• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제29권1호
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• pp.32-39
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• 2008

This paper reports on a realtime OS based master-slave configuration robot control system for laparoscopic surgery robot which enables telesurgery and overcomes shortcomings with conventional laparoscopic surgery. Surgery robot system requires control system that can process large volume information such as medical image data and video signal from endoscope in real-time manner, as well as precisely control the robot with high reliability. To meet the complex requirements, the use of high-level real-time OS (Operating System) in surgery robot controller is a must, which is as common as in many of modem robot controllers that adopt real-time OS as a base system software on which specific functional modules are implemened for more reliable and stable system. The control system consists of joint controllers, host controllers, and user interface units. The robot features a compact slave robot with 5 DOF (Degree-Of-Freedom) expanding the workspace of each tool and increasing the number of tools operating simultaneously. Each master, slave and Gill (Graphical User Interface) host runs a dedicated RTOS (Real-time OS), RTLinux-Pro (FSMLabs Inc., U.S.A.) on which functional modules such as motion control, communication, video signal integration and etc, are implemented, and all the hosts are in a gigabit Ethernet network for inter-host communication. Each master and slave controller set has a dedicated CAN (Controller Area Network) channel for control and monitoring signal communication with the joint controllers. Total 4 pairs of the master/slave manipulators as current are controlled by one host controller. The system showed satisfactory performance in both position control precision and master-slave motion synchronization in both bench test and animal experiment, and is now under further development for better safety and control fidelity for clinically applicable prototype.

• 정보보호학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.123-133
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• 2018

사이버 물리 시스템(CPS: Cyber-Physical System)은 물리시스템과 사이버시스템이 통합되어 운영되는 시스템을 말한다. CPS는 대상 물리시스템을 안정적으로 운영하기 위해 다수의 센서를 이용하여 끊임없이 물리 대상을 모니터링하고 현재 상태에 따라 액추에이터 제어를 수행한다. 만약 악의적인 공격자가 자신들의 공격을 은닉하기 위해서 센서들의 측정값을 대상으로 위변조 공격을 수행한다면, 수집된 데이터에 기반하여 운영되는 사이버시스템은 현재 물리시스템의 운영 현황을 확인할 수 없게 된다. 이는 자동화 시스템 및 운전원의 대응을 지연시켜 더욱 큰 피해가 발생하게 된다. 점차 정교해지는 타겟형 공격들로부터 CPS를 안전하게 보호하기 위해서는 센서 및 측정값을 대상으로 수행되는 은닉형 공격을 탐지할 수 있는 대응기술을 개발해야 한다. 그러나 다양한 이기종 장치들이 존재하는 CPS에서 실제 현장장치들을 대상으로 취약점을 분석하고 실증하는 과정은 많은 시간을 필요로 한다. 따라서 본 연구에서는 CPS 은닉형 공격 탐지 기술의 성능 검증에 활용 가능한 중간자 PLC 실험환경 구축 방안을 제안하고 그 실험결과를 제시한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.2004-2010
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• 2009

IEEE 802.11s 무선 메쉬 네트워크에서 분배 서비스를 위한 중심망(Backbond)은 메쉬 포인트들을 무선 링크로 연결하여 구성한 무선 다중 홉 구조를 특징으로 하며 AODV(Adhoc Ondemand Distance Vector)와 같은 무선 다중 홉 라우팅 프로토콜을 사용하여 경로를 설정한다. 통신 중인 단말이 이동으로 인해 새로운 AP(Access Point)를 통해 서비스를 받아야 할 때, 즉 핸드오버 상황에서, 기존 무선 랜 네트워크의 경우 새 AP와 무선 링크를 설정 하는 것만으로 바로 통신을 재개할 수 있지만 메쉬 네트워크는 무선 다중 홉 중심망에서의 경로 설정 과정이 추가로 필요하다. 본 논문은 이러한 경로 설정 지연을 제거하여 무선 메쉬 네트워크를 사용하는 이동 단말에게 끊김 없는 통신 서비스를 제공하는 것을 목표로 하고 있다. 우리는 GPS 위치 정보를 이용하여 이동 단말의 핸드오버 대상 AP를 예측하고 대상 AP로 하여금 미리 경로를 설정하게 함으로써 지연을 제거하는 방법을 제안한다. 제안한 핸드오버 방법을 특징으로 하는 무선 메쉬 노드들을 임베디드 보드를 이용하여 직접 구현하였고 실험망을 구성하여 성능을 검증하였다. 실험 결과 제안하는 방법은 경로 설정 지연이 있는 기존 방법에 비해 핸드오버 지연시간은 2.47초에서 0.05초로 줄었고 데이터 손실률을 20~35% 수준에서 0~10% 수준으로 줄어 들었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.3378-3384
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• 2015

