• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.822-824
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• 2012

21세기는 유전자, 질병검사를 통해 질병 예방, 예후 관리, 재택 및 원격 진료 시스템을 구축하여 초고감도, 실시간으로 환자의 건강 상태를 모니터링 하고, 진단, 처방할 수 있는 IT/BT/NT를 결합한 유비쿼터스 의료 시스템이 대두할 것으로 기대되고 있다. 유비쿼터스 의료 시스템의 핵심적인 역할을 할 것으로 기대되는 바이오센서는 측정 기술로서 획기적인 발전을 거듭하고 있으며 생물학, 화학, 의학, 전자, 물리, 컴퓨터, 기계 공학 등 최첨단 학문의 관련 기술이 복합적으로 융합되면서 실용화에 필요한 요소 기술들이 접목되고 점점 소형화, 시스템화 되어 가고 있는 추세이다. 특히 SiNW(silicon nanowire) 바이오센서 같은 경우 양쪽의 전극이 소스와 드레인 역할을 하고 SiNW receptor가 검출대상과 결합하면 게이트 역할을 하게 된다. 불순물의 농도에 따라 전기적 특성이 결정되는데 검출하고자하는 대상이 receptor와 결합하게 되면 마치 MOS에서 게이트에 전압을 인가한 동작과 같은 역할을 하게 되어 소소와 드레인 사이에 채널이 형성되고 하나의 저항처럼 동작하게 된다. 본 논문에서는 기존의 MOS를 이용하여 현재 전자소자나 바이오센서 등 많은 분야에서 응용되고 있는 SiNW 바이오센서의 기능과 유사하게 피드백 회로를 통해 구현하였다. 피드백 회로의 정상 작동 확인과 SiNW 바이오센서의 역할을 대체한 MOS 소자의 정상 작동을 확인을 위해 블루투스 통신을 이용하여 모니터에 전압 값을 표시한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.93-94
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• 2008

로봇을 개발함에 있어 많이 겪는 어려움 중 하나는 열악한 시뮬레이션 환경 및 소프트웨어 개발이다. Microsoft사(社)의 MSRDS(Microsoft Robotics Developer Studio)는 3D시뮬레이션 환경과 로봇 구동을 위한 각종 표준화된 서비스들을 지원함으로써 이러한 문제점들을 해결할 수 있다. 본 논문에서는 원자력 발전소의 중 저준위 폐기물 저장창고 검사 로봇을 대상으로 MSRDS를 이용하여 3D 시뮬레이션 및 온라인 피드백 제어를 수행하였다. 로봇은 사륜으로 이루어져 있으며, 주행 환경 확인을 위한 카메라, 장애물 감시용 LRF(Laser Range Finer)센서, 주변 환경 감지를 위한 온도센서, 습도센서 및 MSRDS가 장착된 산업용 3D가 탑재되어 있다. MSRDS의 제어신호는 이벤트로 생성되어 3D 시뮬레이션 렌더링 시간과 동기화되며, Brick 서비스를 통해 전송된다. 피드백은 10ms 주기로 LRF 센서, Motor 엔코더 값을 받아 3D 시뮬레이션에 반영된다. 본 논문에서는 MSRDS의 시뮬레이션 및 실제 로봇과의 동기화 방식을 제시하며 구동 실험으로 검증하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.290-295
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• 2024

광센서에 사용되는 TIA(트랜스임피던스 증폭기)는 포토다이오드의 기생 커패시터로 인해 안정성 문제, 대역폭 제한 등의 문제가 발생할 수 있다. 이 문제는 일반적으로 피드백 커패시터를 통하여 해결되며, 피드백 커패시턴스의 선택은 안정성에 결정적인 영향을 미친다. 기존에는 피드백 시스템 해석을 통하여 커패시턴스의 값을 결정하였는데, 이는 정확한 값을 결정하기 힘든 단점이 존재한다. 본 논문에서는 과도 응답 해석을 통한 정확한 피드백 커패시턴스 값의 결정 방법을 제시하며, 시뮬레이션을 통해 비교 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.21-32
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• 2013

본 논문에서는 건축물의 실시간 피드백 진동제어를 위한 기초연구로써, 자체 기술력을 바탕으로 개발된 무선 가속도센서 시스템 및 프로토타입 (Prototype) AMD 시스템을 결합하여 피드백 진동제어 시스템을 구성하고, 모형 건축물을 대상으로 구성된 제어시스템의 기초성능을 평가하고자 하였다. 이를 위하여 본 논문에서는 우선 MEMS 센서 소자 및 블루투스 통신 모듈 기반의 무선 가속도 센서 유닛, 실시간 가속도 응답획득 및 제어법칙에 근거한 제어출력을 구현하도록 구성한 운영프로그램 등을 개발하였다. 또한 AC 서보모터를 이용해 기동되도록 설계한 프로토타입 AMD 및 모터 드라이버 시스템을 구성하였다. 마지막으로 이를 이용해 실시간 피드백 진동제어 시스템을 구성하였고, 2층 모형 건축물을 대상으로 실험실 규모의 진동제어 실험을 수행하여 목적된 구조물의 진동저감 효과를 정량적으로 분석하였다. 실험의 결과, 모형 구조물의 1차 및 2차 공진주파수 그리고 랜덤주파수 등의 실험조건에서 명확한 진동저감의 효과를 확인할 수 있었으며, 종국적으로 본 논문에서 개발한 무선 가속도센서 시스템 및 AMD 시스템이 향후 여타 구조물의 진동제어를 위한 효과적인 수단으로 응용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.37-45
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• 2013

