• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.508-516
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• 2010

본 논문에서는 자율적이며 자동화된 정리정돈 기능을 갖는 홈 메스클린업 로봇(McBot)을 개발한다. 그 동안 진공청소기가 보급되어 집안 청소에 편리성 향상이 이루어졌지만 진공청소기를 운영하는 노동은 인간의 몫이었다. 그것을 해결하기 위하여 최근에 로봇청소기들이 개발되었으나, 진공 청소하기 이전에 해결해야 하는 신문, 옷가지 등을 정돈하거나 진공흡입하기 어려운 크기의 쓰레기들을 정리하는 것은 여전히 사람이 처리해야 하는 심각한 노동으로 남아 있다. 이러한 이유로 본격적인 청소로봇 시장이 아직 형성되지 못하고 있다. 그래서 본 논문에서는 가정에서의 정리정돈 문제를 해결할 수 있는 소위 홈 메스클린업 로봇을 개발하고 새로운 디자인 방법과 제어 기법 그리고 자기 위치 인식 알고리즘을 제안한다. 홈 메스클린업 로봇은 정리정돈을 위하여 쾌속 네비게이션과 정교한 매니퓰레이션 기능을 필요로 한다. 본 논문에서는 자율적인 네비게이션 기능으로 장애물을 회피하여 원하는 목적지까지 고속으로 이동할 수 있는 휠 기반의 이동로봇을 개발한다. 또한 정리정돈 작업을 위한 정교한 매니플레이션 기능으로 6 자유도를 갖는 로봇 팔과 리프트 등의 보조장치들을 개발하며, 그것들이 정밀 제어될 수 있는 새로운 알고리즘을 제시한다. 특히 홈 메스클린업 로봇의 탐색 시스템은 지금까지의 청소로봇들과는 달리 일정한 패턴이나 벽면을 따라 움직이는 방식이 아닌 실질적인 실내 구조의 파악과 잡은 물체를 원래의 위치로 이동시키거나 정돈 장소까지 이동하기 위한 절대 좌표 형태의 자기 위치 인식 기능이 필요하다. 그러므로 본 논문에서는 자신의 절대좌표 인식 및 물체인식을 위하여 RFID 태그들을 이용한 자기위치 인식 시스템을 개발한다. 마지막으로 본 논문에서 설계된 홈 메스클린업 로봇이 RFID 환경에서 정리정돈작업을 수행하는 실제 실험을 통하여 좋은 성능을 검증한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제37권3호
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• pp.231-237
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• 2009

재조합 대장균으로부터 고순도 베타-카로틴을 효율적으로 회수하기 위한 추출정제 방법을 개발하기 위하여 세포파쇄의 유무, 추출온도, 추출용매의 종류, 세포 대 추출용매의 비율 및 결정세척 용매의 선정이 베타-카로틴 추출수율과 순도에 미치는 영향을 조사하였다. 세포파쇄의 유무는 베타-카로틴 추출수율에 영향을 미치지 않았으므로 별도의 물리적 세포파쇄 단계가 생략되었다. 테스트된 용매 종류에 관계없이 $50^{\circ}C$에서 베타-카로틴의 추출수율은 $30^{\circ}C$에서보다 월등히 높았다. 아이소부틸 아세테이트에 의해 추출되는 베타-카로틴의 양은 추출성능이 제일 낮은 아세톤을 사용한 경우에 비해 7.6배 높았다. 0.4g의 동결건조세포로부터 베타-카로틴을 최대로 추출하기 위해 필요한 아이소부틸 아세테이트의 최적양은 10mL였고, 이는 단위 건조 세포(g-dry cells)당 25mL의 아이소부틸 아세테이트가 필요함을 의미하였다. 아세톤과 올리브오일을 동일비율로 혼합한 용액에 의한 추출양은 아세톤만을 사용한 경우보다 훨씬 높았고 가장 높은 값을 나타낸 아이소부틸 아세테이트에 의한 값과 비슷한 수치를 나타내었다. 추출액에 용해되어 있는 베타-카로틴의 결정 생성을 촉진시켜 베타-카로틴을 추출용액으로 분리하여 얻어진 베타-카로틴 결정의 순도는 89%으나 이를 에탄올로 세척 시 순도가 98.5%로 향상되었다. HPLC, 분광광도계 분석외에 추가적으로 질량분석을 수행함으로써 회수된 결정이 베타-카로틴임을 확인하였다. 이와 같은 결과는 본 연구팀에서 개발한 방법으로 식품의약 안전청에서 고시한 화장품 및 식품의 첨가물 기준을 만족시키는 고순도 베타-카로틴을 효율적으로 생산할 수 있음을 시사한다.

