• 제목/요약/키워드: 운동학적 모델

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작업자 체력의 Isometric Biomechanical 모델 설계 (Worker Strength-kinetic Model Analysis)

  • Park, Myeong Kyu
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제14권24호
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    • pp.71-81
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    • 1991
  • 인체의 운동은 많은 수의 자유도를 지닌 조인트(JOINT)와 링(LINK)의 복잡한 운동으로 표현될 수 있다. 이들 링크(LINK)의 회전 운동은 SINE, COSINE 자승 형태의 비선형 운동으로 이루어져있으나, 최근 PERSONAL COMPUTER의 발달로 복잡한 인체 운동의 수학적 모델에 대한 동력학적 DATA 계산이 가능해졌다. 본 연구에서는 5개의 링크(LINK)로 연결된 인체 움직임에 있어 링크(LINK)의 절대 운동(ABSOLUTE MOTION) 및 상대운동(RELATIVE MOTION)을 고려한 PLAGENHOEF의 운동 모델을 PERSONAL COMPUTER를 이용하여 인체 움직임의 동력학적 DATA를 얻을 수 있도록 BASIC 언어로 프로그램을 제기하였다.

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작업자 체력의 ISOMETRIC모델 분석을 위한 BASIC언어프로그램 (AN ISOMETRIC BIOMECHANICAL MODEL OF WORKER STRENGTH-KINETIC DATA FOR HUMAN MOTION)

  • Park, Myeong-Kyu
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제14권23호
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    • pp.7-18
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    • 1991
  • 인체의 운동은 많은 수의 자유도를 지닌 조인트(JOINT)와 링(LINK)의 복잡한 운동으로 표현될 수 있다. 이들 링크(LINK)의 회전 운동은 SINE, COSINE 자승 형태의 비선형 운동으로 이루어져있으나, 최근 PERSONAL COMPUTER의 발달로 복잡한 인체 운동의 수학적 모델에 대한 동력학적 DATA 계산이 가능해졌다. 본 연구에서는 5개의 링크(LINK)로 연결된 인체 움직임에 있어 링크(LINK)의 절대 운동(ABSOLUTE MOTION) 및 상대운동(RELATIVE MOTION)을 고려한 PLAGENHOEF의 운동 모델을 PERSONAL COMPUTER를 이용하여 인체 움직임의 동력학적 DATA를 얻을 수 있도록 BASIC 언어로 프로그램을 제기하였다.

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운동학적 제약조건을 이용한 심해저 라이저의 비선형 동적해석 (Nonlinear Dynamic Analysis of Deep Water Riser by the Utilization on the Kinematic Constraint Condition)

  • 홍남식
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.495-508
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    • 1999
  • 변형된 라이저의 단위 접선벡터상의 운동학적 제약조건을 적용하여 심해저 라이저의 비선형 동적해석을 행한다. 이 조건의 적용으로 자유도수를 감소시킬 수 있으며 심한 비선형성으로 인한 해의 발산 가능성을 제거할 수 있다. 라이저의 거대변형으로 인한 기하학적 비선형성과 비선형 경계조건이 고려된다. 또한, 비선형성이 포함되는 수동학적 하중이 조류와 파랑에 의해 발생하여 내부에 정상류가 흐르는 라이저관의 외벽에 작용하게 된다. 이 외에도라이저 자체의 축방향 변형조건을 고려한다. Galerkin의 유한요소 근사화와 시간증분자를 적용하여 유한요소에 대한 평형 메트릭스 방정식을 유도하고, 수치해석을 위한 알고리즘을 제안하며 API 보고서의 결과와 비교함으로써 제안된 모델이 검증된다. 또한, 기하학적 비선형성으로 인한 영향을 조사하였다.

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동적 가우시안 블럽 모델을 이용한 좌심실의 형태 및 운동 가시화 (Shape and Motion Visualization of the Left Ventricle using a Dynamic Gaussian Blob Model)

  • 최수미;김명희
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제27권9호
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    • pp.768-776
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    • 2000
  • 본 논문에서는 심혈관 조영영상으로부터 좌심실의 형태 및 운동을 가시화하기 위해 기하학적 정보와 물리적 정보를 통합한 동적 가우시안 블럽(dynamic gaussian blob)모델을 개발하였다. 동적 가우시안 블럽 모델은 superellipsoid에 3차원 가우시안 형태함수를 갖는 단일 유한요소를 통합한 것으로, 좌심실에 작용되는 가상적인 힘에 의해 형태를 적하하고, 심박동 전 주기에서의 운동을 추적한다. 또한 벽 운동 정도에 따라 다른 색을 지정하여 볼 수 있도록 함으로써 벽 운동에 이상이 있는 부위를 육안으로 쉽게 판별할 수 있도록 하였다. 이와 같은 좌심실의 동적.색체 가시화는 형태가 변황되는 심장질환이나 허혈이나 심근경색증처럼 심실벽 운동에 이상이 있는 질환의 진단을 도울 수 있다.

