• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2005년도 추계학술대회논문집
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• pp.723-726
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• 2005

The two major obstacles in the application of IPMC to flapping actuators operated in the air are solvent loss and actuation force. In this paper, solvent loss of various IPMCs made of Nafion$^{TM}$117(183$\mu$m thickness) has been experimentally investigated to find out the best combination of cation and solvent for minimal solvent loss in IPMCs and higher actuation force. For this purpose. experiments for the internal solvent loss measurement of IMPCs have been conducted for various combinations of cation and solvent. From the experiments, it was found that heavy water showed improvement in the operating time up to more than two minutes. in the tip force measurement of IPMCs, it was found that smaller and thicker IPMCs produced larger tip forces. However, the shorter IPMCs generated reduced actuation displacements and created flapping motion with decreased natural frequency. For the design of flapping device actuated by 5mm wide, 10mm long, 0.2mm thick IPMCs were used in the stacked form. Since the actuation force is a few gram-force, we stacked five IPMCs to improve actuation force. To amply the actuation force, rack-and-pin ion type hinge was used for the flapping device and insect (Cicadidae) wing was attached to the stacked IPMC actuator. In the flapping test, the device could generate flapping angle of 15$^{\circ}$ at 6Hz excitation by 2.5 voltage square wave input.

• 문화기술의 융합
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• 제8권2호
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• pp.1-6
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• 2022

라이프로그는 다양한 디지털 센서로부터 수집되는 개인의 디지털 기록으로, 활동량, 수면 정보, 체중 변화, 체질량, 근육량, 지방량 등이 포함된다. 최근, 웨어러블 디바이스가 보편화되면서 양질의 라이프로그 데이터가 많이 생산되고 있다. 라이프로그 데이터는 개인의 신체의 상태를 보여주는 데이터로, 개개인의 건강관리 뿐만 아니라, 질병의 원인 및 치료에도 활용될 수 있다. 그러나, 현재는, AI/ML 기반의 상관관계 분석 및 개인화를 반영하지 못하고 있다. 단순 기록이나 단편적인 통계치를 제시하는 수준에 그치고 있다. 이에 본 논문에서는, 라이프로그 데이터와 질병과의 연관성 및 AI/ML 기술의 라이프로그 데이터의 적용 사례를 살펴보고, 더 나아가, AI/ML을 활용한 라이프로그 데이터 분석 프로세스를 제안하고, 실제 갤럭시워치에서 수집된 데이터를 사용하여, 분석 프로세스를 실증한다. 더불어, 미래의 헬스케어 서비스인, 라이프로그 데이터와 식단, 건강정보, 질병정보와의 융복합 서비스 로드맵을 제안한다.

• 대한지역사회작업치료학회지
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• 제10권1호
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• pp.39-49
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• 2020

목적 : 본 연구는 영남권역 내 가정에서 인공호흡기 사용 환자를 돌보는 가족간병인이 느끼는 간병 부담과 삶의 질을 알아보고자 하였다. 연구방법 : 영남권역 내에 거주하며 가정에서 인공호흡기를 사용하는 환자를 돌보는 주간병인을 대상으로 설문조사를 시행하였고 가족간병인의 응답 내용을 분석하였다. 설문지는 환자의 정보, 간병 실태 및 추가 지원 요구 사항 등으로 구성하였다. 가족간병인의 간병 부담과 삶의 질을 평가하기 위해 각각 Korean version of Short Form Zarit Burden Interview(K-ZBI-12)과 한국형 가중치 모형에 따라 교정한 3-Level version of EuroQol-5 Dimension(KEQ-5D-3L)을 사용하였다. 통계적 유의수준은 p<0.05로 하였다. 결과 : 총 150명 중 주간병인이 가족간병인인 98명을 분석하였다. 환자의 연령은 54.10±17.94세, 성별은 남자 74명(75.5%), 여자 24명(24.5%)이었고 주 진단은 신경근육계 질환이 83명(84.7%)으로 가장 많았다. 가족간병인의 K-ZBI-12 점수는 33.08±10.34로 간병에 대한 고부담을 보였고 EQ-5D-3L 점수는 0.71±0.25로 두 항목은 음의 상관관계를 보였다(p=.038). 환자의 연령, 인공호흡기 사용기간, 의료비에 대한 가족간병인의 경제적 부담, 간병비에 대한 가족간병인의 경제적 부담 및 전문간병인의 참여 시간은 K-ZBI-12 점수와 각각 통계적으로 유의한 상관관계를 보였다. KEQ-5D-3L 점수는 가정용 인공호흡기의 사용기간과 음의 상관관계를 나타냈다(p=.017). 환자가 침습적 인공호흡기를 사용하는 경우 비침습적 인공호흡기를 사용하는 경우보다 가족간병인의 KEQ-5D-3L 점수가 낮았다(p=.008). 간병에 참여하는 인원이 두 명 이상인 경우가 한 명인 경우보다 K-ZBI-12 점수가 낮았다(p=.001). 가족간병인이 추가지원을 바라는 요구사항 중 경제적 지원에 대한 요구도가 가장 높게 조사되었다. 결론 : 영남권역에서 가정용 인공호흡기를 사용하는 환자들의 보호자가 느끼는 간병 부담이 크고 삶의 질이 낮다는 것을 알 수 있다. 가족간병인의 간병 부담과 삶의 질을 개선하기 위해서 지역에서 실질적으로 필요한 사회경제적 지원 및 환자와 가족들의 요구 사항을 확인하고 추가적인 지원을 위한 노력이 필요하다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2009년도 학술대회
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• pp.418-421
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• 2009

