• 제목/요약/키워드: 힘센서

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질소를 함유한 양친매성 그래핀 양자점 합성

  • 오예린;문병준;신동헌;김상진;이상현;김태욱;박민;배수강
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.352.1-352.1
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    • 2016
  • 양자점은 나노미터 크기의 반도체 결정으로 밴드갭에 따라 광학적, 전기적 성질이 달라지는 독특한 성질을 가지는 형광물질으로 활발히 연구되고 있다. 중금속을 기반으로 한 양자점은 높은 발광효율과 광안전성을 가지며, 가시광선 영역에서 빛을 내는 특징을 가지고 있다. 그러나 중금속을 사용하기 때문에 독성이 있어 인체나 환경에 유해하여 응용 연구에 제한적이다. 반면에, 탄소 기반의 양자점은 중금속 기반의 양자점과 비슷한 성질을 가질 뿐만 아니라, 높은 용해도와 낮은 독성으로 인해 생체적합성이 높다는 장점이 있다. 이를 이용하여 발광다이오드(LEDs), 태양전지, 광촉매 뿐만 아니라 바이오이미징, 바이오센서 등 생물학분야에도 응용 될 수 있다. 본 연구에서는 Bottom-up 합성 방법으로 유기전구체를 이용하여 질소를 함유하고 있는 양친매성 탄소 양자점(N-GQDs)을 합성하였다. 합성에 사용한 유기전구체는 기존에 보고된 유기전구체와 다르게 반응 진행 중에도 pH 측정 결과 중성을 나타내며, 반응 온도($225^{\circ}C$)와 유사한 온도에서도 pH 값은 여전히 6.0 이상의 값을 나타냈다. 중성을 띄는 특징으로 인해 추가적인 산제거 과정이나 표면안정화 과정이 필요 없다는 장점을 가지고 있다. 합성된 N-GQDs는 높은 결정성의 원형구조를 가지며, 원자힘현미경(AFM) 분석을 통해 높이가 ~ 1.5 nm 미만으로 3층 이하의 두께로 형성되었음을 확인하였다. 또한, 적외선 분광법(FT-IR) 분석을 통해 O-H기, 방향족 고리의 C = C (또는 C = N)기 및 C-N기가 각각 ~3250, ~1670과 ~1140 cm-1에서 확인할 수 있다. 합성된 양자점을 유기태양전지의 active layer에 소량(2 wt%) 첨가하여 양자점의 광학적, 전기적 성질을 확인하였다. 비교군 유기태양전지보다 N-GQDs가 첨가된 유기태양전지의 외부양자효율(PCE)이 7.3%에서 8.4%로 약 20%가 증가하는 것을 보였다. 이는 양자점이 상대적으로 흡수가 약한 단파장 영역의 빛을 흡수하고 PL을 내어 active layer로 에너지 트랜스퍼 현상이 일어나 전자전달을 원활하게 해 주기 때문이다. 앞으로 본 연구의 가능성과 추가적인 연구를 통해 더 많은 분야에 응용되기를 기대한다.

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피부관리시스템에 적용되는 아로마테라피에 관한 연구 (A Study on the Skin Care Treatment System Using Aromatherapy)

