에서는 기존의 국소 반사 모델을 사용하여 좋은 결과를 얻을 수 있지만, 사용자의 주관이 중시되는 비사실적 렌더링에서는 사용자가 원하는 반사 효과를 표현할 수 있어야 한다. 텍스처는 사용자가 원하는 반사 효과를 직관적으로 표현할 수 있는 수단이며, 이 텍츠처를 모델에 투영하면 원하는 반사 효과를 얻을 수 있다. 이 때 사용자는 텍스처가 투영될 위치와 크기, 방향을 직접 키프레임으로 정해 줄 수 있다. 그러나 모든 반사 효과를 사용자가 직접 정해준다는 것은 번거로운 일이며, 아울러 실시간 응용분야에는 적용할 수 없는 단점이 있다. 본 논문에서는 국소반사모델과 주곡률 해석을 통해 반사 효과의 위치, 방향 및 크기를 결정하기 위한 텍스처 투영기의 새로운 설정 방법을 제시한다. 광원과 시점 정보로부터 주어진 모델 위에서 최대 명점을 구한 후, 텍스처 투영기를 최대 조명점을 지나는 법선 벡터에 평행한 직선 위에 위치시킨다. 투영기의 방위를 최대 조명점에서의 주방향에 따라서 일치시키고, 투영기의 투영 피라미드의 크기를 주곡률에 따라서 결정한다. 텍스처 투영기의 단순한 이동, 회전 및 주곡률 값의 조절을 통하여 반사 영역의 이동, 회전 및 확대/축소가 가능하다. 본 논문에서 제시한 방법은 DirectX 9.0c와 프로그램이 가능한 셰이더 2.0을 사용하여 GeForce FX 7800 그래픽 카드에 구현되었다. 본 논문의 연구 결과는 만화적 표현을 추구하는 게임 등과 같은 실시간 응용분야에 사용될 수 있으며, 실험 결과에 의하면 수만 개의 다면체 모델에 대한 스타일 반사효과를 실시간에 렌더링할 수 있다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제1권2호
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• pp.205-210
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• 2013

본 연구에서는 스키 시뮬레이터의 사용자 감응형 제어를 위한 물리모델과 동작인식 시스템의 개발되었으며, 스키 선수의 자세 변화에 따른 스키 슬로프 상에서의 거동과의 부합성 확보를 위하여 실제 현장 실험데이터의 회귀분석을 통해 동작인식 시스템에 사용될 파라미터 및 관계식을 도출하였다. 개발된 물리모델 기반 스키 동작 인식 시뮬레이터는 실시간으로 Kinect 장치를 사용하여 사용자의 관절별 질량을 분석하여, 정확한 체중심을 추정하고, 시뮬레이터 하드웨어에서 적용할 수 있도록 힘, 속도, 가속도에 대한 피드백을 전달하도록 구성되었다. 본 연구결과는 스키시뮬레이터의 인식모듈로 사용되었으며, 물리모델 기반 가상 스포츠 시뮬레이터 제작에 응용 할 수 있는 자료로 활용될 것이다.