비성형 동력학계로 모델링된 부유수송체의 동적응답을 조사하고 그 운동의 안정성을 해석하였다. 종동요 모우드의 고유주파수가 횡동요 모우드의 고유주파수의 두배가 되는, 즉, 2:1 내부공진 혹은 자기계수공진인 조건하에서, 이부유수송체는 한 운동 모우드의 직접가진에 의해 간접가진된 다른 모우드가 대진폭 응답을 보일 수 있음을 밝혔다. 또항, 종동요 모우드의 감쇠력은 비교적 넓은 범위의 운동에 대해 선형적임에 반해, 횡동요 모우드의 감쇠력은 점성의 영향이 대단히 커서 비선형성이 대단히 강한 것으로 알려져 왔다. 이 문제를 수학적으로 모델링하기 위하여, 종동요 모우드의 운동방정식에는 선형및 제곱형의 합의 형태인 감쇠력 모형을 사용하였다. 다중척도법을 사용하여 이 두가지 운동 모우드의 주기적 응답및 그의 안정성에 미치는 제곱형 비선형 횡동요 감쇠력의 영향을 밝혔다. 조우주기가 횡동요 모우드의 고유주기와 근사한 경우에 대하여 이 비선형계의 응답을 구하고 주파수-응답 곡선으로 나타내었다.
본 논문에서는 생물학적 운동 메카니즘을 유사하게 구현하기 위해 신경 진동자를 이용한 로봇 팔 제어 시스템을 제안한다. 인간 및 동물의 주기적인 자율 운동을 관장하는 Central Pattern Generator (CPG)를 수학적으로 모델링한 신경 진동자는 그 중요 특성의 하나인 entrainment 효과를 보여준다. 일반적으로 우리는 이 기능을 이용하여 미지의 외부 환경 변화와 같은 외란에 적절히 상호 작용할 수 있는 운동을 생성해 낼 수 있다. 이러한 결과를 보이기 위해, 각 관절에 가상의 신경 진동자 모델을 결합하였고 외부 환경의 변화나 외란의 감지를 위한 F/T센서를 팔의 말단에 부착하여 시스템을 구현하였다. 신경 진동자 모델을 결합한 2축 링크 로봇 팔 시스템(real time)은 주어진 목적운동을 (원 운동) 수행함과 동시에 미지의 외부 환경의 변화(임의의 벽)를 인지하여 적절한 모션을 생성하는 지를 살펴본다.
해상에 계류된 부유체에 좁은 폭의 스펙트럼을 갖는 파가 입사하게 되면 부유체는 두 가지의 대조적인 주기를 갖고 운동을 한다. 이 운동중 장주기 성분의 주기는 계류된 부유체의 수평방향 고유주기와 같은 정도의 크기여서 유발되는 대진폭 수평 변위는 계류삭에 심각한 응력을 발생시키므로 이에 대한 해석이 필요하다. 본 연구에서는 다척도전개기법(Multiple-Scale Expansion Method)을 시간과 길이에 적용하여 부유체의 운동은 선형 1차 조화 문제와 선형 장주기 문제의 2가지 선형 문제로 표현될 수 있음을 보였다. 따라서 임의 형상을 지닌 3차원 부유체의 대진폭 표류 운동은 2차 포텐셜문제를 풀지않고 해석될 수 있음을 입증하였다. 아울러 장주기 표류운동에 수반되어 장파가 발생함을 보였으며 장주기 운동과 관련되는 감쇠력에 대해서도 고찰하였다.
좁은 ITS(Intelligent Transportation Systems) 대역에서는 채널 혼잡을 피하는 것이 필수적이다. 눈에 띄는 변화가 있을 때만 차량 운동을 보고하는 것은 대역폭 사용을 줄이기 위한 표준화된 접근 방식이다. 그러나 셀룰러 V2X(Vehicle-to-Everything) 통신에서 주기적인 비콘의 빈번한 누락으로 인한 비주기성은 자원 낭비와 자원 스케쥴링의 안정성 문제를 제기한다. 이에 대해 이 논문에서는 자동차의 운동이 물리적 특성에 의해 제약을 받기 때문에 딥러닝 기반 체계로 대부분의 메시지 생성 시간을 정확하게 예측할 수 있다는 것을 보여준다. 제안된 예측 방법은 통상적인 도로주행 시 94.9%의 정확도를 달성한다.