최근에 라만스펙트럼에 대한 고속 검색 방법은 많은 관심을 받아왔다. 지금까지 가장 간단하고 널리 사용되는 방법은 주어진 스펙트럼과 데이터베이스 스펙트라 사이의 유클리드 거리를 계산하고 비교하는 방법이다. 하지만 고차원 데이터의 속성으로 검색의 문제는 그리 간단하지 않다. 가장 큰 문제점중의 하나는 검색 방법에 있어서 연산량이 많아 계산 시간이 너무 오래 걸린다는 것이다. 이러한 문제점을 극복하기 위해, 코드워드의 MPS(Mean Pyramids Search)와 PDS(Partial Distortion Search)을 사용하는 알고리즘이 현재 이미지 코딩 분야에서 고속 검색 알고리즘으로 널리 사용되고 있다. 하지만 이 방법은 1차원 데이터의 경우에는 적합하지 않다. 본 논문에서 우리는 라만 스펙트럼 데이터에 적합한 3가지 새로운 방법의 고속 검색 알고리즘을 제안한다. 이 방법은 벡터의 두 개의 주요한 특징으로 평균과 분산을 사용하여 후보가 될 수 없는 많은 코드워드를 계산하지 않으므로 연산량을 줄이고 계산 시간을 줄여준다. 실험은 1DMPS+PDS와 비교하여 1DMPS Sort+PDS는 42.8%, 1DMPS Sort+PDS는 48.6%, 1DMPS Sort with Sorted Variance+PDS는 55.2%의 성능향상을 보였다. 실험결과는 제안된 알고리즘이 고속 검색에 적합함을 확인시켜 준다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.861-866
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• 2007

본 연구는 하 폐수 중의 유기물뿐만 아니라 질소, 인을 생물학적으로 제거하기 위하여 Bacillus sp. 미생물을 사용하였다. Bacillus sp. 미생물이 생존하기에 알맞지 않은 상황에서는 포자를 형성하고, 증식과 포자화를 반복하면서 우점화되는 특성을 발현시키기 위해 점감포기를 실시하였다. 반응기 용존산소 농도는 포기조 1단; $1.2{\sim}l.5mg/L$, 포기조 2단; $0.3{\sim}$0.5mg/L, 포기조 3단 ; 0.2mg/L이하로 유지하였다. 또한 공정내 미생물의 유실을 방지하고 미생물이 고농도 상태로 유지 가능한 부착성장의 한 공법인 RBC에 끈상 나선형 미생물 접촉재를 설치한 반응기를 이용하였다. 식종한 Bacillus sp.가 적응하는 기간에서의 유입유량은 173 L/d, 내부반송율 200%, 슬러지반송율 100%로 운전을 하였으며, 방류수질을 기준으로 단계적으로 유입유량을 증가시켰다. 정상상태에서 유입유량은 346 L/d이고, 내부반송율과 슬러지 반송율은 각각 50%로 결정하여 실험을 수행하였고, 원수는 Glucose 1,800 mg/L. $NH_4Cl\;500mg/L,\;KH_2PO_4\;5mg/L$를 혼합한 인공폐수를 제조하여 공정에 주입하였고, 그 결과 각각 미생물이 폐수에 적응하는 단계인 Period 1에서는 각 수질 분석 항목의 농도가 점차적으로 감소하는 경향을 보였으며. 정상상태라고 판단한 Period 2에서는 최종적으로 유입수에 대한 유출수의 제거율은 각각 TCODCr 94%. BOD 87%, T-N 85%, T-P 89%의 결과를 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.470-477
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• 2013