뇌졸중 환자들은 운동장애, 감각장애, 인지장애 등 다양한 후유증을 경험하게 되며 이를 극복하기 위하여 많은 재활훈련을 받게 된다. 이러한 재활훈련은 병원에서만 이루어 질 때 보다 일상 속에서 지속적으로 수행될 때 그 효과가 극대화 된다. 이를 위해서 다양한 가정용 훈련프로그램이 보급되었지만 이를 수행함에 있어서 적절한 피드백에 제공되어 지는 프로그램 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서 3차원 깊이 측정이 가능한 키넥트 센서를 이용하여 사용자에게 필요한 피드백을 제공 받을 수 있는 가정용 운동프로그램을 개발하고자 한다. 본 연구에서 제안된 프로그램은 사용자가 원할 때만 수행지식(knowledge of performance; KP) 피드백과 결과지식(knowledge of result; KR) 피드백을 선택적으로 제공하며 이러한 사용자 주도적인 선택적 피드백은 사용자의 운동효과를 극대화 시킬 것이다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(B)
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• pp.98-101
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• 2011

건강에 대한 관심이 높아지면서 헬스케어와 IT와의 결합으로 많은 IT관련 헬스 케어 시스템이 개발되고 있으며, 이러한 시스템의 수요 또한 증가하는 추세에 있다. 본 논문에서는 이와 같은 건강에 대한 관심을 반영하여 자신에 맞는 운동을 선택 및 수행하고 그에 따른 피드백을 받을 수 있는 시스템을 소개한다. 본 시스템은 헬스케어의 건강 관리 시스템을 피트니스 관점에 비중을 두어 이용자의 초기 운동 정보를 기반으로 몸에 맞는 운동을 처방하여 운동을 수행 시키고 그 결과를 저장한다. 운동 정보는 생체 신호 계측을 위한 물리량 센서 및 모듈에 의하여 측정된다. 저장된 운동 결과는 다음 운동 처방에 반영되어 피드백 방식으로 이용자의 운동에 적용된다. 운동 처방은 주단위로 수행되면서 지속적인 관리를 받을 수 있도록 설계되었다. 본 시스템은 운동 중 발생하는 무구속, 무자각적 생체 신호 계측을 위한 물리량 센서 및 모듈을 이용하여 다차원 생체 정보를 수집하고 생체 신호 표준화 및 생체 역학적 해석을 통해 데이터베이스를 구축하였다. 이렇게 구축한 데이터들을 통하여 지능형 바이오피드백 기반의 사용자 맞춤형 운동 관리 시스템을 개발하여 사용자의 건강 및 운동능력을 향상시키는데 그 목적이 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.171-178
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• 2024

밸런스 보드 (Balance Board, BB)를 활용한 운동은 균형 감각 발달, 코어 근육 강화 등 신체 운동 능력 향상과 집중력 증진에 효과적이다. 특히, 다양한 디지털 콘텐츠와 연동되는 스마트 밸런스 보드 (Smart Balance Board, SBB)는 기존 밸런스 보드에 비해 적절한 피드백을 제공하여 운동 효과를 극대화한다. 그러나 대부분의 시스템들은 시/청각적인 피드백만 제공하여 사용자의 운동 몰입도 및 흥미 그리고 운동 자세의 정확성에 미치는 영향을 평가하지 못한다. 본 연구에서는 멀티 센서를 활용하여 다양한 피드백과 정확한 자세로 훈련이 가능한 몰입형 스마트 밸런스 보드 (Imemersive-SBB, I-SBB)를 제안한다. 제안된 시스템은 아두이노 기반으로 보드의 자세을 측정하는 자이로 센서, 유/무선 통신을 위한 통신 모듈, 사용자의 정확한 발 위치를 유도하는 적외선 센서, 촉각 피드백을 위한 진동 모터로 구성되어 있다. 측정된 보드의 자세는 칼만 필터 (Kalman Filter)를 이용하여 부드럽게 보정되고, 멀티 센서 데이터는 FreeRTOS를 활용해 실시간으로 병렬처리된다. 제안된 I-SBB는 다양한 콘텐츠와 연동하여 사용자의 집중도 및 몰입도 향상과 흥미 유발에 효과적임을 보인다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1994년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 18 Nov. 1994
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• pp.116-120
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• 1994

