• 제목/요약/키워드: 공학적 도구

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햅틱 피드백 장치를 이용한 치과 수술 시뮬레이션 (Dental Surgery Simulation Using Haptic Feedback Device)

  • 윤상연;성수경;신병석
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제12권6호
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    • pp.275-284
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    • 2023
  • 가상 현실 시뮬레이션은 다양한 분야에서의 교육과 훈련에 활용이 되며, 특히 최근에는 의료 분야에서 많이 사용되고 있다. 교육/훈련용 시뮬레이터는 의사가 실제 수술 도구를 이용하여 실제 환자에 대해 처치를 하는 것과 같은 느낌이 나게 하는 촉감/역감 생성 및 영상/음향 출력 하드웨어와 여기에 실감 나는 영상과 촉감을 생성해주는 소프트웨어로 이루어진다. 기존의 시뮬레이터들은 수술 시에 사용되는 다양한 수술 도구들을 모사하기 위해 다양한 형태의 하드웨어들을 사용해야 하므로 복잡하고 비용이 많이 소요되는 문제가 있다. 이 논문에서는 포스 피드백 장치와 변형 가능한 햅틱 컨트롤러를 이용한 치과 수술 시뮬레이션 시스템을 제안한다. 햅틱 하드웨어들은 수술 도구와 수술 부위의 충돌 여부를 파악하고 그에 따른 저항감과 진동감을 제공한다. 특히 길이 변화, 굽힘과 같은 변형이 가능한 햅틱 컨트롤러는 여러 수술 도구들의 형태에 따라 느껴지는 다양한 감각을 표현할 수 있다. 사용자가 햅틱 피드백 장치를 조작하면 햅틱 피드백 장치의 움직임이나 버튼 클릭 등의 이벤트가 시뮬레이션 시스템에 전달되어 치과용 수술 도구와 구강 내부 모델들 사이의 상호작용이 발생하고 이에 따른 햅틱 피드백이 햅틱 피드백 장치로 전달된다. 이러한 기반 기술들을 활용하여 정교한 3차원 모델로 표현된 가상 환경에서 대표적인 치과 수술기법인 매복 사랑니 발치 수술의 현실적인 훈련 경험을 제공한다.

브레이크 패드 신뢰성향상을 위한 DFR프로세스 개발 (DFR Process for Brake Pad Reliability Improvement)

  • ;정원
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.180-186
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    • 2012
  • 신제품 개발에 있어서 제품의 잠재적 고장모드를 줄이기 위한 설계 노력은 매우 중요하며 이를 위해서는 체계적이고 혁신적인 신뢰성프로그램을 적용하는 것이 반드시 필요하다. 기업에서 동시공학을 기초로 한 건전한 신뢰성프로그램에 포함된 주요활동으로는 DFR(Design for Reliability), 신뢰성검증 및 물리적 해석활동 등이 있으며, 이 중 DFR은 제품 개발을 지원하는 첫 번째 과학적 신뢰성활동이다. 본 연구는 브레이크패드의 신뢰성을 향상시키기 위하여 회사조직전체에서 여러 부서의 팀 구성원이 유기적으로 참여하는 DFR 프로세스를 조직하고 실행하는 전략과 기술에 대한 연구이다. 본 사례연구의 동기는 해당기업에서 DFR에 적용된 모든 도구와 기술을 통해 제품의 신뢰성을 향상시키고 동시에 글로벌시장의 잠재고객에 대하여 품질과 신뢰성에 대한 확신을 주는데 유용하게 활용하기 위함이다. 본 논문에서는 제품개발주기의 개념설계단계 부터 제품의 폐기까지의 DFR 개념 전개에 대하여 설명하고, 기술적 도구를 적용한 설계초기 단계에서의 분석사례를 제시하였다.

체감 미디어를 위한 감각 효과 저작 도구 (Sensory Effect Authoring Tool for Sensible Media)

  • 주용수;김상균
    • 방송공학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.773-781
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    • 2011
  • 본 논문에서는 체감 미디어의 감각 효과를 효율적으로 저작하기 위해 개발된 감각 효과 저작 도구에 대해 소개한다. 체감 미디어란 미디어 내 인간의 오감을 자극하는 감각 효과들을 실세계에서 실현할 수 있는 미디어를 의미하며, 사용자의 몰입감을 증대시키는 새로운 미디어 산업으로 주목받고 있다. 이러한 체감 미디어 산업이 발전하기 위해서는 감각 효과 메타데이터를 손쉽게 저작할 수 있는 효율적인 저작 도구가 필요하다. 본 논문에서는 MPEG-V(ISO/IEC 23005-3) 표준 기술을 기반으로 감각 효과를 저작할 수 있는 도구를 설계하고 개발한 결과를 제시한다.