본 논문은 표면 근전도 신호(sEMG)를 이용해 상지부의 동작을 실시간으로 예측하고 이를 기반으로 한 인간-기계 상호작용(Human-machine interaction)에 관한 것이다. 사용자의 상지부에 위치한 5 곳의 근육에서 수집하는 근전도 신호와 인공신경회로망(arfiticial neural network) 알고리즘을 이용하여 상지부 동작을 실시간으로 예측하였고, 기계팔(manipulator)이 예측된 동작을 좇아 움직이도록 제어되었다. 이때, 사용자가 기계팔의 끝단(end-effector)과 접촉해 있는 상태에서 상지부 동작은 2 차원 평면 위에서 이루어지도록 제한된다. 본 논문이 제안하는 동작 예측 방법과 인체 각도계(goniometer)를 이용한 경우의 상호 작용 실험을 통해, 동작 예측을 통한 인간-기계 상호 작용의 성능을 알아보았다. 실험 결과로부터, 제안된 실시간 동작 예측 방법을 이용하여 사용자와 기계의 상호 작용 시스템을 구현할 수 있음을 알 수 있다.

• 한국정밀공학회지
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• 제28권11호
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• pp.1234-1241
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• 2011

In this work the potential, and the perspectives of the dielectric elastomer actuator are overviewed briefly. As an exemplary work, we introduce a novel contractile artificial muscle actuator based on Synthetic Elastomer(SE). SE is the name of new dielectric elastomer material we have developed and its synthesis procedures and evaluations are described in the first. The contractile artificial muscle actuator is made by stacking the actuator unit one by one along the in thickness direction and finished up by bonding the multi-stacked actuator. Its possibility for the robotic actuator is discussed and demonstrated via experiments.

• Clinics in Shoulder and Elbow
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• 제13권1호
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• pp.141-145
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• 2010

목적: 주관절의 생역학은 주관절 손상의 병인을 이해하고 임상적 치료의 과학적 기초를 제공하는 의학이다. 저자는 생역학적인 관점에서 주관절 손상의 진단과 치료의 개념을 요약하였다. 대상 및 방법: 주관절 역학은 크게 운동학, 동역학 그리고 이를 바탕으로 한 안정성의 분야로 나누어 설명할 수 있다. 이는 주관절을 구성하는 수동적 또는 능동적 구조물로 유지된다. 수동적 구조물은 골성 구조와 관절낭 및 측부인대들이 있으며 능동적 구조물은 주관절을 둘러싼 근육들이 해당된다. 이 구조물들이 유기적으로 작용하여 주관절의 안정성, 힘의 전달 그리고 운동을 유지한다. 결과 및 결론: 주관절의 생역학은 주관절 손상에 대한 수술적 치료에 대한 정보를 제공하며 새로운 주관절 인공대치물에 대한 개선 및 발전을 가져다 주며, 또한 주관절의 기초 연구에 기여 할 수 있는 학문이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권10호
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• pp.3186-3198
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• 1996