  • 이애순;이용일
    • 한국패션뷰티학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.60-64
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    • 2006
  • 에센셜 오일은 고대로부터 향을 즐기거나 직접 상처 부위에 바르는 등의 다양한 방법으로 사용해 왔다. 일반적으로 에센셜 오일을 얻을 수 있는 허브와 스파이스는 약 200종 정도이며 흔히 주변에서 볼 수 있는 것으로는 레몬이나 오렌지, 장미, 제라늄, 민트 등이 있다. 이들 식물의 꽃잎(장미), 잎사귀(유칼립투스), 뿌리(베티본), 고목(샌달우드), 송진(프랭킨센스), 줄기(버베나), 열매(베르가못) 등 여러 부분에서 독자적인 방법으로 추출할 수 있는 에센셜 오일은 식물의 강한 생명의 힘으로 종종 언급되었다. 이는 방향성, 비지방성의 100% 천연의 식물에서 추출한 물질이며, 저마다의 고유한 향과 각기 다른 독특한 생명력과 치유능력을 가지고 있다. 이러한 에센셜 오일을 사용함에 있어서 우리는 감정 치유와 신체 건강을 향상시킬 수 있다. 모든 에센셜 오일은 항-박테리아, 항-바이러스 또는 항균성을 지니고 있다. 연구 조사에 따르면 아로마(향)는 인간의 감정 센서에 직접적인 영향을 끼치는데 이는 우리 신체의 감각 중심의 뇌에 직접적으로 아로마 향이 투입되기 때문이다. 우리의 후각을 통해 뇌 시스템을 직접 통과하여 감정, 행동, 냄새를 판단하는 것을 총괄하게 된다. 항상 아름다운 냄새를 통해 즐거워 하고 우리의 감정 균형을 유지시키므로 에센셜 오일을 사용함에 있어 그 향기가 우리에게 즐거움을 주는 것은 중요한 일이다. 이 오일을 통해 우리의 감각신경이 균형을 유지하게 될 것이다. 이러한 에센셜 오일을 이용하여 마음의 건강, 정신의 건강, 신체의 건강을 향상시키며 유지할 수 있도록 유지, 관리하는 것이 아로마테라피이다. 아로마테라피는 적게는 담배로부터 향수까지 광범위하게 가장 화려한 글로 설명되어 왔다. 에센셜 오일을 사용함에 있어 우리 신체의 가장 좋은 투입 방법으로 마사지 법이 있으며 우리 피부는 에센셜 오일을 놀라울 만큼 빠르게 흡수해 낸다. 이러한 효능의 에센셜 오일을 피부관리시에 적용하여 신체의 건강뿐만 아니라, 정신의 건강을 향상시키며 유지 할 필요가 있다고 본다.

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최적 요모멘트 분배 방법을 이용한 고장 안전 통합 섀시 제어기 설계 (Integrated Chassis Control System with Fail Safety Using Optimum Yaw Moment Distribution)

  • 임성진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권3호
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    • pp.315-321
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    • 2014
  • 본 논문은 전자제어식 조향 및 제동 장치를 장착한 차량에 대해 고장 안전 기능을 가지는 통합 섀시 제어 시스템을 제안한다. 통합 섀시 제어 시스템에서 상위 제어기는 슬라이딩 모드 제어 이론을 이용하여 제어 요모멘트를 만들어 낸다. 하위 제어기는 가중 의사-역행렬 기반 제어 분배 방법(WPCA)으로 제어 요모멘트를 전자제어식 조향 및 제동 장치의 타이어 힘으로 분배한다. WPCA 의 가변 가중치를 조절하여 구동기 혹은 센서의 고장에 대처할 수 있다. 이러한 상황에서 WPCA 방법으로 가변 가중치를 최적화하여 요모멘트 분배 성능을 향상시키기 위해 시뮬레이션을 이용한 최적화 방법을 제안한다. 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위해 차량 시뮬레이션 패키지인 CarSim 에서 시뮬레이션을 수행한다.

소프트 골프 클럽을 이용한 골프 스윙 동작과 인체 작용 하중 분석 (Analysis of Golf Swing Motion and Applied Loads on the Human Body Using Soft-$Golf^{TM}$ Club)

  • 곽기영;소하주;김성현;김남균;김동욱
    • 비파괴검사학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.472-478
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    • 2011
  • 본 연구의 목적은 소프트 골프 용구가 인체에 미치는 역학적 효과를 분석하는 것이다. 이를 위해 골프 스윙 동작을 캡처하여 스윙 모델을 생성하였고 시뮬레이션을 통해 손목, 팔꿈치, 어깨, 허리 관절의 토크를 도출하였다. 총 5명이 실험에 참여하였고 아연 합금 헤드의 소프트 골프 클럽과 기존 아이언 7번 클럽을 사용하였으며, 클럽당 5번씩 스윙을 수행하였다. 3대의 포지션 센서, 적외선 발광마커와 힘판을 사용하여 골프 스윙 동작을 캡처하였다. 인체 모델 생성 및 동역학 해석 프로그램을 통해 스윙 모델을 생성하여 시뮬레이션 하였고 관절의 토크를 도출하였다. 결과로 소프트 골프 클럽을 이용한 스윙에서 손목 관절 토크는 기존 골프 클럽을 이용한 스윙의 48.83 % 수준이며, 팔꿈치는 61.10 %, 어깨는 74.74 %, 허리는 102.46 %이다. 따라서 소프트 골프 클럽을 이용하여 스윙할 때, 기존 골프 클럽을 이용할 때보다 작은 힘으로 스윙 동작을 수행할 수 있기 때문에 관절에 부하가 적을 것이며, 관절 부상의 감소에 기여할 것이다.

