• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.249-254
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• 2022

최근 반도체와 같은 정보통신 기술의 발전과 함께 사물인터넷(IoT) 기술 발전이 급격히 이루어지면서 센서와 무선 통신 기능을 내장하여 주변 사물 및 환경 조건을 감지 및 분석하여 대응하는 원격 환경 모니터링 기술이 주목받고 있다. 하지만, 기 개발된 원격 환경 모니터링 시스템은 모두 별도의 전원 공급 장치를 필요로 하기 때문에 시·공간적 기기 사용의 제한을 야기하여, 사용자의 불편함을 유발할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 생체 역학적 에너지의 역학적 특성이 고려된 기구학적 설계 기반 전자기 발전 소자(Electromagnetic generator, EMG)를 개발함으로써 이의 에너지 자립형 원격 환경 모니터링 구동을 위한 전원 공급 장치로써 활용한다. 낮은 진동 주기 및 큰 진폭 변화의 역학적 특성을 지닌 생체 역학적 에너지를 효과적으로 이용하기 위해 자석의 기구학적 배치를 통한 깨지기 쉬운 힘의 평형을 유도하는 Levitation-EMG (L-EMG)를 설계했다. 이를 통해, L-EMG는 외부 진동에 민감하게 반응하여 자석과 코일 간의 효과적인 상대 움직임을 야기하여 고품질 전기 에너지 공급을 가능하게 했다. 뿐만 아니라, 실제 환경 감지 센서와 무선 통신 모듈의 필요 전력을 최소화하기 위한 마이크로 컨트롤러(Micro control unit, MCU)를 구성하였으며, 내장기능 중 저전력모드(Sleep mode)를 접목하여 소비전력의 최소화 및 이의 구동시간 증가를 달성했다. 최종적으로 사용자의 편의성을 극대화하기 위해 휴대폰 어플리케이션을 구축하여 손쉽게 주변 환경 모니터링을 가능하게 했다. 따라서, 이번 연구는 생체역학적 에너지를 이용한 에너지 자립형 원격 환경 모니터링 구축 가능성을 검증할 뿐만 아니라, 더 나아가 별도의 외부 전원 없이 주변 환경 모니터링이 가능한 설계 방안을 제시할 수 있다.

• 디자인학연구
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• 제17권2호
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• pp.5-14
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• 2004

기술의 발전과 HCI에 대한 연구 등으로 예전에는 생각할 수 없을 만큼 컴퓨터는 손쉽게 접근할 수 있게 되었고, 이러한 변화는 컴퓨팅을 우리가 살고 있는 실세계로 옮겨오게 되었으며, 실체적 인터페이스에 대한 관심이 높아지고 있다. 실체적 사용자 인터페이스(TUI)는 빛, 소리, 공기 및 물의 흐름과 같은 것을 미디어로 이용하여 인간 지각의 주변에 있는 물체를 사용자가 인지할 수 있게끔 한다. 실체적 사용자 인터페이스 시스템은 디지털 비트에 구현된 실체화된 물리적 물체이며, 이것은 물론 만져지는 인터페이스(Graspable UI)의 특징을 가지고 있다. 그리고 다양한 물리적 물체를 입력에 사용하고 있다. 그러나 여기서 실체적 인터페이스의 핵심을 이루는 텐저블즈는 단순한 입력 장치만이 아니라 시스템의 모델을 구체적으로 형상화하는 전체 시스템을 의미한다. 텐저블즈의 물리적형상은 단순히 손으로 잡기 위한 실체가 아니라 시스템의 개념적 모델을 형상화한 실체이다. 사용자는 시스템의 물리적 형태를 통하여 시스템을 이용하고 이를 통하여 입력을 위한 액션을 취한다. 이러한 사용자의 액션에 대한 반응에 대해 시스템은 리액션을 취하게 되는데 사용자는 디지털적인 반응(사운드, 그래픽 정보)뿐만 아니라 텐저블즈의 형태, 위치 등의 물리적 속성 역시 리액션(Reaction)으로 받아들이게 된다. 본 연구는 텐저블즈의 물리적 형상과 물리적 속성 등, 인터랙션 과정에 영향을 미치게 되는 요소와 사용자 반응과 시스템의 리액션에 대한 연구를 다루고 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.1036-1043
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• 2022

