• 한국패류학회지
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• 제26권1호
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• pp.1-18
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• 2010

자연에 존재하는 생명체들은 유기-무기 성분들이 포함된 미세구조로 이루어진 계층학적으로 복잡한유-무기 나노 복합재를 합성한다. 자연에서 진행되는 유기-무기 나노복합재의 생성 및 재생 과정은 생광물화과정으로서 생물학적 환경에서 진행되는 생광물화과정의 연구는 신물질 합성에 대한 단서를 제공할 뿐만 아니라 산업적으로 중요한공정의 개발에 있어 귀중한 지침으로 활용될 수 있다. 연체동물 역시 생광물화과정을 수행하는 다른 생명체들과 마찬가지로 단백질과 다당류로 이루이진 유기매트릭스와 무기물의 상호작용을 통하여 패각을 설계하고 합성한다. 본 고찰에서는 이매패류의 패각 형성 과정 연구를 기반으로 아울러 생광물화과정 연구를 기반으로 한 소재합성과 관련된 생체모방공학 기술을 고찰하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제30권3호
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• pp.205-212
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• 2009

This paper proposes a biomimetic hand prosthesis with tendon-driven five fingers. Each finger is composed of a distal-middle phalange, a proximal phalange and a metacarpal bone, which are connected to a link mechanism. The finger flexion is a resultant motion by pulling a wire to serve as a tendon, but the finger extension is performed by an elastic mechanism composed of a restoration spring. The designed hand prosthesis with tendon-driven five fingers has totally six degrees of freedom. But its weight is merely 400.73g. The hand can perform various hand functions such as the grasping and the hand postures. From experimental results, we show that the proposed hand prosthesis is useful to amputees as a prosthetic hand.

• 한국정밀공학회지
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• 제33권5호
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• pp.357-362
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• 2016

Various species of insects display vivid colors, widely known as 'structural color' due to their optical interference. Morpho butterflies are famous for their brilliant iridescent colors, which arise from the photonic-nanostructures of optical interference on their wings. In this paper, we outline the results of a comparative study of the optical properties of bio-inspired Morpho butterfly structures with the widely known Distributed Bragg Reflector (DBR), conducted using a rigorous coupled-wave analysis (RCWA) method for the two structures. Almost analogous tendencies were observed for both Morpho and DBR structures. With variation in the surrounding media, however, Morpho structures showed an obvious peak shift while no significant changes were observed in DBR, which can be applicable.

• 전자공학회논문지
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• 제50권8호
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• pp.264-273
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• 2013

미래의 전쟁에서 인명 피해를 최소화하기 위한 방안으로 로봇의 중요성이 부각되고 있으며 최적으로 진화된 생물체를 모방하는 생체모방로봇에 대한 연구가 활발하게 추진되고 있다. 도마뱀 모방형 로봇은 협소한 지역에서 은밀한 접근 및 은닉을 필요로 하는 정찰 및 감시 등의 임무를 수행하기에 적합하다. 본 논문에서는 적외선 마커를 이용하여 도마뱀의 보행동작을 분석하였다. 쿠반 에놀의 관절 부위에 21 개의 마커를 부착하고 광학적 모션 캡쳐 장비를 사용하여 도마뱀의 보행 동작을 측정하였다. 측정된 데이터를 분석하여 펼친 자세로 속보로 보행하는 도마뱀의 걸음 동작을 분석하였다. 또한 도마뱀의 걸음새를 충실하게 구현 가능하도록 25 자유도를 갖는 기구학 모델을 제안하였으며 시뮬레이션을 통하여 모델링의 타당성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권11호
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• pp.1575-1580
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• 2010

최근 수중 생물체의 특성과 운동성을 가진 생체 모방형 수중로봇의 모방연구가 활발히 진행 되고 있다. 본 논문은 수중에서 기동성과 항해성이 우수한 가오리류 어류 움직임을 모방하여 날개 짓에 의한 속도 및 이동거리를 수치적으로 연구하고자 한다. 유체-구조 연성해석의 방법을 사용하여 3 차원 해석을 실시하였으며, 날개 짓에 의한 큰 변형을 보정하고자 격자 재생성 기능을 사용하였다. 실제 가오리는 날개 진동수에 의해 추진력에 가장 큰 영향을 받는다. 이를 바탕으로 실제 가오리의 움직임과 관련된 파라미터를 이용하여 진동수 및 진폭의 변화에 대하여 최대의 추진력을 갖는 날개의 움직임을 연구하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권3호
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• pp.350-354
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• 2010

자연계에는 유/무기 복합막 형성시 크기와 배열이 정교하게 제어되면서 여러 무기물 결정들이 성장한다. 이와 같은 자연계의 유/무기 복합막을 인공적으로 재현하기 위한 시도가 다각적으로 이루어지고 있다. 유/무기 계면에서 생체모방 결정화의 대표적인 물질 중의 하나가 바로 탄산칼슘 결정이다. 탄산칼슘은 생체 내의 골격을 이루는 주성분이고 성장방법이 비교적 간단하여 많은 연구가 수행되어 왔다. 분자수준에서의 우수한 정돈 상태들을 지니고 있는 폴리다이아세틸렌(polydiacetylene: PDA)은 무기결정성장에 관하여 효과적인 template를 제공할 수 있다. 본 실험에서는 폴리다이아세틸렌의 패턴들을 고체기판에 동시에 증착시키기 위하여, 신규로 고안한 mini arrayer의 air/water의 계면을 이용하여 소수성 유리기판위에 PDA를 전이시켰다. 이 방법을 이용한 결정화 과정의 제어는 생체유도결정화의 매커니즘을 이해하는데 기여할 수 있을 것이다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권5호
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• pp.749-754
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• 2022

