• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.195-201
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• 2010

최근 넓은 활동 범위를 제공하고 작업 환경의 변화에 능동적으로 대처하기 위해 자율 이동 로봇에 대한 필요성이 높아지고 있다. 이 논문은 이동로봇이 장애물을 회피하여 최단 경로를 통해 목적지에 도착할 수 있는 알고리즘을 제안하고 시뮬레이션을 통해 그 유용성을 검증하도록 한다. 제안된 알고리즘은 micro-GA와 $\lambda$-geometry MRA을 사용한 알고리즘이다. 시뮬레이션 영역은 320(가로)$\times$200(세로) 픽셀로 제한하고, 한 픽셀의 단위를 1cm로 하였다. $\lambda$-geometry MRA 만을 사용하여 경로를 계획했을 경우에는 경로 계획을 위한 방향성은 제공하였지만 최단 거리 경로는 제공하지 못했다. 반면 micro-GA를 함께 사용했을 경우에는 최단 경로 탐색이 가능하였다. 따라서 제안된 알고리즘은 경로의 방향성과 함께 최단 경로 탐색을 제공하고 있다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.388-397
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• 2009

로봇 매니퓰레이터를 이용한 대부분의 작업은 환경과의 상호작용을 요구하며, 위치제어, 충돌제어 그리고 힘제어로 구성된다. 위치제어는 환경에 도착하는 방법을 의미하고, 환경에 접촉하는 순간은 충돌제어 문제를 야기하며, 힘제어는 환경과의 충돌후에 원하는 힘궤적을 유지하는 것이다. 이러한 세 가지 제어문제는 순차적으로 발생하므로, 각각의 제어 알고리즘은 독립적으로 개발되어야 한다. 특히 여자유도 매니퓰레이터에서 이러한 세 가지 제어문제는 독립된 중요한 연구 주제이다. 예를 들어, 관절 토크 최소화와 충격힘 최소화는 여자유도 매니퓰레이터의 대표적인 연구주제이다. 본 논문에서는 단일 작업을 통하여 세 가지 제어문제를 구성하였다. 위치제어는 각 관절의 토크와 토크변화 그리고 충돌 시의 충돌힘 최소화를 위하여 개발되었다. 따라서 충돌제어의 초기조건은 이전의 위치제어 알고리즘으로부터 최적화 되고, 그러한 제어 전략은 충돌제어의 결과를 개선시킨다. 유사하게, 힘제어 문제의 초기조건은 이전의 위치제어와 충돌제어로부터 간접적으로 최적화된다. 힘제어 알고리즘은 각 관절 토크와 힘외란 최소화시키는 개념을 사용하였다. 모의실험 결과는 제안된 알고리즘의 타당성을 보여준다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권12호
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• pp.1683-1688
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• 2012

수직 다관절 로봇의 세 가지 주요 부품인 베이스프레임, 하부프레임, 상부프레임의 경량화를 위하여 위상최적화를 적용하였다. 위상최적화를 위한 설계 영역은 기존 모델을 포함시키는 단순 영역으로 설정하고 이를 삼차원 솔리드 요소로 이산화하였다. 설계 변수들은 SIMP 법을 사용하여 각각의 요소의 물성치를 파라미터화 시켰다. 로봇의 다물체 동역학 해석으로부터 얻어진 하중들을 로봇의 하중조건으로 부여하였으며 최적화의 목적 함수는 구조의 정적, 동적 강성의 조합으로 설정하고 제한조건은 질량제한조건을 부과하였다. 위상최적설계로 얻은 결과는 주조 제조에 용이한 설계로 후처리하였다. 최종 최적화 모델은 기존 모델과 비교하여 비슷하거나 큰 정적, 동적 강성을 가지면서 베이스프레임은 11.0%, 하부프레임은 12.0%, 상부프레임은 10.0% 경량화시킬 수 있었다.