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원통형 실린더의 입수 충격 해석 (The Impact Analysis for Water-Entry of Cylindrical Body)

  • 독고욱;김인학
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.1-8
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    • 2002
  • 물체가 수중에 입수할 때, 원래의 운동에너지는 물체와 그 주위의 물에 부가질량 형태로 분배된다. 이러한 에너지 혹은 운동량의 전달에 기인하여 물체는 유체동력학적 충격력과 가속도를 받는다. 이러한 충격거동은 수중운동체의 공중 발사에 중요한 고려 요인이 된다. 본 논문에서는 구명정 모델을 바탕으로 원통형 물체의 입수에 대한 충격거동을 해석하는 근사기법을 제안하였다. 충격력은 von Karman의 운동량 이론으로 계산하고, 운동, 특히 가속도는 유체동력학적 힘의 평형에 의하여 유도된 운동방정식의 수치 적분으로 계산하였다. 제안된 방법은 입수충격을 받는 물체의 초기설계나 운동 해석을 위한 단순하면서도 효과적인 방안이 될 수 있을 것으로 기대된다.

항적 산란신호의 모델링과 실험적 검증 (Modeling of Scattered Signal from Ship Wake and Experimental Verification)

  • 지윤희;이재훈;김재수;김정해;김우식;최상문
    • 한국음향학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.10-18
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    • 2009
  • 이동하는 수상 운동체는 반경 $8{\sim}200{\mu}m$ 크기의 미세기포군을 포함하는 기포항적을 발생시킨다. 경우에 따라 10여분 이상 지속되는 수중 미세기포는 음향산란을 일으키는 요인이 되며, 기포가 존재하는 동안 능동소나에 의한 지속적인 탐지가 가능하다. 본 논문에서는 기포항적에 존재하는 미세기포의 사공간적인 분포변화에 따라 산란되는 음파를 모의하는 잔향음 모델을 제시하였다. 기포항적 산란신호의 모델은 음향학적 모델과 운동학적 모델로 이루어져 있으며 음향학적 모델에서는 미세기포의 공간분포를 체적산란강도로 변환하여 공간에 대한 적분을 수행하고, 운동학적 모델은 해양공간의 고정좌표계와 능동소나에 고정된 국부좌표계 사이의 좌표변환을 위한 오일러변환을 기반으로 구현되었다. 구현된 모델의 점증을 위해 2007년 9월 한국해양대학교 앞 해상에서 실제 선박을 운항하여 기포항적을 발생시킨 후 일정간격으로 신호를 획득하여 분석하였고, 이를 모델에 적용하여 타당성을 검증하였다.

피부색 정보 및 역운동학을 이용한 인체 움직임 추정 (Human Body Postures Estimation Using skin color information and Inverse Kinematics)

  • 박정주;김주혜;김명희
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (B)
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    • pp.820-822
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    • 2005
  • 본 논문에서는 $CAVE^{TM}-like$ 시스템에서 역운동학을 이용하여 사용자의 인체 움직임을 실시간으로 추정하기 위한 기법을 제안한다. 사용자를 둘러싼 스크린으로 투사되는 빛에 인하여 매순간 변화하는 배경을 포함하는 영상으로부터 사용자 영역을 추출하기 위하여 적외선 반사 영상을 이용하였다. 이를 이용하여 추출된 사용자 컬러 영상에 프로젝션 기반 가상환경의 특성을 고려한 컬러 모델을 적용하여 사용자의 얼굴과 손 영역을 추출하였다. 위치 추정 단계를 통하여 다음 프레임에서의 관심영역 위치를 미리 예측하고 추출된 사용자의 손과 얼굴 위치 정보를 말단장치로 이용하고, 관절모델과 운동학적 제약조건을 기반으로 역운동학적인 방법을 통해 사용자의 동작을 추정하였다. 제안 기법에서는 별도의 마커나 도구를 사용하지 않기 때문에 비침입적이며 사용자 움직임의 제약을 최소화할 수 있기 때문에 보다 인간 중심적인 인터랙션을 위한 기반 기술로 이용될 수 있다.

