• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2007년도 추계종합학술대회
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• pp.950-953
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• 2007

본 논문에서는 인간과 환경사이의 물리적 또는 심리적 인터액션을 통한 인간중심의 적절한 서비스를 제공하는 공간지능화(iSpace: Intelligent Space) 구현하고자 네트웍 센서 인식공간을 소개하고 있다. 영상 데이터 처리 및 정보 네트웍 기능을 갖는 다수의 컬러 CCD 카메라를 iSpace 공간에 분산 배치하였다. iSpace내의 정보획득을 위한 네트웍 센서를 분산 지능형 네트웍 디바이스(DIND: Distributed Intelligent Network Devices)라고 명명하고 있으며, 각 DIND는 일종의 클라이언트 역할을 수행하도록 하였으며, DIND는 카메라 센서를 이용하는 이른바 카메라 네트워크를 구성한 것으로 이를 통해 실내 환경을 인식하고 모델링 하며 공간 내 거주자의 의도를 인식하기 위한 시스템을 구축하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.224-229
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• 2009

군집 로봇(swarm robots)이 같은 작업 환경에 존재할 때, 우리는 어떤 임무를 수행하기 위한 로봇들을 먼저 결정해야 한다. 이런 로봇들의 협조 행동을 제어하기 위한 연구들이 많이 있었다. 이런 군집 로봇 시스템을 사용함으로써 얻는 이점은 협조 행동을 통해서 임무 수행의 적응성과 융통성이 증가하는 특성이라 할 수 있다. 침입자가 발견 되었을 때 군집 로봇은 효율적인 포위를 위해서 침입자의 이동 경로를 예상하면서 다양한 경로를 통해서 침입자에게 접근, 포위해야 한다. 본논문에서는 2차원 맵에서의 군집 로봇의 효율적인 포위 방법과 분산 이동 알고리즘을 제안한다.

• 로봇학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.25-35
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• 2006

Improving practicality of SLAM requires various sensors to be fused effectively in order to cope with uncertainty induced from both environment and sensors. In this case, combining sonar and vision sensors possesses numerous advantages of economical efficiency and complementary cooperation. Especially, it can remedy false data association and divergence problem of sonar sensors, and overcome low frequency SLAM update caused by computational burden and weakness in illumination changes of vision sensors. In this paper, we propose a SLAM method to join sonar sensors and stereo camera together. It consists of two schemes, extracting robust point and line features from sonar data and recognizing planar visual objects using multi-scale Harris corner detector and its SIFT descriptor from pre-constructed object database. And fusing sonar features and visual objects through EKF-SLAM can give correct data association via object recognition and high frequency update via sonar features. As a result, it can increase robustness and accuracy of SLAM in indoor environment. The performance of the proposed algorithm was verified by experiments in home -like environment.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.851-860
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• 2020

인구 고령화와 건강 복지에 대한 사회적 관심이 높아지면서 재활복지기를 포함한 실버 및 헬스케어 산업과 관련한 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 기존에 1차적으로 설계·제작되었던 이·승강 전동휠체어를 사용자 측면에서 보다 더 안전성과 편의성을 갖도록 개선하고자 하였다. 사용자 체형을 고려한 헤드레스트 높이조절 기능의 시트 디자인, 사용성 증대를 위한 암레스트의 길이조절 및 95° 회전 기능, 사용자 탑승 편의성을 위한 바닥까지의 시트하강 및 운행 시 승강할 수 있는 기능, 캐스터 회전반경 및 안전성 증대를 위한 발판 추가 및 풋레스트 길이 조절 기능, 승·하강 시 흔들림 방지를 위한 프레임 및 승·하강 링크 설계 등을 개선시켰다. 또한 안전주행을 위한 컨트롤러 및 드라이브 부문과 사용자 편의성 측면의 기능들을 추가적으로 설계·제작하였다. 추가 기능을 보완하여 제작된 실내 전동휠체어의 동작 상태를 평가하기 위해 구동 실험을 수행하였다. 연속 주행시간, 회전반경, 승·하강 최대 하중, 최대 승강 높이, 소음레벨, 운행 보조센서 센싱 최소거리, 서버 및 앱 프로그램 상호연동 및 기기호환성, 듀티 사이클 최대 오차율의 성능실험을 수행하였다. 실험 결과, 더 개선하여 설계·제작한 전동휠체어는 시험 목표 값을 달성하였으며, 성공적으로 동작하는 것을 확인할 수 있었다. 향후 연구로는 개선하여 제작된 이·승강 전동휠체어에 대해 사용자 측면에서의 사용성 평가를 수행할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.419-427
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• 2020