• Composites Research
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• 제35권5호
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• pp.303-308
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• 2022

PIC(Piecewise Integrated Composite)는 적층 복합재의 기계적 특성을 향상시키기 위해 다양한 적층 순서를 모자이크 방식으로 할당하여 복합 구조를 설계하는 새로운 개념이다. 또한 머신 러닝은 인공 지능의 하위 범주로, 컴퓨터가 데이터에서 지속적으로 학습하고 데이터를 기반으로 예측하는 능력을 개발한 다음 추가 프로그래밍 없이 조정하는 과정을 의미한다. 본 연구에서는 구조적 강성을 높이기 위해 기계학습을 기반으로 넓고 얇은 LCD 디스플레이를 운반 및 이송하기 위한 테이퍼 박스형 빔형 PIC 로봇 암이 설계되었다. 필수 학습 데이터는 예비 FE 해석 과정에서 유한 요소 모델 중 의도적으로 배치된 참조 요소에서 수집되었다. 또한 인장, 압축 또는 전단과 같은 지배적인 외부 하중 유형을 판단하기 위해 각 유한 요소에 대한 3축 특성 값을 얻었다. 학습 데이터를 이용하여 머신 러닝 모델을 훈련하고 평가되었으며, 정확도 레벨을 만족한 머신 러닝 모델을 이용해 요소의 로딩 유형을 예측하였다. 특정 하중 유형에 대해 우세한 것으로 알려진 세 가지 유형의 적층 각도 순서가 PIC 로봇 암에 모자이크 방식으로 할당되었습니다. 이후 굽힘형 FE 해석을 수행한 결과 PIC 로봇 암이 기존의 단일 적층 각도 순서로 제작된 복합재 로봇 암에 비해 강성이 증가된 것으로 나타났다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제41권4호
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• pp.423-429
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• 2008

배경: 최근 수술 로봇을 이용한 심장수술에 대한 관심이 증가하고 있으나, 이에 대한 임상연구는 제한적이다. 본 연구는 2007년 8월부터 저자들에 의해 시행된 다빈치 수술 로봇을 이용한 심장수술의 조기 임상 경험을 보고하고, 로봇 심장수술 실현성 및 안정성을 살펴보고자 하였다. 대상 및 방법: 2007년 8월부터 12월까지 총 20명의 환자에게 다빈치 수술로봇을 이용한 심장수술을 시행하였다. 승모판막 질환(n=11), 삼첨판막 질환(n=1), 심방중격결손증(n=1)의 수술시에는 우측 대퇴 동정맥 및 우측 내경정맥을 이용한 말초 삽관 후 체외 순환을 시행하였고, 전방성 심정지액 투입 및 흘곽의 늑간을 통한 대동맥 겸자를 시행한 후 개심술을 시행하였다. 7명의 환자에서 최소 침습적 관상동맥 우회술(MIDCAB)을 시행하기 위하여 다빈치 수술로봇을 이용하여 좌측 혹은 양측 내흉동맥을 박리하였다. 결과: 환자의 평균 나이는 $50.1{\pm}15.1$세($26{\sim}78$)였으며, 11예의 승모판막 성형술시 3예의 Maze 수술 및 1예의 삼첨판막 성형술이 동반되었다. 평균 체외순환시간은 $208.0{\pm}61.3$분, 평균대동맥 차단시간은 $158.8{\pm}40.6$분이었다. 승모판막 성형술 후 2도를 초과하는 잔존하는 승모판막 역류는 없었으며 수술 후 재원 기간의 중간값은 4일이었다. 다빈치 수술로봇을 이용한 내흉동맥의 박리는 6명의 환자에서 좌측 내흉동맥을 박리하였고, 1명의 환자에서 양측 내흉동맥을 박리하였으며 평균 내흉동맥 박리 시간은 $43.2{\pm}12.0$분이었다. 박리된 내흉동맥은 양호한 혈류를 보였으며, 좌전 개흉술 후 직접시하에서 문합을 시행하였다. MIDCAB으로 시행한 문합의 개통률은 100% (18/18)였다. 결론: 다빈치 수술로봇을 이용한 심장수술은 승모판막 성형술, 삼첨판막 성형술, 심방중격 결손의 교정 및 관상동맥 우회술을 위한 내흉동맥의 박리 등에서 다양하게 적용되었으며, 비교적 안전하고 만족할만한 조기성적을 보였다. 본 연구를 계기로 국내에서도 다빈치 수술로봇을 이용한 심장수술의 임상적용 및 임상연구가 활발하게 진행될 것을 기대한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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• pp.178-183
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• 2008

A robot crane truck is being developed by the Bridge Inspection Robot Development Interface(BRIDI) for an automated and/or teleoperated bridge inspection. At the end of the telescoping boom allows the operator to scan the bridge structure under the deck trough the camera. Boom vibration induced by wind and deck movement can cause serious problems in this scanning system. This paper presents a control system to mitigate such vibration of the robot boom In the proposed control system an actuator is installed at the end of the working boom. This control system is studied using a mathematical model analysis with LQ control algorithm and a scaled model test in the laboratory. The study indicates that the proposed system is efficient for the vibration control of the robot booms, thereby demonstrating its immediate applicability in the field.