본 논문은 자동계류 장치에 설치하여 선박의 접안 상황을 검출할 수 있는 시각 센서의 개발에 대하여 논하고 있다. 선박의 접안 시 사고방지를 위해 선박의 속도를 통제하고 위치를 확인하고 있음에도 불구하고 부두에서의 선박 충돌사고는 매년 발생하고 있으며, 이로 인한 경제적, 환경적 피해가 매우 크다. 따라서 부두에 접안하는 선박에 대한 안전성 확보를 위해 선박의 위치 및 속도 정보를 신속하게 확보할 수 있는 시각 시스템의 개발은 중요하다. 이에 본 연구에서는 선박의 접안 시 사람과 유사하게 영상을 통해 접안하는 선박을 관찰하고, 주변 환경에 따른 선박의 접안 상태를 적절하게 확인할 수 있는 시각센서를 개발하였다. 먼저, 개발하고자 하는 시각 센서의 적정성을 확보하기 위해 기존 센서로부터 제공되는 정보, 감지 범위, 실시간성, 정확도 및 정밀도 측면에서 센서 특성을 분석하였다. 이러한 분석 자료를 바탕으로 LiDAR형태의 3D시각 시스템의 개념 설계, 구동메커니즘 설계 및 모션 구동부의 힘과 위치 제어기 설계 등을 수행하여 대상물의 정보를 실시간으로 획득할 수 있는 3D 시각 모듈을 개발하였다. 최종적으로 시스템 구동을 위한 제어 시스템의 성능평가와 스캔 속도에 대한 성능을 분석하였고, 실험을 통해 개발된 시스템의 유용성을 확인할 수 있었다.

• 디지털융복합연구
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• 제18권6호
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• pp.279-285
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• 2020

4차 산업혁명시대는 주변에 수많은 센서가 존재하고 이들 센서에 사람과 사물이 인터넷으로 연결된다. 수많은 커넥티드 센서는 초단위로 최신의 데이터를 생산하고 이 데이터들은 상상할 수 없는 크기의 빅데이터로 쌓이게 된다. 생산되는 데이터 어느 곳에나 개인정보가 담겨 있을 수 있기 때문에 장치적, 시스템적 보호가 필요하다. 디지털 트윈은 현실의 물리적 자산의 상태정보를 정확히 반영하는 가상의 모델과 그를 활용하는 시스템을 말한다. 디지털트윈이 가지는 특징은 디지털트윈 자체가 현실의 대상을 대변할 수 있을 정도로 시간적, 구조적 동일성을 지니는 것과 복제된 현실을 가상환경에서 지속적으로 시뮬레이션 하여 현실과 동일한 시점이나 미래의 가상적 복제체를 생성할 수 있다는 것이다. 본 연구에서는 디지털 트윈을 이용하여 불특정한 해킹 공격에 대해 실시간으로 이를 추적, 차단, 마킹이 가능한 방법에 대해 제안하고자 한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.161-167
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• 2018

CNG 차량의 경우 압력센서를 이용하여 CNG의 양을 계측하고 있다. 그러나 주변 환경 조건에 따라 정확한 양을 파악하는데 어려움이 있어 운전자에게 불안감을 조성하게 된다. 본 연구는 CNG 연료 시스템에서 CNG의 양을 정밀하게 측정하기 위한 기초 연구로써 CNG 연료량 검출 시스템을 모사하여 측정방법을 제시하고자 한다. 실험은 Type-3의 CNG 탱크에 초음파 센서를 적용한 연료량 검출 모사장치 구현하였다. 그리고 내부의 압력은 압축공기를 이용하여 100 bar 에서 0 bar 까지 5 bar 단위로 저감시키면서 초음파 센서의 수신 신호를 검증하였다. 그 결과 탱크 내 압력이 감소함에 따라 초음파 센서의 출력 신호가 감쇠하는 것을 알 수 있었고, 다소 차이는 있었지만 선형성을 띄고 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제20권3호
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• pp.224-230
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• 2011

우수한 성능의 연료전지 시스템을 개발하기 위해서는 연료전지의 주변장치 및 핵심부품을 중점적으로 연구해야 한다. 따라서 본 연구에서는 연료전지 시스템 내에서 배열 회수를 목적으로 사용될 원심펌프에 대해서 연구를 하였다. 본 연구를 위해 임펠러 수가 4개인 원심펌프를 설계, 제작하여 실험을 하였고, 상용모델(IWAKI) 결과와 비교, 분석하였다. 또한 임펠러 수가 4, 6, 8개인 원심펌프를 설계하여 CFD 해석기법을 통해 해석해 보았다. 실험결과와 전산해석은 동일한 조건하에 진행 되었으며 정량적인 차이를 비교 하였을 경우 30[%] 이내의 차이를 보여주었다. 또한 실험을 통해 얻어진 결과는 전산해석을 수행하는데 중요한 자료로 사용될 수 있었고 향후, 실험에 대한 정확성 향상 및 CFD 해석에서 가정한 부분을 줄인다면 더 정확한 결과를 확보할 수 있을 것이다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제12권3호
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• pp.1-10
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• 2013