구문적 언어지식 획득 과정의 문제점 분석 및 지원도구 설계 (Problem Analysis on Syntactic Linguistic Knowledge Acquisition and Design of a Supporting Tool)

  • 이현아;박재득;장명길;박수준;박동인
    • 한국정보과학회 언어공학연구회:학술대회논문집(한글 및 한국어 정보처리)
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    • 한국정보과학회언어공학연구회 1996년도 제8회 한글 및 한국어 정보처리 학술대회
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    • pp.489-496
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    • 1996
  • 자연어 처리에서 언어에 대한 지식은 전자사전과 문법규칙으로 구성되어 서로 상보적 관계에 있고, 각 어휘에 대한 품사 및 기타 자질-값에 의해 매개된다. 이러한 언어지식을 전통적인 방법에서는 국어자료의 분석에 경험이 많은 언어전문가의 직관에 다분히 의존하여 정의하였고, 말뭉치를 이용한 자동 획득 기법에서는 태그세트를 먼저 설정하고, 이 태그를 원시 말뭉치에 부착하여 태깅된 말뭉치로부터 자동으로 통계적 분석을 통하여 획득한다. 그런데 두가지 접근방법이 가지고 있는 공통적인 문제점은 품사나 자질-값의 정의 및 할당기준, 선악의 평가기준, 튜닝에 대한 적극적 대처 등이 마련되어 있지 않다는 점이다. 이 연구에서는 이러한 문제점의 발생원인을 말뭉치 분석 과정에서 살펴보고, 품사 및 자질-값의 설정과 할당기준을 마련하는 방법론 및 이를 적극적으로 지원하는 도구를 설계한다.

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순환공학 환경에서의 실시간 시스템 개발 및 검증을 위한 코드 변환기 설계 (Design of Code Converter for Development and Verification of Real-Time System in Software Round-Trip Engineering Environment)

  • 고현;조상규;김광종;이연식
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2001년도 춘계학술발표논문집 (상)
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    • pp.193-196
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    • 2001
  • 본 논문은 ATM(Abstract Timed Machine)으로 명세된 실시간 시스템에 대한 재/역공학 측면에서의 개발 및 검증을 위한 코드 변환기를 설계한다. ATM은 모드(mede), 전이(transition), 포트(per)로 구성되는데, 순공학 과정에서 실시간 시스템을 설계, 명세 하는 기존의 정형기법과는 달리 ATM은 소프트웨어의 순환공학 과정에서 사용하기 위해 설계되었다. ATM은 기존 정형기법이 순공학 과정에서의 특정 물리적 환경에서 실행되는 동적행위에 대한 부적절한 표현에 대해 순환공학에서 실시간 시스템의 속성은 물론 특정 환경과 동적 정보 등을 명세하기 위한 정형 기법으로서, 본 논문에서는 DoME을 이용하여 ATM 명세도구를 개발하고 이를 이용하여 실시간 시스템의 특정 요구사항을 위한 ATM을 명세한다. 또한 해당 ATM을 DOME/ATM 스크립트 파일로 저장하고 이에 대한 명세분석을 통해 노드와 관련된 정보를 추출하여 다른 분석도구가 이용할 수 있도록 DB에 저장하거나 매개 언어인 SRL/ATM으로 변환하며, 이러한 SRL/ATM으로부터 실행코드에 대한 관련 정보를 추출하여 실시간 시스템 개발 및 검증을 위한 Ada 코드를 생성할 수 있는 코드 변환기를 설계한다.

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Hybrid 감성공학에 의한 CI 심벌마크의 설계 및 평가 (Design and Evaluation of Cl Symbol Marks by Hybrid Kansei Engineering)

  • 장인성;박용주
    • 한국지능정보시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국지능정보시스템학회 2001년도 춘계정기학술대회
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    • pp.489-496
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    • 2001
  • 본 연구에서는 기업의 경영이념이나 특성 등을 시각적 이미지로 표현하는 CI(Corporate Identity) 심벌마크의 설계 및 평가를 위해 Hybrid 감성공학기법을 적용하였다. 먼저, CI 심벌마크에 내재된 기업의 시각적 이미지를 분석하기 위하여 SD평가를 실시하였으며 CI 심벌마크의 디자인 요소와 기업이미지와의 상관관계를 분석하기 위하여 정통적인 감성공학적 접근방식에 해당하는 순향성 감성공학기법을 적용하였다. 최종적으로는 CI 심벌마크의 디자인 요소로부터 기업이미지에 대한 고객의 감성을 자동으로 평가할 수 있는 시스템을 개발하기 위하여 역향성 감성공학기법을 적용하였다. 구축된 시스템은 CI 심벌마크의 설계를 지원함으로써 설계에 소요되는 시간과 비용을 효과적으로 줄일 수 있는 유용한 도구로 장차 이용되리라 기대된다.

