생체모방 경량 나노복합 에코소재기술은 자연계에 존재하는 물질의 구조를 모방하여 저온 저에너지 소모공정을 통하여 고경량 및 고강도를 갖는 나노복합체를 제조하는 친환경 신소재 기술이다. 고효율 저공해 성능에 초점을 맞추어 $CO_2$ 배출 및 지구온난화를 억제하고 웰빙사회에 적합한 차량을 개발하는 것이 현재 전세계 자동차회사들의 주된 관심사이다. 이러한 상황에 생체모방기술은 에너지 환경산업분야의 소재로 응용하는 원천기술로 기대된다. 이 생체모방기술은 자연 친화적 재료를 개발하여 하이브리드/전기 자동차의 내/외장재, 고효율 건축자재, 첨단 항공우주 신소재에도 응용이 가능하다. 최근에 보고된 생체모방 경량 나노 복합 에코소재 기술을 조사하였다.
18세기 일어난 산업혁명은 중세 농업국가에서 근대 산업국가로 탈바꿈하는 계기가 되었다 이러한 역사적 사건이 일어나게 된 초석은 바로 증기기관의 발명이다. 이후 산업화의 발자취를 살펴보면 새로운 동력 변환 장치가 개발될 때마다 사회경제적인 변화가 발생하고 새로운 패러다임을 가진 세상이 열리게 됨을 알 수 있다. 21세기에 출현하리라고 많은 사람들이 기대하고 있는 것 중 하나가 바로 인간형 또는 생체 모방형 로봇이다. (중략)
생체 모방 공학이란 자연의 생명체가 보여 주는 행동이나 구조, 그들이 만들어 내는 물질등을 연구해 모방함으로써 인간 생활에 적용하려는 기술이다 본 논문은 이러한 모방 공학에서 비롯되어 생물학적 뱀이 가지고 있는 특징 중 자유로운 이동 모션이나 좁은 공간을 유연하게 통과하는 성질을 로봇에 응용한다. 연구 목표로서 먼저 뱀의 가장 큰 특징인 사인 파형의 이동모션 원리와 동작방법에 대해 설명하며 실험과 시뮬레이션을 통해 실천 가능성을 검증한다 또한 자율 이동시 센서를 이용 장애물을 회피하며 PDA를 제어기로 사용하여 Snake Robot를 제어한다.
의용생체공학은 생체시스템에 대한 생물학적, 의학적인 지식과 공학기술을 응용하여 이들 개개의 시스템을 조화시키고, 도 생체시스템과 공학시스템간의 기능조화를 시키며, 양 시스템에 존재하는 환경의 조화를 추구하는 학문이다. 이렇게 볼때 응용생체공학에서 다루는 분야는 크게 4가지로 나눌 수 있게 된다. 1. 생체시스템의 계측, 진단 및 치료에 공학적 수법(수단, 기술, 장치등)을 사용하는 분야.. 의용전자공학, 2. 생체시스템을 공학적으로 해석하고 미지의 생체부분을 예측 또는 해명하는 분야, 사이버네틱스, 3. 생체시스템의 우수한 기능을 모방해서 새로운 공학시스템을 창조하는 분야, 바이오닉스, 4. 공학적 수법을 사용하여 생체기능에 적합한 공학시스템 또는 환경을 개량하는 분야, 인간공학, 환경공학, 그러므로 여기서는 의용생체공학에 속한 여러문제가 전기공학과 더불어 발전하여 온 과정을 먼저 더듬어 보고 전기공학분야와 관련을 갖고 다루어지고 있는 과제를 중심으로 살펴보고져 한다.
홍합은 수중 환경에서 다양한 표면에 강하게 붙어서 자라는 수중 생물이며, 이러한 홍합의 특이적인 접착능력은 많은 연구자들에게 관심을 받고 있다. 홍합의 접착력에 관여하는 화학적 작용기를 모방한 폴리도파민/폴리노르에피네프린 표면 개질 기술은 자연의 홍합이 가지는 특성을 그대로 가지고 있어 수용액 상의 조건에서 표면의 성질에 관계없이 거의 모든 표면에 뛰어난 접착력을 나타낸다. 이러한 자연 모방 표면 개질 기술은 다양한 생체/에너지 재료, 신소재 복합 재료 등의 개발에 응용되고 있으며, 다양한 분야에서 활용될 수 있다.
셀룰로오스 EAPap 작동기는 생체 모방형 작동기의 하나로 생체적합하고 가볍고 비교적 낮은 전압에서도 큰 변위를 발생시킨다는 장점을 가지고 있다. 셀룰로오스를 재생하면서 셀룰로오스 파이버를 배열함으로써 압전 종이를 만들었다. 한편 셀룰로오스에 탄소나노튜브, 산화금속 나노분말, 전도성 고분자, 이온성 유체등을 물리적, 화학적으로 결합시켜 다양한 하이브리드 나노복합재를 만들었다. 본 논문에서는 셀룰로오스 EAPap 의 제조공정 및 이를 응용한 바이오센서, 화학센서, 유연트랜지스터, 그리고 작동기의 응용 디바이스에 대해 소개한다. 또한 셀룰로오스 EAPap 을 무선으로 구동하는 기술에 대해 소개한다. 이는 생체모방로봇, 정찰 등에 활용될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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