• 한국안광학회지
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• 제18권4호
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• pp.365-371
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• 2013

목적: 본 연구에서는 사출형 안경테 소재로 사용되고 있는 폴리아미드-12 수지인 TR-90을 대체하기 위하여 폴리아미드-66에 유리섬유(glass fiber)를 함량별로 블렌드하여 각 조성물의 물리적, 열적 특성을 평가하여 안경테로써의 적용 가능성을 검토하였다. 방법: 유리섬유의 함량 변화에 따른 폴리아미드-66 조성물의 특성변화를 고찰하기 위해 이축압출기를 이용하여 함량별 조성물을 제조하였다. 제조된 조성물의 기계적강도, 열적 특성, 코팅성 및 절삭가공성을 평가하였다. 이를 통하여 기존 TR 안경테 제품과의 성능 비교 및 안경테로써 적용 가능성을 평가하였다. 결과: 폴리아미드-66/유리섬유 조성물의 특성 평가 결과, 유리섬유의 함량이 증가할수록 성형수축율이 감소하며, 기계적 강도가 증가하는 것으로 나타났다. 유리섬유의 함량이 0 wt%인 경우 인장강도는 $498kg/cm^2$에서 30 wt%가 함유된 경우 $849kg/cm^2$까지 증가하였다. 코팅성 평가 결과 유리섬유 5 wt%에서는 코팅강도가 4 B였고, 그 이상에서는 5 B로 매우 우수한 코팅 특성을 나타내었다. 결론: 30 wt%의 유리섬유가 블렌드된 경우 기계적 강도가 크게 향상되나 이와 더불어 경도가 상승되며, 점도가 증가하여 사출온도가 높아지며, 제품에 플로우 마크가 생기는 것으로 나타났다. 유리섬유가 블렌드된 폴리아미드-66의 도료 코팅성은 모두 우수하였다. 전반적으로 물성 및 가공성 등을 평가해볼 때, 유리섬유의 함량이 약 10 wt% 내외의 경우 안경테로써의 적용이 가능하다고 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.262-268
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• 2017

최근 건물의 에너지 소비량이 전체 에너지 소비량의 약 20.5%를 차지하면서 건물의 에너지 고효율과 저소비에 대한 관심이 높이지고 있다. 또한 에너지 분석 및 평가에 다양한 연구가 이루어지고 있다. 건물의 초기설계 단계에서 에너지 분석 및 평가를 수행하고 적용할 경우 매우 효과적인 것으로 알려져 있다. 그러나 초기설계 단계에서는 창면적비, 외피면적 등 개괄적인 수준의 정보를 이용하여 에너지성능을 평가하기 때문에 자재 및 설비 등의 상세정보가 포함된 설계를 기준으로 평가하는 실시설계 단계의 결과와 많은 차이를 보일 수밖에 없다. 지금까지 대부분의 연구들은 건물에 설치되는 자재 및 설비 등에 대한 상세정보가 명확해지는 실시설계 단계에서의 분석 및 평가에 관한 것으로 초기설계 단계에서 이들 정보를 보완하는 연구는 미흡하다. 따라서 건물의 생애주기 동안 발생되는 에너지환경 정보를 구축하여 확률/통계적 방법으로 초기설계 단계에서 분석/평가에 정확한 정보를 제공할 수 있다면 에너지환경 분석의 정확성을 향상 시킬 수 있을 것이다. 그러나 아직까지 국내에서 에너지 사용에 대한 실적정보가 구축된 사례가 없다. 따라서 본 연구에서는 에너지환경 실적정보 구축을 위해 에너지환경 분석에 대해 고찰을 수행하고 분석하였다. 그리고 연구의 결과로 건물의 생애주기 정보 구축에 활용할 수 있는 정보분류체계와 정보 개념모델, 그리고 에너지환경 정보의 취득 및 제공을 위한 서비스 개념모델을 제시하여 향후 실적정보 시스템 개발 연구의 기초 자료로 활용하도록 하였다. 본 연구의 결과는 실적정보 지원 관리시스템 구축에 활용되어 초기설계 단계에서 입력정보를 보완하여 분석/평가의 신뢰성을 높일 수 있을 것이다. 만약 실적정보가 구축된다면 초기설계 단계에서 에너지환경 분석 및 평가를 위한 확률/통계 혹은 인공지능 등의 방법에 학습데이터로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권7호
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• pp.103-111
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• 2020

