• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권5호
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• pp.427-434
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• 2003

본 논문은 음성기반 생활환경 제어장치 (Enviropmet Control System: ECS)의 개발과 적용에 대해 다룬다. 구체적으로 개발 내용은 음성인식을 통한 생활환경의 제어 장치와 음성 지원 이동형 휠체어 리프트 제어장치를 구현하였다. 구현된 시스템은 경수 손상 사지마비 환자에게 적용되었고 활용의 문제점과 장치의 사용이 장애인 및 가족에게 미치는 신체적 정신적 영향을 평가 고찰하였다. 음성 인식 시스템은 HMM기반 실시간 음성 인식 시스템을 구성하였고 임상의 적용을 평가하기 위하여 가전 기구를 제어하도록 간략화된 음성인식 모듈을 구현하여 54세 남자로 완전 제 4 경수 손상인을 대상으로 1주간 관찰하였다. 그리고 설문 조사를 통하여 Beck 우울 척도와 오락 및 사회적 관계성의 변화를 평가하였다. 또한 음성 지원 이동형 휠체어 리프트의 전동기 구동 제어 장치를 개발하고 구조 역학 해석을 통해 기계적 안정성을 평가하고 시제품을 제작 성능 시험을 하였다. 시스템의 실험 결과 95%이상의 인식률을 나타내었다. 설문조사 결과 장애인의 장치에 대한 만족도는 높은 편이고 간호의존도와 사회적 관계성의 증진을 확인할 수 있었다. 이에 더불어 간병인의 부담과 우울 경향의 감소가 있었다. 또한 음성 지원 이동형 휠체어 리프트는 구조 해석 결과, 상단 휠체어 바퀴 지지대의 재료로서의 피로 수명이 우수하고 무게 중심 이동이 안정성을 가짐을 확인하였다. 본 논문은 실시간 음성 인식 시스템과 이동형 휠체어 리프트를 이용한 장애자를 위한 생활환경 제어장치 구성의 한 예를 제시하였고, 실험을 통하여 실시간 음성인식의 중요한 활용 분야인 재활 의학 분야에서 한국형 생활환경 제어장치의 개발의 필요성을 확인하였으며 상용화를 모색의 발판이 될 것이다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.285-290
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• 2016

우리 농촌은 시장개방화와 생산 비용 상승으로 수익성 악화에 직면하고 있다. 최근, 정부는 농업 및 농촌의 보유자원과 정보통신기술을 결합한 6차산업의 활성화를 독려하고 있다. 이에 따라 시설 원예 작물의 생육 환경을 원격 모니터하고 제어할 수 있는 '스마트 그린하우스' 보급에 투자를 하고 있다. 본 과제의 목표는 하우스를 이동하는 작물 생장 모니터링 시스템을 개발하는 것이다. 이 시스템은 이동형 센싱 모듈, 제어 모듈, 서버 PC로 구성된다. 이동체는 고해상도 IP 카메라, 온습도 센서, 아이파이 중계기를 포함하고 있다. 이 장치는 그린 하우스 천정에 매달린 레일에 걸려 굴러간다. 제어 모듈은 임베디드 PC, PLC, 와이파이 라우터, 그리고 이동체를 끌기위한 BLDC 모터를 포함한다. 그리고 서버 PC는 통합 농장관리 소프트웨어, 홈페이지, 그리고 작물의 영상과 환경정보가 저장된 데이터베이스를 포함한다. 이동체는 하우스 내에서 넓게 이동하며 여러 정보를 수집한다. 서버는 이 정보들을 저장하고 직거래 장터 웹 페이지를 통해 고객에게 제공한다. 이 시스템은 농부들이 하우스의 환경을 제어하고 온라인 시장에 그들의 작물을 판매하는데 도움을 줄 것이다. 궁극적으로 농가 소득증대에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.736-741
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• 2017