본 논문은 목자판과 수면이 포함된 시차가 있는 연속적인 두 영상을 이용하여 수면위치를 탐색하는 방법과 그 적용성을 평가한 결과를 기술한다. 수위표 상단으로부터 특정 크기의 직사각형 검사영역을 설정하고 짧은 시차를 가진 두 영상의 동일한 위치의 검사영역에 대해 상관계수를 산정한다. 이렇게 함으로써 물의 흐름으로 픽셀 농도가 변화하는 수역과 픽셀 농도가 고정되어 있는 육역을 구분한다. 제안한 기법을 검증하기 위해 실험실에서 촬영한 사진을 분석하였다. 분석결과 검사영역의 크기에 따라 상관계수 특성이 달라짐을 확인하였으며, 검사영역이 수위표 전체 폭에 걸쳐 있는 경우에 상관계수에 따른 수면특성이 뚜렷이 나타나 제안된 기법이 수면을 찾는데 활용될 수 있음을 확인하였다. 또한 시차가 있는 두 영상의 상관분석을 통한 수위측정방법을 통해 기존 영상수위계의 오염된 영상에서 오차범위가 10~42cm 발생했던 것을 2.6cm 이내로 줄일 수 있었다. 이 방법은 기존 영상수위계의 방법을 보완하여 수위 측정 성능을 높이는데 활용될 수 있을 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.44-50
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• 2016

본 연구에서는 상변화물질(PCM)을 반강성 포장체를 구성하는 초속경시멘트 페이스트 주입재에 적용하기 위한 연구를 수행하였다. 반강성포장용 주입재의 아크릴레이트를 PCM으로 치환에 따른 총 6종류의 주입재 배합에 대하여 경화 전 후 특성을 실험을 통해 평가하였다. 아크릴레이트를 PCM으로 치환하여 유동성을 평가한 결과 본 연구에서 목표로한 유하시간 10~13초를 모두 만족시킬 수 있는 것으로 나타났다. 응결시간의 경우 PCM으로 치환하더라도 초속경 시멘트의 성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났고, PCM 치환 60%이상의 경우 초결시간이 다른 배합에 비해 1~2분 빨리 발생되었다. 압축강도 및 부착강도의 경우 Plain 배합과 유사한 강도특성을 나타내었고, 본 연구에서 목표로 하는 압축강도 36MPa, 부착강도 2MPa를 모두 만족시켰다. PCM으로 치환한 배합은 아크릴레이트만을 사용한 배합에 비해 우수한 염소이온침투저항성을 나타내었으나, OPC수준에는 미흡하였다. 반강성포장용 주입재에 대한 물리 역학적 성능평가 결과, 이 연구의 범위내에서는 PCM 대체율 20% 수준이 효과적인 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.144-152
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• 2016