다양한 의료 응용 분야에서 웨어러블 및 피부 부착형 전자 패치에 피부 표면의 높은 접착력과 내수성이 요구된다. 본 연구에서는 탄소 기반 전도성 고분자 복합 소재에 개구리 발바닥의 육각 채널와 문어 빨판의 흡착 구조 패턴을 모사한 신축성 있는 전자 패치를 보고한다. 개구리의 발바닥을 모사한 육각 채널 구조는 수분을 배수하며, 균열억제 효과를 통해 점착력을 향상 시키며, 문어 빨판을 모사한 흡착 구조는 젖은 표면에서 높은 점착력을 나타낸다. 또한 고점착 전자패치는 실리콘(max. 4.06 N/cm²), 피부 복제 표면(max. 1.84 N/cm²) 등 다양한 표면에 건조 및 젖은 조건에서 우수한 접착력을 가지고 있다. 고분자 매트릭스와 탄소 입자를 기반으로한 고분자 복합소재를 통해 제작된 고점착 전자 패치는 건조 및 습한 환경에서 심전도(ECG)을 안정적으로 감지할 수 있다. 이 연구에서 보여진 특성을 기반으로 제안된 전자 패치는 다양한 생체 신호의 진단을 위한 웨어러블 및 피부 부착 센서 디바이스를 구현하는 잠재적 응용 가능성을 제시한다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제6권3호
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• pp.285-288
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• 2020

전력수요가 많은 도심지역의 전력설비 설치가 늘어남에 따라 다수의 배전용 개폐기, 변압기와 같은 지상기기들이 보도에 설치되어 있다. 도심지역의 경우 매우 가혹한 환경(불법광고물 부착, 자동차 매연, 부식, UV 열화, 오염 등)으로 인해서 0.5-5년 내에 거리의 흉물로 변하고 있다. 불법광고물 무단 부착, 부식, 자동차 매연 및 오염, UV 열화로부터 환경친화형 배전기기를 운영하기 위해서는 광고물 부착방지, 방식, 내구성 향상, 미관 개선 기능의 현장 적용이 가능한 생체모방코팅소재 제조기술과 도포 기술 개발을 필요로 한다. 따라서 도막 경도가 단단한 실리콘레진 기반 도료를 개발하여 부착방지 및 낙서방지 기능 뿐만 아니라 도막 경도를 향상시키는 것으로 박리 현상을 저하시킬 수 있는 도료를 개발했다. 개발된 코팅제는 한국전력공사 대덕유성지사와 공동으로 노은 및 지족동 일대 배전기기 외함 9개소를 대상으로 현장 장기 실증시험을 통한 장기 내구성평가를 진행했다. 전력기기 생체모방 코팅기술은 다양한 손상 환경에 따라서 그 조건에 맞는 최적의 코팅 물질 및 공정 개발이 가능하다. 지속적인 코팅기술 업그레이드로 원천기술 및 지적재산권을 획득하고 전국의 설치된 기기로부터 장기실증 데이터를 취득함으로써 전력기기 운영/정비/보수 시장에 진출하여 경쟁력 있는 사업화의 기반 마련이 가능할 것으로 전망한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권3호
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• pp.407-413
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• 2022

본 연구는 생체 모방 폴리아민 복합체를 통해 아민 그룹(amine group)이 기능화 되고 크기 조절이 간편한 실리카 나노입자의 합성 방법에 관한 것이다. 먼저, 실리카 나노입자를 합성하기 위한 촉매로써 polyallylamine hydrochloride(PAH)와 인산 이온(phosphate ion)으로 구성된 폴리아민 나노 복합체를 형성하였다. 복합체의 크기는 pH 조건에 따라 가역적인 조절이 가능하다. 나노 복합체에 존재하는 PAH 주쇄의 다량의 아민 그룹들은 silicic acid의 축합(condensation) 반응을 촉매 하며, 결과적으로 실리카 나노입자를 매우 빠른 시간 내에 합성할 수 있다. 최종적으로 pH 조건에 따라 다양한 크기를 갖는 실리카 나노 입자를 합성하였다. 실리카 나노입자의 합성 과정에서 촉매 역할을 하는 PAH는 나노입자의 내부 및 표면에 함입되고 합성된 실리카 나노입자의 표면에 아민 그룹이 노출된다. 본 방법은 실리카 나노입자의 합성과 표면개질이 동시에 이루어지며, 아민 그룹이 도입된 실리카 나노입자를 다양한 크기로 조절하여 손쉽게 합성할 수 있다. 최종적으로, 본 연구에서 제시한 방법은 기존의 합성법 보다 온화한 조건 하에서 단시간 내에 실리카 나노입자를 합성할 수 있으며, 생체 공학 및 재료 분야에서 적용되어 넓게 활용될 수 있다.

• 한국실내디자인학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.116-123
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• 2011

How to see nature and how to define the relation between nature and the human certainly influence fundamental attitude toward nature and any results derived from the attitude. Therefore, in order to figure out a way for how the humans and nature should coexist, the thesis has began a philosophical analysis on the origin of the biomimetics. Based on findings from the analysis, the thesis would work on the features of biomimicry space, presenting related possibilities. For the philosophical characteristic of the thesis which was an ecological world view, introduced at the end of mechanical world view era, the ideas of Spinoza, Nietzsche, Bergson and Deleuze about nature were quoted. Based on what the philosophers have said, the thesis looks into successful ideas, designs and ways of living that nature has shown by itself. After all, the purpose of the thesis is to investigate the constantly changing space of the biomimetics by organic forms, autonomous systems and dividing programs. Based on this, nine cases were analyzed to derive the characteristics. As a result, organic forms, autonomous systems and dividing programs characteristics of ecological appear simultaneously in harmony. Biomimicry space can coexist with nature and the human is an effective way.