본 논문에서는 기존 선행연구에서 설계된 시작품을 보완하여 1차적으로 완성된 시제품에 대하여 고령 여성들이 직접 사용성 평가를 수행함으로써 불편한 사항이나 안전과 직결되는 문제점을 찾아보고 개선이 필요한 사항을 도출하고자 하였다. 본 사용성 평가에서는 일상생활에서의 동작 및 신체적 활동을 수행할 수 있는 65세 이상의 고령자 여성 10명을 피실험자로 선정하였다. 고령 여성이 이승과 주행의 일생상활 시나리오를 기반으로 이승, 승강, 주행, 도착으로 사용성 평가항목들을 정의하고, 사용성 평가 실험환경을 구축하였다. 실험방법은 대상 제품을 사용하는 일상생활 시나리오에서 고령 여성과 기기 간의 주요 사용 접점 분석을 통해 주관적 만족도 설문평가, 동영상 촬영 자료를 활용한 관찰평가 등으로 수행하였으며, 프로토콜은 5단계로 나눠 진행하였다. 측정된 데이터는 최대값과 최소값을 제외하여 평균값과 표준편차를 구하여 그 결과들을 분석하였다. 사용성 평가결과, 승강부문의 개선사항으로는 승강 제어 패널과 주행 제어 패널을 분리해야 하며, 토글 등의 아래/위 방향으로 움직이는 버튼을 통해 직관성 향상이 필요하다는 것을 알 수 있었다. 주행부문에서는 앞바퀴 메커니즘 또는 주행 제어 알고리즘 개선과 UI 개선, 급정지 시스템 개선이 필요하다는 것을 알 수 있었다. 이승부문에서는 시트 좌면부의 크기 향상을 통해 안전성 확보와 힘을 지지할 수 있는 구조물 추가가 필요하다는 것을 알 수 있었다. 사용성 평가에서 나타난 불편사항과 개선사항을 토대로 한층 더 보완된 연구개발 제품이 출시된다면 거동이 불편한 고령 여성들이 타인의 도움 없이 스스로 실내에서 간단한 일상생활을 할 수 있으므로 사용자의 삶의 질은 한층 더 높아질 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.415-424
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• 2019

최근 고령인구의 증가로 인해 실내 외에서 고령자들이 편리하게 생활할 수 있는 다양한 재활복지기기에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 논문에서는 거동이 불편한 노인 또는 장애인들 스스로가 좁은 실내에서 안전하고 편리하게 이동과 이승이 가능하도록 최소 회전반경과 문턱 극복을 포함하여 설계 제작하였다. 좌식문화가 발전한 실내 환경에서 골절질환, 노인질환 및 기타 무릎, 허리질환을 가진 사용자의 이승 편의성을 제공하고자 하였다. 먼저 실내에서 이 승강이 가능하도록 프레임에 기본적으로 링크, 시트, 암레스트, 커버, 모터, 감속기, 배터리, 충전기, 센서, 컨트롤러 기구물 등을 부착하였다. 사용자의 환경과 신체적 특징을 고려하여 제품 디자인과 구조물을 설계하였으며, 고령자 또는 장애인이 실내에서 일상생활을 지원할 수 있도록 IoT 기능을 추가하였다. 제작된 실내 이 승강 휠체어의 동작성능을 확인하기 위해 구동실험을 수행하였다. 연속 주행시간, 회전반경, 액추에이터 최대부하, 최대 승강 높이, 음압레벨, 운행 보조센서 센싱 최소거리, 서버 및 앱 프로그램 상호 연동과 기기호환성, 듀티 사이클 오차율 시험성능 테스트를 수행하였다. 시험결과, 제작된 휠체어는 각 항목의 성능시험 목표 값을 달성하였으며, 성공적으로 작동하는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.857-866
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• 2020

'이동'이란 사람들이 매 순간 행동하고, 타인과 교류하며 특정 목적을 달성하는 '장소'의 확장 개념으로 이동에 불편함을 느끼는 사회적 교통약자에게 있어 이동보조수단인 휠체어는 신체적·정신적 삶의 질을 향상하는데 아주 큰 영향을 발휘한다. 이러한 휠체어는 수동식 휠체어와 전동식 휠체어로 구분되는데, 수동식 휠체어는 이용자의 팔과 손의 힘으로 앞으로 추진하게 된다. 하지만 전동식 휠체어는 배터리를 통해 모터에 전기에너지를 공급 해 주고, 모터의 회전에 의해 앞으로 추진하게 된다. 전동휠체어는 주로 실외활동을 중점으로 개발되고 있으나 최근에는 일상생활의 주 공간인 실내용 이동보조수단에 대한 개발 요구가 증가하게됨에 따라 실내용 전동휠체어 개발 또한 활발하게 이루어지고 있다. 실내용 이동보조수단의 경우 공간의 특성상 단거리를 반복 주행하므로 본 연구에서는 전동휠체어의 단거리 주행에 따른 리튬이온배터리의 주행특성을 확인하고, 연속주행의 리튬이온배터리 주행특성을 비교분석하였다. 단거리 주행의 경우 리튬이온배터리의 방전종지전압 도달 시 까지 5초 주행 1초 정지를 반복수행하였다. 리튬이온 배터리를 적용한 실내용 전동휠체어의 주행특성을 분석한 결과 실내 이동을 고려한 단거리 주행시험의 경우 연속주행보다 주행시간이 2.8% 짧아진 것을 확인하였다. 실내용 전동휠체어의 회전모터에 인가 된 전류의 경우 실내 이동을 고려한 단거리 주행이 연속주행 보다 15.4% 높게 나타난 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.195-204
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• 2020

