In many areas of technology there are machines and systems controllable in up to six degrees of freedom. Helicopters and underwater vehicles, industrial robots are among the first representatives of this category. They need six degrees of freedom in order to move and orient within their workspace. An even broader and more explosively growing area is 3D computer graphics and virtual environment. In this work, functions of 3D input device are described and two types of commercial 3D input device are presented. Then, a preliminary experiment of a low cost 6 axis force/moment sensor is presented that can also be sued as a 3D input device. A low cost force/moment sensor and its application in robot teaching experiment is described. It computes the direction of 3 components of the force and 3 components of the moment applied by human holding the sensor by hand. The concept is shown by an experiment where the tool position and orientation of a robot in 3 dimensional space is controlled by the proposed sensor.
분자의 진동(특히, 뒤틀림 운동)은 분자의 반응성과 동역학적 특성을 결정하는 중요한 요인이다. 특히, 분자내 메틸기의 뒤틀림 운동은 매우 흔히 관찰되지만, 이 운동을 분광학 실험으로 관찰하고 이론적으로 설명하는 것은 여전히 어려운 과제이다. 여러 양자화학 소프트웨어가 상용화되어 있지만, 뒤틀림 운동과 같은 주기적인 퍼텐셜 에너지를 갖는 운동을 기술하기 위해서는 뒤틀림 운동을 위한 양자화학 솔버가 필요하다. 따라서, 우리는 EDISON의 양자화학 솔버(1차원 슈레딩거 방정식(LagChem), 작은 유기 분자의 분광스펙트럼 분석을 위한 양자 소프트웨어(SGU-QASSO))들을 이용하여 $2-C_3H_5Br$의 ZEKE/MATI (J.Chem.Phys.119,12351(2003),Zero kinetic energy/mass-analyzed threshold ionization)스펙트럼을 이해하고 해석해보았다. $2-C_3H_5Br$ 분자는 메틸기의 강한 뒤틀림 운동을 관찰 할 수 있는 비교적 간단한 분자이기 때문에 뒤틀림 운동 분석을 위한 실험대상으로 적절하다(J.Chem.Phys.119,12352(2003)). $2-C_3H_5Br$ 분자의ZEKE/MATI스펙트럼의 결과는 EDISON양자화학 솔버를 통해 성공적으로 재현되었다. 각 진동 전이의 진동수와 세기는 실험 결과와 일치했으며, 진동 상태에 따른 파동 함수도 구할수 있었다. 이를 바탕으로 thietane 분자와 같은 고리분자의 ring-puckering운동에 대해 이해하려 한다.
3차원 그래픽스 인터페이스에 있어서 객체 및 가상 카메라 제어의 문제는 운동학이나 역운동학의 문제로 해석할 수 있다. 역운동학에서 잉여자유도가 많으면 singularity가 빈번하게 발생한다는 사실이 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 잉여자유도를 줄이는 관점에서 3차원 그래픽스 인터페이스의 문제를 재조명하고 이에 대한 부분적인 해결방안을 제시한다.
계절 변화를 이해하기 위해서는 3차원 공간 속에서 천체들의 관계를 이해하는 것이 필요하며 이를 위해 학생들이 직접 3차원 모델을 구성하여 사용하고, 평가 및 수정하는 모델링 활동이 중요하다. 이 연구에서는 초등학생이 지구본과 전구를 사용하여 계절 변화 원인으로서 지구의 운동을 3차원 공간에서 모델링하는 과정을 분석하였다. 초등학교 6학년 17명이 참여하였으며 모델링 수업은 계절 변화와 관련된 현상과 개념을 탐색한 뒤 현상의 원인이 되는 지구의 운동을 지구본과 전구를 사용하여 학생들이 직접 모델을 구성하고 이를 활용하여 계절 변화를 설명하는 과정으로 진행되었다. 학생들의 모델링 과정을 녹화한 비디오 자료, 학생들의 활동지, 사후 면담 전사본을 연구 자료로 사용하였고, 삼각 검증을 통해 자료의 신빙성을 확보하였다. 모델링 수준 분석 틀은 선행 연구를 기초로 구성하였으며 모델에 대한 이해와 모델링 실행뿐만 아니라 지구의 운동 관련 개념을 고려하여 구성하였다. 최종 확정된 분석틀에서는 3차원 모델링 수준을 1수준부터 3수준까지 구분하였고 각 수준에서 나타날 수 있는 학생의 수행을 구체화하였다. 연구 결과, 계절 변화를 설명하기 위한 초등학생의 지구본 활용 모델링 수준은 크게 두 가지로 나타났다. 지구의 자전 및 자전축의 기울기, 지구의 공전을 고려하였으나 경험적 증거를 활용하지 못하는 수준(2수준)과 지구의 자전 및 자전축의 기울기, 공전을 고려하고 경험적 증거를 활용하는 수준(3수준)으로 나타났다. 그러나 학생들이 경험적 증거를 활용하여 모델링을 하는 경우도 과학적 모델 구성으로 이어지지 못하였는데, 이 연구에서는 그 원인을 모델링 시 사용하는 도구의 특징과 관련지어 탐색하였다.