성과를 나타내는 지표는 스포츠 성과 향상을 나타내는 기본 요소를 식별하기 위해 개발되었다. 유효한 성과 지표를 식별하려면 성과 분석 시스템 내에서 사용 된 지표가 경기 내에서 성과의 승패를 구별하는 것이 매우 중요하다고 할 수 있다. (Hughes and Bartlett, 2002). 그러나 농구 성과에 관한 연구에서는 제안된 성과와 지표는 코치 및 선수의 상황에 따라 실시간 분석 및 피드백이 사용되지 않고 있다는 점이다. 코치 및 선수에 대한 이러한 실시간 지원은 다른 스포츠에 대한 연구에서도 설명되고 있다. (Choi et al., 2004; O'Donoghue, 2001; Palmer et al., 1997). 실시간 피드백 프로세스 내에서 성과와 손실을 구분하는 관련성과 지표를 식별하는 것이 실시간 분석 시스템 개발의 첫 단계가 되어야 한다. 따라서 이 연구는 10 개의 잉글랜드 내셔널 농구 리그 경기를 분석하는 동안 수집 된 성과 지표 세트 측면에서 팀의 승패와 패배의 차이점을 조사하였다. 승리와 패배 팀은 전체 경기 데이터 (N=10)와 개별 쿼터 (N=40)를 사용하여 비교되었다. 일련의 Wilcoxon Signed Ranks 테스트를 사용하여 전체 경기와 개별 쿼터 내에서 성과를 낸 사람과 잃는 사람을 구별하는 관련성과 지표를 식별하였다. 테스트 결과 3점 (p<0.05)과 어시스트 (p<0.05)는 경기 내 팀의 승패에서 크게 차이가 있다고 할 수 있다. 그러나 2점 슛 (p <0.05), 2점 샷 시도 (P <0.05), 2 점 샷의 백분율 (p <0.05), 3 점 샷 (p <0.05), 수비 리바운드 (p <0.05) ) 및 지원 (p <0.05)은 분기 내 실적의 승패에서 크게 다르게 나타나고 있다. 위와 같은 분석 작업은 성과분석에 따라 코치에게 현재 성과를 설명하는 관련성과 지표를 기반으로 해야 한다. 실시간 분석 및 피드백 시나리오 내에서 가장 최근 분기 내에서 즉각적인 성과를 기반으로 의사 결정을 지원하는 추가 이점이 있다. 결과적으로, 실시간 분석 시스템은 코치의 결정을 뒷받침하기 위해 필요하며 유효성 특성을 갖는 성능 지표를 사용한다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권4호
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• pp.144-159
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• 2014

다중의 영상을 이용하여 하나의 파노라마 영상을 제작하는 기법은 컴퓨터 비전, 컴퓨터 그래픽스 등과 같은 여러 분야에서 널리 연구되고 있다. 파노라마 영상은 하나의 카메라에서 얻을 수 있는 영상의 한계, 즉 예를 들어 화각, 화질, 정보량 등의 한계를 극복할 수 있는 좋은 방법으로서 가상현실, 로봇비전 등과 같이 광각의 영상이 요구되는 다양한 분야에서 응용될 수 있다. 파노라마 영상은 단일 영상과 비교하여 보다 큰 몰입감을 제공한다는 점에서 큰 의미를 갖는다. 현재 다양한 파노라마 영상 제작 기법들이 존재하지만, 대부분의 기법들이 공통적으로 파노라마 영상을 구성할 때 각 영상에 존재하는 특징점 및 대응점을 검출하는 방식을 사용하고 있다. 또한, 대응점을 이용한 RANSAC(RANdom SAmple Consensus) 알고리즘을 사용, Homography Matrix를 구하여 영상을 변환하는 방법을 사용한다. 본 논문에서 사용한 SURF(Speeded Up Robust Features) 알고리즘은 영상의 특징점을 검출할 때 영상의 흑백정보와 지역 공간 정보를 활용하는데, 영상의 크기 변화와 시점 검출에 강하며 SIFT(Scale Invariant Features Transform) 알고리즘에 비해 속도가 빠르다는 장점이 있어서 널리 사용되고 있다. SURF 알고리즘은 대응점 검출 시 잘못된 대응점을 검출하는 경우가 생긴다는 단점이 존재하는데 이는 RANSAC 알고리즘의 수행속도를 늦추며, 그로인해 CPU 사용 점유율을 높이기도 한다. 대응점 검출 오류는 파노라마 영상의 정확성 및 선명성을 떨어뜨리는 핵심 요인이 된다. 본 논문에서는 이러한 대응점 검출의 오류를 최소화하기 위하여 대응점 좌표 주변 $3{\times}3$ 영역의 RGB값을 사용하여 잘못된 대응점들을 제거하는 중간 필터링 과정을 수행하고, 문제해결을 시도하는 동시에 파노라마 이미지구성 처리 속도 및 CPU 사용 점유율 등의 성능 향상 결과와 추출된 대응점 감소율, 정확도 등과 관련한 분석 및 평가 결과를 제시하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권11호
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• pp.58-68
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• 2006