본 연구에서는 저 레이놀즈수 유동에서 flapping운동을 하는 익형이 가질 수 있는 2차원 평면상의 운동궤적에 따른 공력특성을 연구하였다. 익형이 유동흐름방향으로 왕복 운동하는 lead-lag운동과 plunging운동의 조합으로 2차원 평면상에 나타날 수 있는 여러 운동궤적을 합성하여 flapping 주파수 변화에 따른 공력계수들의 변화를 살펴보았다. 상하방향의 순수 plunging운동에 lead-lag운동을 추가함으로써, 평균추력계수와 평균양력계수를 증가시킬 수 있는 운동궤적이 존재함을 확인하였다. 아울러 운동주기 동안 나타나는 추력계수와 양력계수의 변화를 비교하여 upstroke와 downstroke시 나타나는 공력특성을 파악하였다.
배 경: 주기성 사지운동증은 비교적 높은 유병률을 보이는 질환임에도 불구하고 그 병태생리에 대해선 알려진 바가 적다. 또한 고령층에서의 유병률이 높기 때문에 폐쇄성 수면무 호흡증과 동반되는 경우가 많지만 두 질환의 관련성에 대한 기존의 연구에서는 일관된 결론을 찾기 어렵다. 본 연구에서는 기존 연구보다 더 큰 규모의 대상군에서 주기성 사지운동증의 특징과 폐쇄성 수면무호흡증이 주기성 사지운동증에 미치는 영향을 조사하였다. 방 법: 수면다원검사에 의해 주기성 사지운동증으로 진단 된 320명(남자 192명, 여자 128명)을 연구대상으로 하였다. 대상군의 평균 연령은 53.1세(SD=15.1)였다. 이중 주기성 서천석 41 등 사지운동증만을 가진 대상군이 150명, 주기성 사지운동증과 폐쇄성 수면무호흡증을 함께 가진 대상군이 149명이었으며 기면병을 동반한 대상군이 21명이었다. 연령, 성별 그리고 병발 질환이 주기성 사지운동증에 미치는 영향에 대해 다변량분석 등을 실시하였다. 또한 대상군을 폐쇄성 수면무호흡증 병발 여부에 따라 두 군으로 나누어 사지운동 지표와 수면 지표를 비교하였다. 결 과: 대상군의 시간당 주기성 사지운동의 빈도(periodic limb movement index, 이하 PLMI)는 평균 25.2(SD=24.8)회이고 이 중 각성을 동반한 운동(periodic limb movement arousal index, 이하 PLMAI)은 시간당 3.4 (SD=6.3)회이었다. PLMI와 PLMAI는 모두 연령과 양의 상관관계가 있었다. 남성에서 여성에 비해 PLMI가 더 높았는데(p<0.01) 이는 남녀간의 연령 분포의 차이에 기인하는 것은 아니었다. PLMI를 종속변인으로, 성별, 연령, 폐쇄성 수면무호흡증의 병발 여부를 독립변인으로 하여 다변량분석을 시행한 결과 성별(t=4.35, p<0.001)과 연령(t=-3.66, p<0.001), 폐쇄성 수면무호흡증의 병발(t=-2.20, p<0.05)이 PLMI에 유의한 기여를 하는 것으로 나타났다. 주기성 사지운동증만 있는 대상군(n=150), 주기성 사지운동증과 수면무호흡증이 병발된 대상군(n=149)으로 나누어 PLMI, PLMAI를 비교 한 결과 두 집단간에 유의한 차이가 없었다. 그러나 두 집단간에 PLMI와 상관성을 보이는 수면 지표에는 차이가 있었다. PLMI가 주기성 사지운동증만 있는 대상군에서는 서파 수면 및 렘 수면의 비율과 각각 음의 상관성이 있었지만 주기성 사지운동증과 수면무호흡증이 병발한 대상군에서는 수면효율과 음의 상관성이 있었다. 결 론: 본 연구를 통해 폐쇄성 수면무호흡증이 주기성 사지운동증의 시간당 빈도에 영향을 미치고 있음을 확인하였다. 이러한 영향이 폐쇄성 수면무호흡증으로 인해 유발된 자율신경 각성에 의해 매개되었을 것으로 추론한다.