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<인공지능 수학> 교과서의 '관련 학습 요소' 반영 내용 분석 (An Analysis of 'Related Learning Elements' Reflected in Textbooks)

  • 권오남;이경원;오세준;박정숙
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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    • 제35권4호
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    • pp.445-473
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    • 2021
  • 이 연구는 2015 개정 교육과정에서 신설 과목으로 설계된 <인공지능 수학> 교과서를 분석하여 차기 교육과정 설계의 시사점을 도출하는 데 목적이 있다. <인공지능 수학> 시안을 담은 수학과 교육과정 문서에서는 '학습 요소' 대신에 '관련 학습 요소'를 제시하고 있다. '관련 학습 요소'는 인공지능의 맥락에서 활용될 수 있는 수학적 개념이나 원리로 정의하고 있는데 '관련 학습 요소'를 다루는 범위와 방법에 대해서는 구체적인 제한은 없다. 이에 '관련 학습 요소'가 <인공지능 수학> 교과서에서 반영된 양상을 형식, 범위와 방법, 공학적 도구 활용 방식을 중심으로 분석하였다. 교과서별로 '관련 학습 요소'를 교과서에 기술하는 형식상의 차이와 수학 개념을 취급하는 양과 범위에 차이가 있었다. 또한, '관련 학습 요소'를 하나의 수학 개념과 동일하게 정의하여 사용한 경우와 정의보다는 인공지능의 맥락에서 설명 위주로 서술하였다. '관련 학습 요소'를 인공지능의 맥락에서 활용할 수 있도록 교과서별로 유사한 공학적 도구를 다루었지만, 계산과 결과를 해석하는 활동 중심이었다. 고등학교 수학 과목으로서 <인공지능 수학>의 지향을 교과서에 충분히 반영하기 위해서 '관련 학습 요소'에 관한 체계적인 논의가 필요하다. 또한, 학생들이 인공지능 맥락의 활용 사례를 경험하기 위해서는 공학적 도구를 활용하여 문제를 설정하고 해결할 수 있는 내실화된 활동이 교과서에 구현되어야 할 것이다.

여학생 공학경험을 위한 STEAM 교육 프로그램 틀 설계 (The Layout of STEAM Program for Girls' Engineering Experience)

  • 최정원;이영준
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2013년도 제48차 하계학술발표논문집 21권2호
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    • pp.209-210
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    • 2013
  • 본 연구의 목적은 공학에 대한 흥미, 태도, 성취가 낮은 여학생에게 공학 경험을 제공함으로써 공학 분야의 여성 인재를 양성할 수 있는 계기를 마련하기 위한 공학 중심 STEAM 프로그램의 틀을 설계하는 데 있다. 이를 위하여 여학생의 특성을 분석하고 여학생 친화적인 환경을 구축하였으며 여학생 친화적 환경에 부합하는 e-textile이라는 도구를 활용하여 STEAM 교육 프로그램을 설계하였다. 교육 프로그램은 학습자가 직접 참여할 수 있도록 Learning by Doing, Learning by Design의 전략을 사용하도록 하였으며 교육 프로그램 전 과정을 학습자 스스로 창의적인 사고를 바탕으로 문제를 해결해나가도록 하고 교사는 조력자, 안내자 역할을 할 수 있도록 하였다.

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프로그램학습성과 달성을 위한 평가도구 연구 : part 2 학생 포트폴리오 (The Study of Assessment Tool as an Outcomes Achievement : Part 2 Student Portfolio)

  • 김명랑;윤우영;김동환;정진택
    • 공학교육연구
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    • 제8권4호
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    • pp.64-71
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    • 2005
  • 포트폴리오는 학생들이 비교적 오랜 교육기간 중에 수집한 학습결과물을 의미하며, 교육과정 이수 후의 학생들의 성취도를 잘 반영할 수 있고, 교육과정을 개선하고 다시 검토하여 프로그램을 되돌아 볼 수 있는 좋은 기회를 제공하는 이점을 지니고 있다. 이러한 포트폴리오의 평가방법으로서의 우수성을 공학교육의 프로그램학습성과 성취도 평가에 이용하려면, 본 기법에 대한 정확한 이해를 바탕으로 우리 교육 실정과 공학교육 프로그램의 특징을 살펴 적용하여야 한다. 따라서 본 연구는 공학교육 프로그램의 학습성과 평가도구로 학생 포트폴리오를 제안하며 실제 모델을 구축하여 프로그램학습성과 평가의 새로운 기법으로서 활용하고자 하였다.

평생직업능력개발을 위한 역량기반 평가 시스템 개발 (Development of Competence-based Assessment System for Lifelong Vocational Competency Development (CBAS-LVCD))

  • 허선영;임다미;권오영
    • 실천공학교육논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.57-62
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    • 2018
  • 평생직업개발에 대한 중요성 인식, MOOC의 확산과 온라인 교육에 대한 관심이 증대되면서 평생직업능력개발을 위한 교육 시스템 마련을 위한 노력이 계속되고 있으나 기술공학분야의 역량기반 평가 도구와 시스템에 대한 설계 개발에 대한 연구는 미진한 실정이다. 이에, 본 논문에서는 평생직업능력개발을 위한 기술공학분야의 직무역량을 평가하기 위한 시스템(Competence-based Assessment System for Lifelong Vocational Competency Development : CBAS-LVCD)을 설계 및 구축하였다. CBAS-LVCD는 NCS 기반 루브릭 평가 도구를 사용하여 학습자를 평가하고 기술공학분야에서 사용할 시뮬레이션 도구를 제공한다. 이는 실습과 온라인 시험이 제한적인 기술 엔지니어링 분야의 실무에 필요한 역량을 평가하는 데 큰 도움이 될 것으로 기대된다.