본 논문에서는 차세대 디지털 TV 및 무선 랜 등과 같이 고속에서 저전압, 저전력 및 소면적을 동시에 요구하는 고성능 집적시스템을 위한 10b 250MS/s $1.8mm^2$ 85mW 0.13um CMOS A/D 변환기 (ADC)를 제안한다. 제안하는 ADC는 요구되는 10b 해상도에서 250MS/s의 아주 빠른 속도 사양을 만족시키면서, 면적 및 전력 소모를 최소화하기 위해 3단 파이프라인 구조를 사용하였다. 입력단 SHA 회로는 게이트-부트스트래핑 (gate-bootstrapping) 기법을 적용한 샘플링 스위치 혹은 CMOS 샘플링스위치 등 어떤 형태를 사용할 경우에도 10비트 이상의 해상도를 유지하도록 하였으며, SHA 및 두개의 MDAC에 사용되는 증폭기는 트랜스컨덕턴스 비율을 적절히 조정한 2단 증폭기를 사용함으로써 10비트에서 요구되는 DC 전압 이득과 250MS/s에서 요구되는 대역폭을 얻음과 동시에 필요한 위상 여유를 갖도록 하였다. 또한, 2개의 MDAC의 커패시터 열에는 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하기 위해서 인접신호에 덜 민감한 향상된 3차원 완전 대칭 구조의 커패시터 레이아웃 기법을 제안하였으며, 기준 전류 및 전압 발생기는 온-칩 RC 필터를 사용하여 잡음을 최소화하고, 필요시 선택적으로 다른 크기의 기준 전압을 외부에서 인가할 수 있도록 설계하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.13um 1P8M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 각각 최대 0.24LSB, 0.35LSB 수준을 보여준다. 또한, 동적 성능으로는 200MS/s와 250MS/s의 동작 속도에서 각각 최대 54dB, 48dB의 SNDR과 67dB, 61dB의 SFDR을 보여준다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $1.8mm^2$이며 전력 소모는 1.2V 전원 전압에서 최대 동작 속도인 250MS/s일 때 85mW이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권1호
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• pp.30-38
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• 2004

목적: 방사선 치료 시 환자의 움직임을 최대한 고정시켜 줄 수 있으며 환자 자세에 대한 Setup 오차를 감소시키고 환자 전신에 산재한 병소를 위치화하고 좌표화할 수 있는 전신 정위 고정장치 제작과 제작한 고정장치에 대한 고정효과 및 재현성을 나타내는 환자 자세의 Setup 오차를 평가하였다. 대상 및 방법: 자체 제작한 고정장치는 크게 기본판(base plate)과 고정틀(Immobilizer), Vacuum cushion, 벨트로 이루어진다. 기본판은 50${\times}$130${\times}$1 ㎤ 베크라이트로 고정틀은 견고한 아세탈 재질을 사용하여 제작하였다. 초기의 Lax frame의 경우, side panel에 부착되어 있는 좌표계(coordinates)를 기본판 바닥에 radiopaque catheter wire를 사용하여 N 타입으로 새겨서 넣어 위치측정이 가능한 좌표계로 적용할 수 있도록 하였다. 제작된 고정장치에 대한 성능실험으로 방사선 투과율 측정 실험과 가상표적을 부착한 지원 환자를 대상으로 표적에 대한 위치측정실험이 수행되었다. 그리고 CCTV 카메라와 Digital Video Recorder (DVR)를 이용하여 획득된 환자 영상을 Matlab 프로그램으로 환자 자세에 대한 Setup 오차를 분석하였다. 결과: 전신 정위 고정장치는 CT 촬영과 방사선치료 시 사용 가능성에 중점을 두고 제작되었다. 이 고정장치의 구조는 갠트리의 회전각의 변화에 따라 충돌하지 않게 제작되었고 측면으로 경사지게 입사되는 빔의 투과율을 최대화할 수 있게 제작되었다. 고정틀의 고정효과를 높여주는 고정벨트는 입사된 빔의 방향에 방해되지 않게 제작되었다. 고정장치에 대한 방사선 투과율은 10과 21 MV의 에너지에서 95, 95%로 측정되었고 지원 환자에 부착한 가상 표적의 위치는 CT 촬영으로 파악할 수 있었다. Matlab 프로그램으로 분석한 setup 오차는 흉부의 측면과 중심부위에서 3.69$\pm$1.60, 2.14$\pm$0.78 mm이고 복부의 측면과 중심부위에서 7.11$\pm$2.10, 6.54$\pm$2.22 mm이며 여자 환자 경우, 가슴 측면의 Setup 오차는 6.33$\pm$1.55 mm으로 측정되었다. 결론: 전신 정위 고정장치의 제작과 실험을 통해 extra-cranial 암에 대한 방사선수술에서 매우 실용적이고 유용하게 사용될 것으로 사료되며 표적 위치 결정과 환자 고정 도구로서 사용될 것이다. 더 많은 환자 치료자세의 Setup 오차 측정이 수행되면 정확한 환자의 Setup 오차의 결과를 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권3호
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• pp.3-9
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• 2017