비선형 동역학계의 불규칙한 운동은 그 계가 가지는 고유한 특성에 의해 생기는 현상으로써 때로는 예측할 수 없는 큰 운동이 발생한다. 해상 운행중인 선박의 경우 이러한 예측치 못한 큰 운동으로 인해 전복이 일어나기도 하므로, 비선형 선박 안전성 확보라는 관점에서 중요하게 다루어져야 한다. 본 연구에서는, 첫째로 임의의 구간 안에 있는 모든 초기 조건에 대해 선박 운동의 안정성을 파악하여 안정과 불안정으로 영역 구분을 시켜 주는 흡인 영역(basins of attraction)을 외력변화에 따라 그려 봄으로써 선박 운동에 대한 안정 영역의 정성적인 변화 과정을 파악하고자 하였다. 둘째로 전복이 일어나지 않는 안정 영역상을 초기 조건으로 한 선박 운동이 최종적으로 어떤 운동이 되는지 알아 보았다. 마지막으로 외력 변화에 따른 비선형 선박 운동 중 혼돈적 현상이 일어나는 운동에 대해서는 이를 상세히 분석하고자 과도상태가 지난 운동의 주기적 변화를 외력 변화에 따라 살펴보는 분기도(bifurcation diagram)를 이용하여 연구해 보았다.
삼 자유도를 가진 부유물체의 동적 응답을 이론적으로 연구하였다. 평면내 방향 운동모우드에 대한 지배방정식을 선형화한 후, 그들의 조화해를 평명밖 방향 운동모우드의 방정식과 연성시켰다. 그렇게 해서 주어지는 방정식은 시간에 따라 변화하는 계수를 가진 형태로서, 평면밖 방향의 운동만을 보일 것으로 예측되는 부유물체가 평면밖 방향의 운동을 보일 수도 있음을 밝혔다. 동역학적 불안정성과 그 결과로 나타나는 평면밖 방향의 대진폭 운동을 보이고 있다. 본 결과는 주기적으로 동요하는 부유물체가 서로 연성된 운동을 하는 현상으로도 해석할 수 있다.
이 논문에서 우리는 생체모방 시스템을 구현하기 위해 일반적인 기계 시스템과 인간의 신경 진동자 모델을 결합하였다. 이러한 시스템은 외부환경의 변화에 따른 효과적인 자율 적응 운동 형태를 생성할 수 있다. 인간 및 동물의 주기적 자율 운동을 관장하는 Central Pattern Generator (CPG)는 신경 진동자 네트웍에 의해서 표현가능하고 이는 신경 진동자 모델 내부의 sensory 피드백 신호를 통해, 주기성을 같은 외란에 상호 작용하여 적절한 운동을 생성해 낸다. 따라서 이를 기계 시스템에 결합하면 이러한 시스템은 변화되는 환경이나 잘 알지 못하는 외란에 대하여 자율적으로 적응된 운동을 보일 수 있다. 이를 위해 본 논문은 이러한 신경 진동자 모델과 결합된 realtime 시스템을 구현하고 그 자율 적응 운동의 생성 가능성을 살펴본다.
This paper investigates the whirling, tilting and flying motion of a HDD spindle system supported by FDB experimentally. Experimental setup is built to measure the flying, whirling and tilting motion of the HDD spindle system, and three capacitance probes fixed on the xyz-micrometers measure the displacement of a HDD spindle system in the xyz-directions. This research shows that the tilting and whirling motion is mostly dependent on the centrifugal force and the gyroscopic moment due to the unbalanced mass of a HDD spindle. It also shows that the rotating HDD spindle starts to float to the equilibrium position in the z-direction until the weight of the rotating spindle is equal to the supporting pressure generated in the upper and lower thrust bearing.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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