본 논문은 단차가 있는 철근콘크리트 보에서 인장을 받는 하부 철근의 겹침이음 상세에 고강도 갈고리 철근 및 확대머리 철근을 사용하기 위하여 겹침이음 성능평가를 위한 실험적 연구결과를 다룬다. 겹침이음길이와 겹침이음구간내 스터럽 보강유무를 주요 변수로 한 실험을 통하여, 파괴유형, 초기강성, 최대내력, 변형성능 등을 분석하였고, KCI2012 정착설계식을 모델로 한 이론내력과 비교하였다. 그 결과, 모든 실험체들에서 확대머리 철근이 위치한 배근 방향으로 발생한 균열에 의하여 최종파괴가 나타났고, 초기 강성 및 휨균열 이후의 강성이 유사하게 나타났다. 스터럽 보강되지 않은 실험체에 대하여 HS 계열 실험체들은 겹침이음길이가 25% 증가할 때, 최대 실험내력은 11.8~18.1% 증가한 반면에, HH 계열 실험체들은 확대머리 철근의 프라이아웃거동에 의한 파괴로 내력 증가의 효과가 없었다. 현행 KCI2012에 의한 정착길이 설계식을 바탕으로 B급 겹침이음과 스터럽보강에 따른 감소계수 0.8을 고려하여 이론 겹침이음내력을 산정한 결과, HS 계열실험체는 이론 내력이 실험내력을 안전측으로 평가하고 있다. 반면에 스터럽이 보강되지 않은 HH 계열 실험체들은 이론내력이 실험내력을 불안전측으로 평가하고 있어 겹침이음 구간 내 스터럽 보강을 하여야 할 것으로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.144-152
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• 2010

콘크리트 구조물의 FRP를 이용한 보수보강 시 유기계 접착제인 에폭시 수지를 활용한 부착 공법이 일반적으로 사용되고 있으나 터널이나 하수박스 같은 습기가 많은 지역에서는 부착력이 발현되지 못하여 구조물의 보강 및 내구성에 문제가 있는 것으로 나타나고 있다. 이에 본 연구에서는 시멘트계 충진제를 사용하여 습윤 상태에서 콘크리트 구조물을 보강하고자 하였다. 먼저, 각각의 부착력을 알기 위하여 직접 부착실험을 실험을 통해 무기계 충진제가 습윤상태에서도 KS F 4716 규정에 만족함을 알 수 있었다. 반면, 에폭시 접착제는 포화율 100%에서 부착강도가 $0.73N/mm^2$, 14일 $0.84N/mm^2$로 습윤 상태에서의 부착성능에 문제점을 나타내었다. 또한 2차 실험으로 진행된 충진제 두께별 GFRP보강 보의 휨 강도측정에서는 충진제 두께가 10mm, 20mm, 30mmd일 때 각각 113%, 66%, 75%의 보강효과를 보였다. 이에 따라 충진제의 두께가 10mm일 때 안정적인 부착성능을 발휘하는 것을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.18-29
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• 2013

최근 국내에서 개발된 프리스트레스가 도입되지 않은 강연선을 적용한 보-기둥 접합부시스템은 2개층 동시 시공이 가능한 2개층 1절 PC기둥 및 U자형 단부형상을 갖는 하프 PC보로 구성되어 있다. 대상 보-기둥 접합부에서는 시공성을 향상시키기 위해 철근과 비긴장강연선이 혼용배근되며, 선행된 연구에서 구조성능을 규명하기 위한 실험이 수행되었다. 본 연구에서는 선행된 실험결과와 단면해석결과를 비교검토하여 이형철근과 비긴장강연선이 혼용배근된 보의 설계방안을 제안하고자 한다. 고강도 철근에 대한 기존연구 고찰을 토대로 비긴장강연선의 설계항복강도를 제안하고, 상이한 철근과 비긴장강연선의 항복강도를 고려하여 구조설계기준을 만족하는 최소 최대 보강비, 휨강도 산정식을 제안하였다. 대상시스템에서 보의 사용성을 고려하기 위해, 현행 설계기준식을 사용하여 처짐검토 시 사용하중을 고려하여 비긴장강연선 배근비율을 제안하였으며, 균열폭 검토시 철근과 비긴장강연선의 상이한 부착특성, 항복강도, 직경, 단면적 등을 고려하여 균열폭 산정방법을 제안하였다. 마지막으로 본연구에서 제안된 설계방안들을 적용하여 철근과 비긴장강연선이 혼용배근된 보단면의 설계 방법을 예시하였다.