• 제목/요약/키워드: 생체모방공학

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혼합슬래그 잔골재 혼입율에 따른 생체모방 폴리머 혼입 모르타르의 유동성 및 공학적 특성 (Fluidity and engineering properties of mortar mixed with bioinspired polymer according to mixing ratio of mixed slag fine aggregate.)

  • 배성호;박사민;김대성;이재인;고혜민;최세진
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
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    • pp.259-260
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    • 2022
  • In this study, as part of a study to solve the problem of aggregate supply and demand, blast furnace slag fine aggregate and ferronickel slag fine aggregate were used as substitutes for natural fine aggregate, and a bioinspired polymer, a catechol-functionalized chitosan, was used instead of the mixing water.

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생체모방로봇 소프트웨어 검증 지원 다중 HILS 기반 로봇 테스트베드 설계 및 구현 (Design and Implementation of Multi-HILS based Robot Testbed to Support Software Validation of Biomimetic Robots)

  • 김한진;김관혁;하범수;김주영;심성준;구지훈;김원태
    • 정보처리학회 논문지
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    • 제13권6호
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    • pp.243-250
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    • 2024
  • 생체모방로봇은 조류나 곤충과 같은 생체의 특성을 모방하여 미래 전장에서 은밀한 감시와 정찰 작업에 큰 역할을 할 것으로 기대된다. 이 로봇들의 효과적인 활용을 위해서는 새의 날갯짓이나 바퀴벌레의 움직임 등을 모방하는 기술이 중요하지만, 이를 지원하는 하드웨어 확보와 소프트웨어 개발 및 검증 과정의 복잡성으로 인해 어려움이 따른다. 본 논문에서는 모델링 및 시뮬레이션(M&S) 기술을 적용한 다중 HILS 기반 생체모방로봇 소프트웨어 검증 테스트베드를 설계하고 구현한 결과를 소개한다. 테스트베드를 사용함으로써 개발자들은 하드웨어 부재 문제를 극복하고, 미래 전장 시나리오를 시뮬레이션하며 소프트웨어 개발과 테스트를 수행할 수 있다. 그러나, 다중 HILS 기반 테스트베드는 테스트 대상 로봇 수의 증가에 따른 장치 간 연동 지연 문제를 경험할 수 있으며, 이는 시뮬레이션 결과의 신뢰도에 크게 영향을 미칠 수 있다. 이를 해결하기 위해, 우리는 우선순위 기반 미들웨어인 data distribution service prority (DDSP)를 추가로 제안한다. DDSP는 기존 DDS 대비 1.95 ms의 평균 지연 감소 효과를 보이며, 테스트베드에서 요구되는 데이터 전송 품질을 보장할 수 있음을 입증하였다.

나노 측정기를 이용한 연잎효과 규명 (Investigation of the lotus leaf effect using the scanning probe microscopes)

  • 이주희;이동연
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권9호
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    • pp.5756-5762
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    • 2015
  • 본 논문에서는 자연에서 영감을 얻은 생체 모방 공학 중의 하나인 연잎 효과에 초점을 맞추었다. 생체 모방 공학은 자연의 시스템을 관찰하여 동식물, 곤충 등의 구조와 기능을 모방하여 공학적으로 활용하는 것이다. 나노 기술의 발전은 생체 모방 공학의 발전도 함께 일으켜왔다. 본 과제에서는 연잎 표면의 소수성과 특징에 대해 살펴본 뒤 나노 측정 장비인 SEM (주사선전자 현미경)과 AFM (원자력간 현미경)을 이용하여 측정 후 비교, 분석하였다. 연잎의 표면에는 수많은 나노 돌기들이 존재하며, 그 작은 돌기들이 소수성을 갖게 하고 표면장력을 극대화 시키는 역할을 한다. 연잎의 표면에서는 물방울이 동그랗게 모여 있는 것을 볼 수 있는데 그것을 연잎 효과라고 하며, 나노 돌기로부터 생성된 효과이다. 이러한 연잎의 표면을 배율 별로 2D와 3D로 측정하여 분석하였다. 또한, 그 결과를 기존의 법칙들에 어떻게 적용되는지 살펴보았으며 나아가 소수성을 판별할 수 있는 새로운 방법에 대해 논의하여 보고자 하였다.