본 논문은 회전익 항공기의 와이퍼 시스템의 설계 개선에 관한 연구이다. 국내 회전익 항공기의 우천환경 운용 시, 와이퍼 닦임 성능 저하 및 떨림 현상이 발생하였다. 와이퍼 시스템은 크게 와이퍼 암 조립체, 전동기, 와이퍼 변환기 조립체, 플랙스 드라이브로 구성되며, 와이퍼 시스템에 문제가 발생하면 우천환경의 작전에 제한사항이 발생하여 작전능력이 감소한다. 이러한 와이퍼 시스템의 문제를 야기한 원인은 크게 2가지로 검토되었으며, 첫번째 사유는 항공기 기동조건에서 와이퍼 암에 작용하는 부상력 때문이며, 두번째는 구성품들의 과다한 유격 때문이다. 이 2가지 문제를 개선하기 위해서 본 연구가 수행되었으며, 4가지의 와이퍼 구성품 중 와이퍼 암을 개선하였다. 개선 내용으로는 와이퍼 암의 누름압(스프링 장력) 증가, 기어 공차 개선, 재질 및 형상 변경이 수행되었다. 개선형상의 검증은 구성품 단위 내구성 시험, 항공기 지상 시험, 비행 시험이 수행되었으며, 설계 개선된 와이퍼 암을 장착하였을 시 닦임 성능 및 유격문제가 해소된 것을 확인 할 수 있었다. 닦임성능은 육안으로 확인하였으며, 유격문제는 와이퍼 작동거리를 측정하여 확인하였다. 현재 국내 회전익 항공기는 개선 형상을 적용하여 문제없이 운용하고 있으며, 이러한 설계 개선 과정은 향후 회전익 항공기 개발 시 유용한 참고자료가 될 것이다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.456-465
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• 2019

PHEV(Plug in Hybrid Electric Vehicle)와 BEV(Battery Electric Vehicle)는 모터 및 차량 전장 시스템의 구동을 위하여 고전압 배터리를 사용하며 이를 충전시켜주는 OBC(On-Board Charger)와 고전압에서 저전압으로 전력변환을 해주는 LDC(Low DC/DC Converter)가 반드시 필요하다. OBC와 LDC는 차량에 독립적인 시스템으로 동작 하며 개별 공간을 사용하기 때문에 이를 통합한 시스템을 활용하여 무게 및 사용 공간 확보에 대한 필요성이 대두 되고 있다. 본 논문은 LDC 트랜스포머의 설계를 단순화하여 절연형 전류원 컨버터를 사용한 OBC에 통합이 가능한 1.5kW급 LDC컨버터에 대하여 제안하였다. 제안된 LDC는 양방향 벅-부스트 컨버터의 고정된 임의의 출력 전압을 사용하여 LDC의 최종 출력 전압의 제어가 가능하기 때문에 기존의 OBC-LDC 통합 시스템과 비교하여 배터리 전압 사용 범위, 컨버터의 Duty Ratio 및 OBC의 출력 턴 비를 고려한 트랜스포머 설계에 대한 부분을 단순화 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 제안된 LDC의 시제품을 제작하여 200V ~ 400V의 입력 전압에서 정상 동작을 확인 하였으며 정격 부하 조건에서 최대 효율 91.885%를 달성 하였다. 또한 OBC-LDC통합 시스템 구축을 통해 약 6.51L의 부피를 달성 하였으며 기존 독립적인 시스템에 비해 15.6% 저감되어 공간 확보에 대한 이점을 확인 할 수 있었다.

• Journal of Oral Medicine and Pain
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• 제30권3호
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• pp.337-344
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• 2005