• 한국정밀공학회지
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• 제17권5호
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• pp.84-92
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• 2000

Recently, the progress of industrialization has been taken concern of material handling automation. So for, the conveyor belt has been popular for material handling. However, this system has many disadvantages such as the space, cost, etc. In this paper, a new navigation algorithm using fuzzy is introduced. The mobile robot follows a line installed on the roads. These informations are inputted with three approximate sensors. These obtained informations are analyzed with fuzzy control technique fur autonomous steering. Therefore, unlike existing systems, high reliability is guaranteed under bad environment conditions. The installation and maintenance of a line is easily made at lower cost. This developed mobile robot can be applied to material handling automation in manufacturing system, hospital, inter-office document del ivory.

• 과학과기술
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• 제30권9호통권340호
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• pp.20-21
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• 1997

인류사상 가장 많은 책을 쓴 과학자로 알려진 아이작 아시모프는 1992년 4월 6일 심장병으로 타계할 때까지 5백종에 가까운 저서를 남겼다. 기네스북에 따르면 세계에서 가장 많은 저서를 쓴 사람은 5백종 이상을 펴낸 영국의 미스테리작가 존 크리지로 기록되어 있으나 과학을 비롯하여 문학과 종교에서 역사와 어린이 읽을 거리에 이르는 광범위한 분야를 넘나들면서 그처럼 많은 저서를 남긴 사람은 찾기 어렵다. 그는 분당 90단어를 타자하면서 50세가 되기 전에 1백종을 출간했으나 그로부터 저술작업에는 더욱 가속도가 붙어 다음 22년간 4백종을 더 펴냈다. 그는 이렇게 많은 저작을 하기 위해 창문의 차양을 내려 놓은 방에서 1주일동안 하루도 쉬지 않고 글쓰는 일로 지샜다. 그는 탄탄한 과학지식을 배경으로 매우 정확하면서도 누구나 쉽고 재미있게 읽을 수 있는 글을 통해 과학대중화의 측면에서는 수천명의 과학자 못지 않은 위업을 남긴 것으로 평가되고 있다. 그는 작품을 통해 오늘날 로봇이 조업하는 조립공장을 이미 1939년에, 그리고 컴퓨터혁명을 1950년에 예언했다.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제52권12호
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• pp.689-695
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• 2003

Fault-tolerance is an important design criterion for robotic systems operating in hazardous or remote environments. This paper addresses the issue of tolerating a locked joint failure in gait planning for hexapod walking machines which have symmetric structures and legs in the form of an articulated arm with three revolute joints. A locked joint failure is one for which a joint cannot move and is locked in place. If a failed joint is locked, the workspace of the resulting leg is constrained, but hexapod walking machines have the ability to continue static walking. A strategy of fault-tolerant tripod gait is proposed and, as a specific form, a periodic tripod gait is presented in which hexapod walking machines have the maximum stride length after a locked failure. The adjustment procedure from a normal gait to the proposed fault-tolerant gait is shown to demonstrate the applicability of the proposed scheme.

• 발명특허
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• 제30권12호통권354호
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• pp.60-64
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• 2005

전기모터는 과학의 발달을 통한 전기제품의 다양성과 동시에 종류도 다양해졌다. 이렇듯 전기모터는 내부의 구조변경에 따라 크게 세 가지로 유도모터, 직류모터, BLDC모터로 나눠진다. 이 중 유도모터는 제작 및 사용성이 좋지만 구조가 간다하여 정밀성을 요구하는 용도에는 부적합하여 선풍기와 제분기에 쓰이고 있다. 이에 직류모터는 정밀제어가 용이하여 서보제어 등 고급응용기술에 사용되고 있으나, 직류모터의 치명적인 단점인 모터 안에 있는 브러시와 정류자의 기계적인 접촉전환을 이용하여 회전력을 유지하기 때문에, 브러시나 정류자가 쉽게 손상되는 문제가 발생하였다. 이런 문제점을 해결한 고성능 제품인 BLDC모터는 RC제품 또는 첨단 의료기기에 장착되는 모터로 고수명, 고정밀도, 저소음을 자랑하고 있으며 산업용 로봇 등에 장착되어 현재 전 세계에 수용시장이 형성되어 있다.