생체모방 폴리머 혼입율에 따른 모르타르의 강도 특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Strength Characteristics of Mortar according to the Incorporation Rate of Bioinspired Polymer)

  • 이재인;배성호;김채영;윤주호;고혜민;최세진
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
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    • pp.257-258
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    • 2022
  • In this study, as a part of the study to alleviate the durability degradation due to low tensile performance and cracking of concrete, two kinds of catechol functional chitosan (Cat-Chit) were replaced at a ratio of 5, 10, 15, 20% as a mixed water substitute to evaluate the fluidility and strength characteristics of mortar.

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생체모방공학을 이용한 고속철도 차간 공간에 적용한 부엉이 깃 형상 크기에 따른 공력소음 저감 연구 (The Effect of Scaling of Owl's Flight Feather on Aerodynamic Noise at Inter-coach Space of High Speed Trains based on Biomimetic Analogy)

  • 한재현;김태민;김정수
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.606-611
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    • 2012
  • An analysis and design method for reducing aerodynamic noise in high-speed trains based on biomimetics of noiseless flight of owl is proposed. Wind tunnel testing and numerical CFD (Computational Fluid Dynamics) simulation for the basic inter-coach spacing model are carried out, and their results compared. To determine the effect of scaling of the owl's flight feather on the noise reduction, two-fold and a four-fold scaled up model of the feather are constructed, and the numerical simulations are carried out to obtain the aerodynamic noise levels for each scale. Original model is found to reduce the noise level by 10 dB, while two-fold increase in length dimensions reduces the noise by 12 dB. Validation of numerical solution using wind tunnel experimental measurements are presented as well.

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생체모방공학을 적용한 고속철 차간 공간의 공력소음 연구 (Analysis of aerodynamic noise at inter-coach space of high speed trains based on biomimetic analogy)

  • 한재현;김태민;김정수
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2011년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.711-716
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    • 2011
  • Today, high-speed trains enjoy wide acceptance as fast, convenient and environment-friendly means of transportation. However, increase in the speed of the train entails a concomitant increase in the aerodynamic noise, adversely affecting the passenger comfort. At the train speed exceeding 300 km/h, the effects of turbulent flows and vortex sheddding are greatly amplified, contributing to a significant increase in the aerodynamic noise. Drawing a biomimetic analogy from low-noise flight of owl, a method to reduce aerodynamic noise at inter-coach space of high-speed trains is investigated. The proposed method attempts to achieve the noise reduction by modifying the turbulent flow and vortex shedding characteristics at the inter-coach space. To determine the aerodynamic noise at various train speeds, wind tunnel testing and numerical CFD (Computational Fluid Dynamics) simulation for the basic inter-coach spacing model are carried out, and their results compared. The simulation and experimental results reveal that there are discrete frequency components associated with turbulent air flow at constant intervals in the frequency domain

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생체모방 물갈퀴형 IPMC 구동기 설계 (Biomimetic Design of IPMC Actuator having Webfoot Form)

  • 김선기;김온아;이승엽
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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    • pp.1558-1562
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    • 2008
  • Ionic polymer metal composite (IPMC), one of Electro- Active Polymer (EAP) actuators, has great attention due to the low-voltage driven, large deformation and its potential for artificial muscles. In this paper, we firstly review fish swimming modes using various propulsion mechanisms. Based on study on the swimming mechanisms, we develop an underwater robot actuator which mimics fanning motion of webfoot form. It consists of four actuators fabricated by using IPMC and PDMS which mimics Bio-inspired motion Experiments using a prototype show that the webfooted IPMC actuator generates large deformation and propulsion.

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생체모방공학을 이용한 공력 소음 저감 기초 연구 (The aero-acoustic noise reduction based on biomimetics : A case study)

  • 한재현;김태민;김정수
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.144-151
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    • 2011
  • Recent years have witnessed speed up of moving vehicles such as high-speed of trains. Increase in speed entails concomitant increase in turbulent air flow which contributes toward aerodynamic noise. The proposed method for aerodynamic noise reduction is based on a biomimetic design of owl feather. The five morphological parameters of the owl feather is extracted from close observation, and simulation cases are constructed by applying design of experiments methodology. Swirling strength for each case is obtained through steady-state CFD analysis, and key morphological parameters that affect the turbulence are identified. Large eddy simulations (LES) are then performed on selected cases to predict the air turbulence. Different cases show varying vorticity distribution levels which is expected to lead to varying aerodynamic noise levels.

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