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머리운동 제어 시스템의 모델링과 시뮬레이션에 관한 연구 (MODELING AND SIMULATION OF BEAD MOVEMENT CONTROL SYSTEMS)

  • 남문현;조용진
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1987년도 전기.전자공학 학술대회 논문집(II)
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    • pp.1333-1337
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    • 1987
  • 본 연구는 머리운동 제어 시스템에 대한 생체 물리학적인 모델링과 시뮬레이션을 통하여 모델의 동특성을 조사하였으며, 생체운동(머리-안구)의 상호 관계를 비교하였다. 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 시스템을 구성하고 있는 매개변수의 변화가 출력에 미치는 영향을 조사하기 위해 감도해석법을 써서 감도계수를 구한 결과, 입력 제어신호의 펄스높이(PH), 동근의 펄스폭(PW1), 길항근의 펄스폭(PW2)이, 시스템의 출력특성을 결정하는 가장 중요한 매개변수 임을 알 수 있었다. 2) 비 선형 제어모델의 선형화를 통하여 선형모델의 응답특성과 크나큰 차이가 없음을 알았다. 3) Main-Sequence도를 작성하여 실험 데이터와 비교한 결과, 거의 일치함으로서 모델의 타당성을 입증하였다. 4) 머리운동이 시간최적으로 응답하기 위해서는 bang-bang 제어법칙이 적용되어야 함을 알았다. 5) 머리운동이 목표점에 도달하는 순간에는 길항근의 역제통 펄스가 가해 짐으로서, 길항근이 궤적의 마지막 부분을 지배함을 알았다. 6) 머리-안구운동의 main-sequence도를 비교 함으로서 상호관계를 규명하였다. 앞으로는 이 모델링 법을 개선확장하면, 비행시 파일럿의 생체 시뮬레이션, 헬멧 조준 사격 시스템등의 항공공학, 생체의용공학 연구 및 제어입력을 생체신호로 하는 로봇틱스 연구에 본 연구 방법은 유용하리라 생각된다.

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유체-구조물 상호작용을 고려한 면진구조물의 추계학적 응답해석 (Stochastic Analysis of Base-Isolated Pool Structure Considering Fluid-Structure Interaction Effects)

  • 고현무;김재관;박관순;하동호
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.463-472
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    • 1994
  • Random 지반운동에 대한 면진수조구조물 응답의 추계학적 해석방법을 연구하였다. 유연한 벽체와 내부유체간의 유체구조물 상호작용은 유체운동의 유한요소 모델링에 의하여 얻어지는 부가질량행렬 형태로 고려되었다. 정상(定常)(Stationary)지반운동으로는 수정된 Clough-Penzien Spectral Model이 사용되었으며, 비정상(非定常)(Nonstationary)지반운동으로는 상기모델에 포락함수를 적용한 모델을 사용하였다. 운동을 지배하는 Lyapunov Covariance Matrix 미분방정식의 해를 구하여 두 종류 면진시스템의 정상응답 및 비정상응답을 해석하였다.

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관념운동실행증의 이해: 신경학적 원인을 중심으로 (The Understanding of The Ideomotor Apraxia: Focusing on The Neurological Causes)

  • 신수정;이주현;박진혁
    • 재활치료과학
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    • 제4권1호
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    • pp.19-28
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    • 2015
  • 서론 : 실행증과 관련된 신경학적 손상에 대한 이해는 병변 부위에 따른 증상을 예측하고 적절한 치료와 목표를 구성하는데 기반이 될 수 있다. 따라서 본 연구는 문헌고찰을 통하여 관념운동실행증의 원인과 행동 오류의 기전을 알아보고, 이와 더불어 치료에 이용될 수 있는 근거를 제시하고자 한다. 본론 : 실행의 모델에서 알 수 있듯이 관념운동실행증은 실행 시스템에서 생산적 측면만의 손상으로 발생할 수 있으며 신경학적 부위는 피질하 손상보다는 피질 수준의 손상이 더 흔하다. 제스쳐를 통한 연구에 따르면 팔의 동작과 관련하여서는 왼쪽 두정엽, 손가락 자세에 따른 동작은 전두엽의 기능과 관련이 있다. 실제 물체를 사용함으로써 얻어질 수 있는 시각, 촉각의 자극들은 익숙한 동작에 대한 기억과는 별도로 올바른 동작을 유도시킬 수 있다. 결론 : 실행은 다양한 신경학적 부위의 처리 과정을 통해 일어나며 다양한 외부의 자극들이 실행에 도움을 줄 수 있음으로 관념운동실행증의 치료에는 이러한 자극들을 이용하는 것이 필요할 것이다.