지금 사용되는 제어기의 제어방식은 220V 고전압을 일대 일로 직접 신호등에 전달하는 스위치방식이다. 이 방식은 감전위험, 누설전류, 보행공간 침해, 미관 저하 등 많은 단점이 있다. 이에 따라 교통신호기의 제어방식이 디지털로 전환되는 노력이 이루어지고 있으며, 신호등과 신호기와의 디지털 통신 체계가 그 핵심으로 부상하고 있다. 본 논문은 이러한 디지털방식의 신호제어를 위해 필요한 통신체계를 개발하고자 하였다. 이를 위해 먼저 신호등을 포함한 다양한 신호기 주변장치와 특별한 메시지에 대하여 CAN 식별자(ID)를 할당하였다. 또한 이 할당된 식별자(ID)기반으로 신호등에 대한 제어정보를 전달하고 제어상태 피드백을 수집하는 CAN 기반 신호제어 프로토콜을 구성하였다. 이 통신체계의 검증을 위해 소프트웨어 모의실험시스템을 제작하여 신호제어에 활용 가능함을 검증하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.384-389
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• 2009

KEPRI (Korea Electric Power Research Institute) has studied planar type solid oxide fuel cell (SOFC) stacks using anode-supported cells and kW class co-generation systems for residential power generation. In this work, a 1 kW SOFC system consisted of a hot box part, a cold BOP (balance of plant) part, and a hot water reservoir. The hot box part contained a SOFC stack made up of 48 cells, a fuel reformer, a catalytic combustor, and heat exchangers. Thermal management and insulation system were especially designed for self-sustainable operation in that system. A cold BOP part was composed of blowers, pumps, a water trap, and system control units. When the 1 kW SOFC stack was tested using hydrogen at $750^{\circ}C$, the stack power was about $1.2\;kW_e$ at 30 A and $1.6\;kW_e$ at 50 A. Turning off an electric furnace, the SOFC system was operated using hydrogen and city gas without any external heat source. Under self-sustainable operation conditions, the stack power was about $1.3\;kW_e$ with hydrogen and $1.2\;kW_e$ with city gas respectively. The system also recuperated heat of about $1.1\;kW_{th}$ by making hot water.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.104-109
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• 2005

컨텍스트 인식은 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 사용자의 주변환경과 상태에 따라 양질의 서비스를 제공할 수 있는 중요한 요소이다. 컨텍스트 인식을 위한 정보 수집 도구로는 이동이 편리한 소형 모바일 장치와 그 안에 내장된 모바일 에이전트를 이용하고 있다. 현재 모바일 에이전트는 각 사용자의 컨텍스트 정보를 수집하고 인식하는데 많은 시간과 비용이 소모되고 있다. 이에 모바일 에이전트의 부하를 줄이고, 빠른 시간내에 사용자의 컨텍스트 정보 인식을 위한 구조에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 모바일 에이전트에 협력적 필터링 기법과 P2P 에이전트를 혼합한 P2P 모바일 에이전트 구조를 제안한다. 제안한 구조는 동일 지역내에서 각 사용자의 컨텍스트 정보를 분석하고, 비슷한 선호도를 갖는 사용자들로 그룹핑하며, 그룹핑된 사용자는 P2P 모바일 에이전트를 이용하여 정보를 공유한다. 또한 이 구조는 사용자들의 행위와 서비스를 지속적으로 관찰 및 학습하여 새로운 상관 관계를 측정하도록 하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.469-475
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• 2008

본 논문에서는 소형 PEM(Proton Exchange Membrane) 연료전지 스택의 마이크로프로세서를 이용한 제어에 관하여 소개한다. 연료전지 제어의 핵심 기술인 스택 내부의 수분 관리는 부하에 의해 요구되는 연료와 온도에 따른 냉각용 공기의 유량을 적절하게 조절하고, 잉여수분을 스택으로부터 배출시킴으로써 성취된다. 이러한 주변장치(BOS: Balance of Stack)의 제어는 시스템의 안정적인 운전을 좌우하는 중요한 요소이기 때문에 이를 정확하게 제어하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 최적 운전조건에서 공기유량과 퍼지주기를 측정하고 이를 바탕으로 BOS를 제어함으로써 BOS의 소비전력을 최소화하여 연료 효율을 향상시킬 수 있었으며, 이를 실험을 통해 검증하였다. 마이크로프로세서를 이용하여 개발된 제어기는 시스템의 운전 안정성을 향상시켜 소형 연료전지 스택의 제어에 널리 사용될 것으로 기대된다.