힘/토크 센서를 이용한 수술보조로봇의 원격중심운동 직접교시 알고리즘 연구 (Study on Direct Teaching Algorithm for Remote Center Motion of Surgical Assistant Robot using Force/Torque Sensor)

  • 김민효;진상록
    • 로봇학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.309-315
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    • 2020
  • This study shows a control strategy that acquires both precision and manipulation sensitivity of remote center motion with manual traction for a surgical assistant robot. Remote center motion is an essential function of a laparoscopic surgical robot. The robot has to keep the position of the insertion port in a three-dimensional space, and general laparoscopic surgery needs 4-DoF (degree-of-freedom) motions such as pan, tilt, spin, and forward/backward. The proposed robot consists of a 6-axis collaborative robot and a 2-DoF end-effector. A 6-axis collaborative robot performs the cone-shaped trajectory with pan and tilt motion of an end-effector maintaining the position of remote center. An end-effector deals with the remaining 2-DoF movement. The most intuitive way a surgeon manipulates a robot is through direct teaching. Since the accuracy of maintaining the remote center position is important, direct teaching is implemented based on position control in this study. A force/torque sensor which is attached to between robot and end-effector estimates the surgeon's intention and generates the command of motion. The predefined remote center position and the pan and tilt angles generated from direct teaching are input as a command for position control. The command generation algorithm determines the direct teaching sensitivity. Required torque for direct teaching and accuracy of remote center motion are analyzed by experiments of panning and tilting motion.

비행 시뮬레이터용 조종력 재현 장치 설계 및 시험연구 (Research on the Design and Evaluation of a Control Loading System for Flight Simulator)

  • 이찬석;김병수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.95-100
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    • 2004
  • 본 논문에서는 기계적 링키지의 가역 (Reversible) 비행조종장치를 갖는 항공기익 조종간 조종력 재현 시스템 (CLS : Control Loading System) 개발을 목적으로 조종력 재현 장치 제어기 설계, 시스템 구성, 조종력 재현 장치 운용 환경을 구축하고 시험평가를 수행한 내용을 기술한다. 시스템 구성은 기계적인 외형부분과 힘을 측정하는 센서부분과 스틱에서의 반력을 재현하는 모터부분과 안전장치로 되어 있다. 하드웨어와 PC간의 입출력 신호 연결 및 제이기로 dSpace 사의 DS1103 DSP장치를 사용하였다. 대상항공기 (KT-1)의 비행 조종장치 모델링을 바탕으로 피치축과 롤축에 대한 CLS를 구성하고, 조종력 재현장치 제어법칙 설계와 모니터링 S/W 및 실시간 시험평가도구를 포함한 시험평가 및 운용환경 대해 기술하였다. 정적 및 동적시험을 수행하여 실제 대상항공기 데이터와 비교함으로써 개발한 시스템을 검증하였다.

미세 조작을 위한 압전 구동 집게의 설계 및 제작 (A Design and Manufacturing of Two Types of Micro-grippers using Piezoelectric Actuators for the Micromanipulation)

  • 박종규;문원규
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.246-250
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    • 2003
  • In this study, two new types of micro-grippers in which micro-fingers are actuated by piezoelectric multi-layer benders and stacks are introduced for the manipulation of micrometer-sized objects. First, we constructed a 3-chopstick-mechanism tungsten gripper, which is composed of three chopsticks: two are designed to grip micro-objects, and tile third is used to help grasp and release the objects through overcoming especially electrostatic force among some surface effects including electrostatic, van der Waals forces and surface tension. Second, a 2-chopstick-mechanism silicon micro-gripper that uses an integrated force sensor to control the gripping force was developed. The micro-gripper is composed of a piezoelectric multilayer bender for actuating the gripper fingers, silicon fingertips fabricated by use of silicon-based micromachining, and supplementary supports. The micro-gripper is referred to as a hybrid-type micro-gripper because it is composed of two main components; micro-fingertips fabricated using micromachining technology to integrate a very sensitive force sensor for measuring the gripping force, and piezoelectric gripper finger actuators that are capable of large gripping forces and moving strokes. The gripping force signal was found to have a sensitivity of 667 N/V. To the design of each of components of both of the grippers. a systematic design approach was applied, which made it possible to establish the functional requirements and design parameters of the micro-grippers. The micro-grippers were installed on a manual manipulator to assess its performance in tasks such as moving micro-objects from one position to a desired position. The experiment showed that the micro-grippers function effectively.