When a robot is to have contact with its enviornment, such as a medi-care robot, it would be advantageous for the robot to have a high compliance. For this reason, a robot having not only a flexible link but also an actuator with compliance, is desirable. This paper is concerned with the position and vibration control of 1 degree of freedom flexible robot using a pneumatic artificial muscle actuator. The dynamics of the manipulator assumed to be and Euler-Bernoulli beam are derived on the basis of the linear mathematical modle. Although this pneumatic artifical muscle actuator has many merits for the compliance robot, it is difficult to make an effective control scheme of this system because of ths nonlinearity and uncertainty on the dynamics of the actuator. By designing a controller using .mu.-synthesis, robust performance against measurement noise, various modeling uncertainties on the dynamics of the servo valve, actuator and mainpulator, is achieved. The effectiveness of the proposed control method is illustrated through simulations and experiments.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.95-100
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• 2005

Making the best use of the features of the electro-rheological(ER) valve, a two-port pressure control valve using ER fluids is proposed and manufactured. The ER-Valve characteristics are evaluated by changing the intensity of the electric field and the number of electrode. In addition, the performance of the plate type ER-Valve is investigated by change the particle concentration of the ER fluid. As only with electrical signal change to the ER-Valve in which ER fluid flowing, ER fluid flow is controlled, so development of simple ER-Valves have been tried. The ER-Valves and pressure drop check method are considered to be applied to the fluid power control system. Using the minかnぉd pressure control valve, a one-link manipulator with FHA in robot system is driven. As a result, it is experimentally confirmed that the pressure control valve using ER fluids is applicable to use in driving actuator. If it applies characteristics of the ER fluids, it will be able to apply in the control system fir the ER Valve which occurs from industrial controller(PLC).

• 공업화학전망
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• 제24권6호
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• pp.19-31
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• 2021

자극응답성 액정 엘라스토머(liquid crystal elastomer)는 하이드로겔(hydrogel), 형상 기억 고분자(shape memory polymer)와 더불어 생체 특성을 모방한 인공 근육, 소프트 액추에이터 및 소프트 로봇을 위한 스마트 소재로 최근 높은 관심을 받고 있다. 특히, 액정 엘라스토머는 고무 탄성과 액정 이방성이 결합된 비등방성 탄성 고분자로, 열, 빛, 전기 및 수분과 같은 외부자극에 반응하여 가역적이며, 액정 분자들의 배향조절을 통한 프로그램된 변형이 가능하다. 액정 엘라스토머가 개념 증명을 하는 수준을 넘어 실제로 유용한 소프트 액추에이터 및 로봇 시스템에 적용되기 위해서는 우수한 구동력 및 작업 용량, 높은 구동 변형률, 빠른 응답 시간, 낮은 구동 온도, 다양한 외부 자극반응성 및 높은 에너지 전환 효율 등을 확보하는 것이 중요하다. 본 기고문에서는 액정 엘라스토머의 개념에 대해 소개하고, 이러한 소재가 소프트 액추에이터로써 광범위하게 활용될 수 있도록 다양한 성능들을 향상시킬 수 있는 방법에 대해 소개하고자 한다.

• 공업화학전망
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• 제23권2호
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• pp.40-50
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• 2020

소프트 로봇의 수요와 관심이 증가함에 따라 생체 모방형 액추에이터 연구가 큰 관심을 받고 있다. 액추에이터란 외부 에너지를 기계적인 동작으로 변환하는 장치이며, 재료 자체가 유연하여 부드러운 움직임을 재현할 수 있는 소프트 액추에이터의 연구가 활발히 진행되고 있다. 고분자 연성 재료 중에 하나인 하이드로겔은 90% 이상이 물로 구성되어 있기 때문에 생체 친화적이면서 동시에 환경 친화적인 재료이며 이를 기반으로 한 액추에이터 연구가 새로이 각광받고 있다. 최근에는 하이드로겔 액추에이터의 성능 향상을 위해 나노재료를 하이드로겔에 첨가하는 연구가 진행되고 있으며, 나노재료가 갖는 고유의 특성을 활용함으로써 하이드로겔 액추에이터의 자극 감응성 향상, 변형 방향의 제어, 높은 변형 효율 그리고 기계적 물성 증가가 보고되고 있다. 이는 헬스케어를 위한 웨어러블 장치, 재활을 목적으로 한 인공 근육 등에 적용이 가능하다. 본 기고문에서는 자극 감응성 고분자와 나노재료를 이용한 하이드로겔 액추에이터 연구에 대해 자극(전기장, 빛, 열, 자기장)의 종류에 따라 분류하여 소개하고, 합성 전략 및 구동 원리에 대해 간략하게 설명하고자 한다.