악골과 구강은 피부, 근육, 입술, 뺨, 치은, 혀, 점막 등의 다양한 연조직으로 구성되어 있으며, 악구강계의 정상적인 기능을 평가하기 위해서는 각 연조직의 특성을 이해하는 것이 중요하다. 또한 각 조직의 질병 이환 여부와 치료 전후의 상태를 평가, 비교하는 것도 중요하므로 이를 평가하기 위한 다양한 연구들이 진행되어 왔다. 특히, 최근에는 촉각센서(tactile sensor)라는 새로운 기기가 개발되면서 연조직의 탄성 및 경도와 관련된 특성을 밝히려는 시도가 이루어지고 있다. 이 연구의 목적은 구강안면동통과 관련성이 높은 측두근, 교근 및 승모근의 근육상태를 촉각센서를 이용하여 평가함에 있어 먼저 술자간, 술자내 신뢰도를 조사하고자 하였다. 건강한 성인 남자 5명의 좌우측 전측두근, 교근 및 상부승모근의 경도와 탄성을 촉각센서(Venustron II, Axiom Co., Japan)를 이용하여 측정하였다. 각 근육당 표본수는 10개였다. 피검자를 의자에 바로 앉힌 다음, 피검자의 안면피부에 촉각센서의 probe를 각 근육에 수직되게 위치시켜 근육의 경도와 탄성을 측정하였다. 교근과 전측두근은 수축시 최대풍융부를 촉진하여 펜으로 표시하고 치아가 가볍게 닿게 한 안정 상태에서 센서의 probe를 근육의 최대풍융부에 수직으로 motor-drive를 이용하여 눌러서 측정하였다. 승모근은 상부를 촉진하여 표시한 다음, 동일한 방법으로 측정하였다. 피검자에 대하여 같은 날 2명의 술자가 각각 근육의 경도와 탄성의 변화를 측정하여 술자간 신뢰도 조사하였고, 2일 뒤 다시 한번 측정하여 술자내 신뢰도를 조사하였으며 통계분석에는 Correlation coefficient 및 Paired t-test를 이용하였다. 실험결과, 전측두근, 교근 및 상부승모근의 경도와 탄성에 대한 두 검사자의 평균값은 유의한 차이를 보이지 않았으며 서로 높은 상관관계를 보여주었다. 또한 한 검사자가 2일의 간격을 두고 시행한 두 번의 검사에서도 두 검사간 평균값은 유의한 차이를 보이지 않았으며 서로 높은 상관관계를 보여주었다. 즉, 촉각센서를 사용한 교근과 전측두근 및 상부승모근의 경도와 탄성의 평가는 높은 술자간, 술자내 신뢰도를 보여주었으며, 두경부 근육을 정량적으로 평가할 수 있는 재현성 높고 효과적인 검사법이라고 할 수 있다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권3호
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• pp.284-290
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• 2013

본 연구는 시설재배에서 참외를 수확할 수 있는 로봇의 엔드이펙터를 개발하기 위한 전단계로서, 참외의 엔드이펙트 중에서 소프트 핸드링이 가능한 그립퍼와 참외줄기를 절단하는 커터를 설계하기 위해 참외의 기하학, 압축, 절단, 마찰 특성 등을 분석하였다. 그 결과 참외의 길이는 평균 108mm, 직경은 중간지점에서 평균 70mm, 중량은 평균 188g, 부피는 평균 333mL, 진원도는 평균 3.8mm로 나타났다. 참외의 중량(W)에 대하여 길이(L)와 직경(D2)을 변수로 하는 식 $W=L^a{\times}D_2^b$로부터 비선형 회귀분석을 실시한 결과 a는 2.0279, b는 -0.9998의 상수값을 가지는 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 참외줄기의 지름은 평균 3.8mm이며, 참외 줄기는 중심으로부터 반경 5mm 범위 내에서 대부분 분포하였다. 참외의 항복치와 압축강도, 경도의 평균값은 각각 $36.5N/cm^2$, $185.7N/cm^2$, $636.7N/cm^2$이며, 참외 줄기의 절단력과 절단강도는 각각 $2.87{\times}10^{-2}N$와 $5.60N/cm^2$로 나타났다. 참외의 마찰계수는 고무가 0.609으로 가장 높게 나타났고, 그 다음으로 알루미늄이 0.393, 스테인레스강이 0.177, 테프론이 0.079로 나타났다. 분석된 자료를 토대로 엔드이펙터 설계시 동작에 따른 위치 오차와 안전율을 감안하여, 그립퍼의 및 커터의 크기, 선회반경, 설치위치, 구동모터의 동력, 재료 및 재질의 선정 등에 적용할 수 있을 것으로 판단되었다.