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빅데이터 도입을 위한 중소제조공정 4M 데이터 분석 (Data analysis of 4M data in small and medium enterprises)

  • 김재성;조완섭
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제26권5호
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    • pp.1117-1128
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    • 2015
  • 오늘날 ICT기술의 눈부신 발전으로 많은 부분에 정보화와 자동화가 이루어져 있으며, 제조업에서도 경쟁우위를 확보하기 위해 설계, 생산 공정의 자동화와 정보시스템을 도입하고 있다. 그러나 정보화 투자 여력이 없는 영세 중소제조 기업의 경우 생산현장에서 정보화의 힘이 미치지 못하고 있으며, 작업자의 경험과 수기데이터에 의존하여 생산 공정을 관리하고 있는 실정이다. 수기데이터로 관리되고 있는 제조공정에서는 불량 발생 시 불량원인을 명확히 밝혀내는데 한계가 있다. 본 연구에서는 수기데이터로 관리되고 있는 중소제조 자동차 부품 가공공정에 대하여, 수기데이터를 수집, 향후 센서데이터를 활용할 수 있도록 중소 제조 맞춤형 분석시스템을 구축하고, 중요도가 큰 일부 공정에 대하여 품질에 영향을 미치는 핵심요인을 4M관점에서 분석하였다. 분석결과, 호기별 불량수량에는 유의한 차이가 없었으며, 원자재, 생산수량, 작업자간 유의한 차이가 있는 것으로 분석되었다.

무선 센서 네트워크에서 칼만 필터를 이용한 잔여 힘-벡터 기반 Range-free 위치인식 알고리즘 (Range-free Localization Based on Residual Force-vector with Kalman Filter in Wireless Sensor Networks)

  • 이상우;이채우
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권4B호
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    • pp.647-658
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    • 2010
  • 기존에 연구된 위치인식 기법은 자신의 위치를 알고 있는 앵커노드만을 참조하여 일반노드의 위치를 계산한다. 그 외 노드들 간 관계를 고려하지 않기 때문에 참조하는 앵커노드의 수가 부족하거나 앵커노드로부터의 거리정보가 부정확한 경우에는 실제위치와 예측위치 간 위치오차 뿐만 아니라 노드 간 상대적인 위치오차가 크다. 본 논문에서는 일반노드가 노드 간 거리정보 없이 앵커노드와 한 홉 거리의 이웃노드의 정보만을 참조하여 모든 이웃 노드와의 거리가 균등하도록 위치를 계산하는 알고리즘을 제안한다. 노드가 모든 이웃노드와 균등한 거리에 위치함으로써 노드 간 상대적 위치오차와 네트워크 전체의 평균적인 위치오차를 감소시킨다. 다양한 환경에서의 모의실험을 통해서 제안하는 알고리즘의 성능을 평가하였다.

끊어 지르기와 밀어 지르기 동작의 운동 제어적 특성에 대한 영상 분석 (Picture Analysis of Motor Control's Property about the Motion of Stop-jirugi and Push-jirugi)

  • 안정덕
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제8권8호
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    • pp.244-252
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 태권도 기본동작의 하나인 정권지르기 기술을 끊어지르기와 밀어지르기로 구분 실시하여 impact순간의 가속도 및 속도의 변화유형을 분석하고, 충격순간의 동작을 영상분석으로 살펴보았다. 먼저, 가속도와 속도 변화를 알아보기 위해서는 미국에서 제작한 Low-g Accelerometer 라는 가속도 분석장비를 이용하였으며, 피험자 상완 전체길이의 80% 지점에 흰 마분지를 걸어놓고 센서를 주먹 등에 단단히 부착한 후 끊어지르기와 밀어지르기를 각각 10회씩 실시하였다. 이중 3회씩의 그래픽을 분석자료로 활용하였다. 그리고 impact 순간의 영상 분석을 위해서는 미국에서 2005년에 만든 Trouble Shooter Camera를 활용하여 초당 250프레임으로 촬영하였다. 이러한 과정을 통해 다음과 같은 결론을 도출하였다. 첫째, 가속도 파형에서 밀어지르기가 끊어지르기 보다 1주기 더 나타나 밀어지르기 동작이 시간적으로 더 길게 힘을 가하다는 사실을 알 수 있었다. 둘째, 가속도와 속도 변화를 그래프로 보면 최고의 가속도를 보인 후 급격하게 떨어지기 시작한 지점에서 최고 속도가 일어났다. 셋째, 고속 카메라에 의한 영상분석을 통하여 끊어지르기도 어깨를 약간은 밀게 된다는 사실을 알 수 있었다.