• 한국산업정보학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.81-86
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• 2015

본 논문에서는 인체의 CT/MRI에서 단층 촬영된 무릎관절을 영상처리 과정을 거쳐 3차원 관절 모델을 제작하였다. 실제 무릎관절의 형상을 추출할 때 설정 조건에 따라 3차원 형상정보가 달라질 수 있다. 이러한 미세한 3차원 형상정보의 차이에 따른 무릎관절의 구동특성을 분석하기 위해 2가지의 관절 모델을 3차원 프린터를 이용하여 제작하였다. 제작된 관절모델을 이용하여 관절구동 시 압축력 실험을 수행하였고 형상의 차이에 따라 결과값의 차이가 발생하였다. 따라서 생체모방형 바이오리액터를 개발할 경우에는 형상정보의 차이에 대한 연구가 선행되어야 할 것으로 사료된다.

• 전기의세계
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• 제20권5호
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• pp.43-46
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• 1971

생체계통과 그 제어기구는 지구상의 여러가지 조건에 조화하려고 점차로 진화되어 왔으며, 현대기술문명의 발달은 인공적으로 자연과의 불조화로 생긴 문제를 해결하도록 계속 노력하고 새로운 생체계통은 모방할 수 있게 연구를 추진하고 있는 것이다. 이러한 문제를 중점적으로 다루는 생체공학은 의용전자공학의 범위에서 벗어나 medical engineering, biological engineering, medical and biological engineering으로 영역은 확장하여 왔으며, 지금 여기서 이야기하고져 하는 생체공학은 bioengineering에 해당하게 그 영역을 정하여 보았다. 본문에서는 생체공학에서 취급되고 있는 분야를 간단히 살펴보고 주로 의용공학에 가까운 영역에 대한 연구동향과 교육현황을 고찰하고자 한다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제18권2호
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• pp.189-200
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• 2015

This paper gives an overview on the some potential applications and key technologies of biomimetic underwater robot for naval operations. Unlike most manned underwater naval systems, biomimetic underwater robots can be especially useful in near-land or harbour areas due to their ability to operate in shallow water effectively. Biomimetic underwater robot provide advantages in reaching locations that would be difficult or too dangerous for a manned vehicle to reach, as well as providing a level of autonomy that can remove the requirement for dedicated human operator support. Using multiple or schools of underwater robots would provide increased flexibility for navigation, communication and surveillance ability. And it alleviate some of the restrictions associated with speed and endurance design constraints.

• 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.

• 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.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권9호
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• pp.866-872
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• 2006

A numerical study on the propulsive characteristics of a biomimetic foil is done by developing an unsteady linearly-varying strength vortex method. A biomimetic foil is represented as a deforming foil with a tail fin. Present method is verified by comparing the simulated results with results using finite element and finite volume methods. A new boundary condition is imposed by considering the relative rotational velocity, which has not been included in the previous published literature. It is found that the undulation amplitude increases the thrust while maximum thickness is stepping down the thrust. It is also shown that there exists an optimal frequency for maximum thrust generation. It is believed that present results can be used in the investigation of the propulsive characteristics of the biomimetic deforming foil.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2014년도 추계학술발표대회
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• pp.913-916
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• 2014

본 논문의 수중로봇 도미(Domi) ver1.0는 관상어용 물고기 로봇 개발을 목표로 연구 개발되었다. 물고기 로봇은 머리, 1단, 2단 몸체와 꼬리부분과 2개의 구동 관절로 구성되어 있다. 물고기 로봇의 추력에 적합한 구동부 선정을 위하여 물고기 로봇 모델링과 유영 해석을 통하여 관절 구동부가 설계되었다. 또한 물고기 로봇의 유영알고리즘은 Lighthill 운동학 해석을 기초로 생체 모방의 유영 근사화 방법을 적용하였다. 설계된 물고기는 수동유영 및 자율운영모드로 동작된다. 수동유영모드는 RF 송수신에 의하여 구현된다. 본 설계된 물고기로봇 도미 ver1.0은 수중 현장시험 평가을 통하여 추력, 내구성, 방수성 등의 성능이 우수함을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제37권5호
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• pp.625-631
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• 2013

점막접착 기능은 인체의 다양한 장기에 적용되는 의료용 접착제에 요구되는 중요한 특성이며, 점막접착 기능을 갖는 고분자를 개발하기 위하여 많은 연구가 이루어지고 있다. 최근 많은 연구자들이 생체모방 기술을 통한 점막접착형 고분자를 개발하고 있고, 그 중 해양 부착 생물인 홍합의 접착 기능 및 특성이 접착제 연구의 주요 대상이 되어왔다. 본 연구에서는 홍합 접착 물질 속에 과량 존재해 표면 접착 기능을 발현하는 카테콜 구조가 도입된 생체모방형 고분자를 합성하였고, 핵자기공명분광법 및 젤투과크로마토그래피를 사용하여 분석하였다. In vitro 상에서 돼지의 소장점막하조직 sheet를 준비하여 전단 시편을 제작하고 점막접착력을 측정하였다. 점막접착형 고분자는 현재 상업적으로 사용되고 있는 대조군인 피브린글루와 비교할 때 월등한 접착력을 보였다. 또한, 다양한 인자를 변화시키며 최적의 점막접착력을 나타내는 조건을 확립하였다. 이러한 결과들을 토대로 우수한 점막접착형 특성을 나타내는 고분자를 개발하였고 다양한 임상적용 및 의료용 기기에 도입가능한 소재의 기초연구를 수행하였다고 사료된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1145-1151
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• 2010

본 논문은 형상기억합금 와이어에 의해 구동되는 점핑로봇에 대한 연구로서 기구의 설계와 컴퓨터 시뮬레이션을 포함하고 있다. 인간과 같은 척추동물 하지 근골격계의 구조와 기능을 모방한 구조의 점핑 기구를 설계하였다. 점핑 기구의 각 다리는 대퇴부, 정강이, 발의 세 부분으로 구성되고, 점핑에 필수적인 단일관절근육인 대둔근, 양관절근육인 대퇴직근과 비복근을 포함하는 구조이다. 각 근육을 형상기억합금 와이어로 대체한 컴퓨터 모델로 시뮬레이션한 결과, 로봇의 최대 점핑 높이가 로봇 신장의 약 4 배임을 확인하였다. 또한 구조가 보다 단순화된 로봇 모델과 점핑 성능을 비교하였고, 그 결과 근골격계를 모방한 모델이 점핑 높이 면에서 3.3 배 우수한 것으로 나타났다. 이러한 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 형상기억합금이 소형 점핑로봇의 작동기로 사용하기에 적합함을 확인하였다.

• 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.