최근 3GPP에서는 급증하는 차량 사고에 대처하고, 교통 효율, 텔레매틱스와 인포테인먼트를 제공하기 위해 LTE(Long Term Evolution) 기반 차량 통신에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 차량 통신은 안전과 밀접한 관련이 있기 때문에, 신뢰성 있는 통신을 필요로 한다. 하지만 차량의 속도는 매우 빠르기 때문에 기존 사용자의 이동성과는 달리 무선 채널이 시간에 따라 빠르게 변하게 되어 전송 품질 저하 등 많은 문제가 발생하게 된다. 본 논문에서는 LTE 기반 V2V(Vehicle-to-Vehicle) 환경에서 채널 추정 기법을 제안한다. 기존 기법인 LS(Least Square) 채널 추정은 송 수신단이 알고 있는 파일럿 심볼을 이용해 얻어지며, DDCE(Decision Directed Channel Estimation)는 데이터 심볼을 이용해 채널 추정을 하고, CDP(Constructed Data Pilot) 기법은 인접한 두 데이터 심볼 사이에서 상관이 큰 특성을 이용하며, 그리고 STA(Spectral Temporal Averaging) 기법은 주파수와 시간 영역에서 채널을 평균을 취한다. 또한 Smoothing 기법은 데이터 결정 오류에 의한 최대치를 줄여준다. 제안기법인 HRCE(Hybrid Reliable Channel Estimation)는 기존의 Smoothing 기법에 LMMSE(Linear Minimum Mean Square Error)를 적용함으로써 더 정확한 채널 추정이 이루어져 신뢰성 있는 데이터 검출을 가능하게 한다. 모의실험 결과, 제안한 기법이 NMSE(Normalized Mean Square Error)와 BER(Bit Error Rate) 측면에서 전체적으로 성능이 향상 된 것을 볼 수 있다.

• 청정기술
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• 제22권1호
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• pp.16-28
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• 2016

섬유산업은 염색폐수의 농도가 높고 방출량이 많아 고도의 공해산업으로 알려져 있다. 염색폐수에는 색도물질 뿐만 아니라 다량의 유기화합물과 불용성 물질이 섞여 있다. 합성염료 중 아조(azo) 염료는 특히 오염물질의 배출이 많은 것으로 알려져 있다. 전기화학적 폐수처리방법은 전극의 산화·환원반응에 의해 색도와 유기물 등을 처리하는 방법으로 다른 폐수처리방법들에 비해 반응기가 작고 경제적이고 간단하며 오염물제거속도가 빠르다. 본 연구에서는 diazo 화합물인 CI Direct Blue 15 염색 폐수의 전기화학적 분해특성을 연구하였다. 실험은 전극재질과 조업조건을 달리하여 그에 따른 분해효율을 알아보고자 하였으며, 탈색 효율을 향상시킬 수 있는 최적전극 재질과 조업조건을 알아보고자 하였다. 조업조건으로는 전해질 농도, 전류밀도, 반응 온도, 초기 pH의 영향을 검토하였다. 음극은 stainless steel 전극을 사용하였고, 양극은 graphite와 RuO₂/Ti, PtO₂/Ti, IrO₂/Ti를 사용하여 조업조건에 따른 각 전극의 염색폐수 분해성능 실험을 수행하였다. 그 결과 전해질의 농도와 전류밀도 증가에 따라 전기분해 효율은 증가하였다. 양극 재질에 따른 전기분해 효율은 산성 전해질 조건에서 RuO₂/Ti > PtO₂/Ti > IrO₂/Ti > graphite 순이었고 중성과 염기성에서는 RuO₂/Ti > IrO₂/Ti > PtO₂/Ti > graphite의 순으로 나타났다. 따라서 염색 폐수의 전기분해 처리에는 RuO₂/Ti와 IrO₂/Ti가 가장 효율적인 양극재질이었다.