본 연구에서는 띠톱기계의 서로 다른 톱 절삭 상태에서, 최적의 톱 절삭력 및 최적의 컨트롤러 파라미터가 어떻게 설정 되는지에 대한 문제를 해결하기 위한 연구를 진행하였다. 이를 위해 띠톱 기계의 톱 절삭 시스템의 수학적 모형을 수립하고, 전통적인 PID 제어 방법과 톱 절삭력의 폐회로(closed-loop)제어에 대하여 병행하여 깊게 연구함으로써, 주 모터의 동력, 띠톱기계의 동적특성 및 톱날 강도 등의 컨트롤러 파라미터 및 톱 절삭 부하가 제어 성능에 대한 규칙을 발견하여, 톱 절삭 너비와 컨트롤러 파라미터(비례계수 K_p)의 관계, 톱 절삭력의 설정값의 관계를 얻어, 일종의 띠톱 기계의 스마트 톱 절삭 제어를 갖는 시스템 방안을 제기하였다. 연구 결과에 따르면 홈 절단면의 절삭 재료를 톱 절삭 시 스마트 톱 절삭 시스템의 톱 절삭 효율이 기존 톱 절삭 시스템보다 18.1㎠/min(48%) 향상 되였으며, 이 방안이 뛰어난 제어 효과를 가지고 있음을 보여 주었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.114-127
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• 2016

최근 들어 글로벌 경제는 국가 간 경쟁에서 지역 기반 경쟁으로 변모하고 있다. 이 같은 변화 속에 지역공간에 기반한 지식생산과 활용이 강조되고 있다. 우리나라도 고급 과학기술인재를 양성하고 지역산업을 육성한다는 목적 하에 KAIST를 비롯한 5개 과학기술특성화대학을 대전, 대구, 광주, 포항, 울산 지역에 설립한 바 있다. 이들 과학기술특성화대학은 국내 최고 수준의 연구역량과 교육여건을 보유하고 있으며 일반대학과 비교해 우수한 연구성과를 창출하고 있다고 평가된다. 하지만 이들이 설립의 목적과는 달리 우수 연구거점으로서의 역할에 중점을 두었고, 지역혁신 거점으로서 역할은 미흡하다는 지적도 있다. 이 같은 문제의식을 바탕으로 본 연구에서는 과학기술특성화대학의 성과를 Mode 1 성과와 Mode 2 성과로 구분하고 일반대학과 비교함으로써 이들 특성화대학이 설립목적에 부합하며 동시에 지역혁신에 기여하고 있는지를 실증분석 하고자 하였다. 분석결과, 특성화대학은 Mode 1 성과에 있어 일반대학에 비해 높게 나타났으나 Mode 2 성과는 이들에 비해 오히려 낮은 것으로 나타났다. 또한 학과의 구성이나 연구 분야에 있어서도 대학별 차별성이 적고, 지역 특화산업과의 연계 정도도 낮음을 확인할 수 있었다. 결론적으로 Mode 2 관점의 지역과 연계성에 있어 분석의 대상으로 삼은 특성화대학이 일반대학에 오히려 못 미치는 성과를 보였고, 그 특성화 정도에 있어 차이점을 확인하기 어려웠다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.551-556
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• 2018

4차 산업혁명이 시대적 이슈로 떠오르며, 우리나라가 기술 후발주자의 위치에서 4차 산업혁명을 선도하는 '퍼스트무버'가 되기 위해, 빅데이터, 인공지능, 로봇, 사물인터넷, 3D 프린팅 등의 ICT 기술을 향후 어떻게 발전시켜 나아갈지 연구개발전략 수립의 중요성이 강조되고 있다. 본 논문에서는 4차 산업혁명이 우리사회에 미칠 파급효과와 현 국방기술기획체계의 현황을 분석하고, 국방의 R&D 관점에서 4차 산업혁명 기술의 국방 분야 활용을 위한 개선방안을 제시하였다. 현 국방 R&D 전략은 군에서 요구하는 무기체계의 연구개발을 통한 적시 전력화를 위해 각 무기체계의 핵심기술들을 사전에 확보하는 방향으로 초점을 맞추고 있다. 현 제도 하에선 4차 산업혁명 기술의 역할이 군에서 요구하는 무기체계의 일부 기능 구현으로 국한되게 된다. 이와 같은 제약의 개선방안으로써 소요무기체계가 결정되지 않았지만, 미래 전장을 선도하게 될 것으로 예상되는 기술 개발을 가능하게 하는 선도형 핵심기술 사업의 활성화와 4차 산업혁명 기술의 국방 R&D 체계 내의 역할 확대를 위해 무기체계 선도형 핵심기술 로드맵의 수립을 제안하였다.