최근 항공우주 및 생산자동화 분야의 급격한 발달에 따라 정밀도와 효율성을 향상시키기 위해 저중량, 고강도 구조물이 요구된다. 그러나 경량화 추세로 인해 수반되는 구조물의 유연성 증가로 외력에 대한 구조응답의 진폭이 커지고 구조물의 피로 수명이 단축되어 매우 위험한 상황에 이를 수 있다. 이런 바람직하지 않은 진동현상을 제어하기 위해 여러 제어이론을 응용한 진동억제시스템의 연구가 활발하며, 신소재인 압전재료의 개발로 새로운 방향이 제시되고 있다. 압전재료는 유연한 구조물에 부착되어 압전재료의 수축, 팽창 운동에 의해 발생된 에너지를 부착된 구조물에서의 제어력으로 사용되어, 진동 혹은 자세 및 형상 제어에 활용되고 있다. 압전재료에 대한 연구로는 Crawley, de Luis3가 보의 표면 혹은 내부에 압전세라믹을 부착하여 액튜에이터로 사용하는 경우 집중모멘트를 가하는 역할을 함을 밝혔고, Hanagud, obal은 압전재료를 센서와 액튜에이터로 사용해 복합재료 보에 대한 최적 진동제어 알고리즘을 개발, 그 성능에 대한 효과를 조사하였고 임의의 위치에 부착된 센서 및 액튜에이터를 고려한 복합재료 보의 운동방정식을 유한요소법을 이용 유도하였으며 변위율 피드백(rate feedback)과 모달피드백(modal feedback) 제어기를 적용하여 진동제어 효과를 고찰하였다. 그리고 Tomas, James, Hubbard는 압전필름을 액튜에이터로 사용해 복합재료 보에 Liapunov 제어기와 변위율 피드백 제어기를 사용하여 능동감쇠기를 설계하였고, Lee, Chaing, Sullivan은 압전필름을 센서와 액튜에이터로 사용해 평판에 변위율 피드백 제어기를 적용한 능동감쇠기를 설계하고 실험적으로 수행하였다. Base가 백색잡음가진을 지속적으로 받을 때 보끝의 움직임이 최소가 되도록 제어하고자 연구를 수행 중인 바 그 결과로소 본 논문에서는 적용시켰고 F-P-K 방정식을 이용해 확률영역으로 변환하여 LQR 제어기와 pole allocation 제어기를 시스템에 적용시켜 우수한 특성을 갖음을 제어 시뮬레이션의 결과를 통해 입증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.60-66
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• 2012

본 논문에서는 무선 센서 네트워크를 이용한 피드백 진동제어 시스템을 구성하고, 모형 구조물을 대상으로 구성된 시스템의 진동제어효과를 실험적으로 검증하고자 하였다. 이를 위하여 본 논문에서는 블루투스 기반의 무선 I/O 센서 시스템과 스마트 재료를 사용한 전단형 MR 댐퍼를 개발하고, 또한 일정한 크기의 정현파형을 발생시키는 가진기 및 모형 단순보 구조물을 이용하여 피드백 진동제어 시스템의 실험�V을 구성하였다. 진동제어 실험은 가진기를 이용해 보의 1/4 등분점에서 일정하게 가진한 상태에서, 보 중앙점에 수직방향으로 설치된 MR 댐퍼를 이용해 진동을 제어하였으며, 보의 2/4 등분점에서의 가속도 응답을 획득하여 제어효과를 평가하였다. 이때, 제어명령은 보 중앙점에 무선 I/O 센서 노드를 설치하고, 여기서 획득된 가속도 응답이 일정 크기 이상일 경우에 설정된 범위의 전압신호를 MR 댐퍼로 출력하도록 설정하였다. 최종적으로 본 논문에서 구성된 무선 센서 네트워크 기반의 실시간 피드백 진동제어 시스템은 비록 제한적인 명령 체계에서 검증되었지만, 실시간적으로 목적된 제어명령의 발생시킴으로써 구조물의 진동을 효과적으로 감소시키는 것을 확인하였고, 추후 다양한 준능동 제어 알고리즘을 적용한 구조적 응답제어시스템으로의 활용 가능성을 제시하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.27-28
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• 2011

본 논문에서는 싱글전류센서를 이용하여 브러시리스 직류 전동기의 속도제어시스템 시뮬레이션 방법 및 그 결과을 제시한다. BLDC 전동기 제어에 매우 중요한 역할을 가지고 있는 피드백 센서 방식으로 싱글 전류검출센서를 이용한 속도제어 방법은 모터 설계의 비용을 낮추고, 심플한 제어기 설계를 가능하게 한다. 또한, 전동기에 손상을 줄 수 있는 오류조건을 감지함으로서 신뢰성을 향상시켜 줄 수 있다. 시뮬레이션에 사용하는 BLDC 전동기는 3상 Y결선 전동기를 모델로 하며 MATLAB/SIMULINK를 사용한 시뮬레이션을 수행하여 그 성능을 분석하였다.