1945년 해방 이후 한국 사회는 일제강점기와 항일독립운동의 기억을 끊임없이 소환한다. 그 과정에서 소수의 신종교단체들이 항일독립운동의 주체로 호명되지만, 종교와 항일독립운동을 연결하는 논리는 미약하다. 이러한 상황을 고려해, 이 연구의 목적은 정산과 무극도의 활동을 항일독립운동의 차원에서 조명하고, 이를 통해 종교와 항일독립운동을 연결하는 과정에서 발생하는 쟁점들을 성찰하는 데에 있다. 이와 관련해, 종래 항일독립운동과 연결된 정산과 무극도의 활동에 대해 대순진리회의 내부 자료(제II장)와 외부 자료(제III장)를 분석해 향후 과제를 제기하면서 종교와 항일독립운동 사이를 연결할 때에 성찰해야 할 부분들을 제시하였다(제IV장). 구체적으로, 제II장에서는 정산과 무극도의 항일독립운동에 대해 가족을 배경으로 한 정산의 항일의식과 3·1운동 참여 지시, 그리고 무극도의 산업활동으로 구분해 검토하였다. 제III장에서는 제2장의 내용에 대해 외부 자료들을 활용해 검토한 후 정산과 신자들의 항일독립운동에 대한 교단 내부와 외부 자료를 적극 발굴하는 일, 아울러 천자등극운동과 후천개벽 등을 항일독립운동 차원에서 조명하는 일을 연구 과제로 제시하였다. 정산과 무극도의 항일독립운동에 대해 전자는 무극도 내부와 외부 자료의 교차 검토를 가능하게 자료 내용의 신뢰도를 높이는 데에, 후자는 종교적 항일독립운동의 외연을 확대하는 데에 기여할 수 있다. 이어, 제IV장에서는 종교와 항일독립운동을 연결할 때 성찰할 부분으로 세 가지를 제시하였다. 첫 번째는 종교 관련 활동의 포함 여부를 결정하기 위해 항일독립운동의 범주 설정 기준이 필요하다는 점이다. 두 번째, 환원주의적 접근은 항일독립운동가들이 '신종교 형태'를 취한 이유, 그리고 종교를 가장했다고 평가한 단체들이 해방 이후에 종교적 정체성이나 성격을 유지·지향하는 이유를 설명하기 어렵다는 점이다. 세 번째는 종교와 항일독립운동 사이의 연관성을 정교하게 밝히기 위해 '부수적 차원'과 '목적적 차원'을 구분해서 '그 활동이 종교적 세계관에 근거하는지의 여부'와 '그 활동의 최종 목적이 항일독립인지 종교적 세계관의 구현인지의 여부'를 살펴야 한다는 점이다. 앞으로, 항일독립운동에 대한 사회적 기억 장치들을 고려한다면, 종교계나 학계는 이 주제와 관련된 연구의 활성화를 위해 필요한 자료들을 발굴하고 축적하는 일에 관심을 가질 필요가 있다. 동시에, 이러한 관심은 항일독립운동의 근거를 종교적 세계관에서 찾으려는 노력을 수반해야 한다. 정산과 무극도의 여러 활동을 항일독립운동 차원에서 정교하게 조명하는 일도 이러한 관심과 노력을 통해 가능해질 수 있다.
한국해안해양공학회 2002년도 한국해안해양공학발표논문집 Proceedings of Coastal and Ocean Engineering in Korea
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pp.287-293
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2002
조석을 수치모의하기 위해 North carolina 대학의 R.A. Luettich와 Notre Dame 대학의 J.J. Westerink가 개발한 ADvanced CIRCulation model for oceanic, coastal and estuarine waters(ADCIRC) 유한요소모형 (Luettich, et al., 1992)은 수심 적분된 2 차원 모형(2DDI)과 3차원 모형(3DL)으로 구성되어 있는데, 그 중 2차원 ADCIRC 유한요소모형은 천수방정식에서 연속방정식과 운동방정식을 합성하여 수면변위에 대해 하나의 식으로 표현한 파동방정식(wave equation)을 지배방정식으로 사용하고 있다. (중략)
A simultaneous measurement system that can analyze the flow-structure interactions(FSI) has been constructed and analyses on the flow field and the motion field of a floating cylinder was made. The three-dimensional vector fields around the cylinder are measured by 3D-PTV technique while the motion of the cylinder forced by the flow field is measured simultaneously with a newly developed motion tracking algorithm(bidirectional tracking algorithm). The cylinder is pendant in the working fluid of a water channel and the surface of the working fluid is forced sinusoidal to make the cylinder bounced. The interaction between the flow fields and the cylinder motion is examined quantitatively.
본 논문에서는 3차원 자기부상열차에 대한 열차-가이드웨이 상호작용 해석기법을 제시하고자 한다. 수직 및 수평방향 변위, 피칭, 롤링 그리고 요잉에 대한 자유도를 각 보기와 차체에 대해 고려하여 총 25자 유도 자기부상열차에 대한 운동방정식을 유도하였다. 제어방식으로는 UTM01에 적용된 제어기법을 이용하였고, 궤도 틀림을 고려하기 위하여 미국 FRA에 적용하고 있는 궤도 불규칙성에 대한 밀도 스펙트럼 함수를 이용하여 조도를 생성하였다. 같은 조건하에 2차원 모델과 3차원 모델의 동적응답 결과를 비교하여 타당성을 확인하였고, 2차원 모델에서 고려할 수 없는 수평방향 조도를 도입하였을 때 수직방향 부상공극에는 두드러진 영향을 미치지 않았으나, 수평방향 부상변위에 있어서 중요하게 작용함을 확인하였다.
외력의 작용에 의해 발생되는 인체 내부의 내응력에 대한 이해가 중요하게 됨에 따라, 인간의 생체모델에서 근력이나 관절내에서의 응력분포를 밝히기 위한 다수의 수학적 모델이 소개되어져 왔다. 그러나 고체모델이나 인공손목관절의 개발에 무엇보다도 중요한 실제에 가까운 3차원적인 수학적 모델의 개발은 지금까지 성공적이지 못하였다. 본 연구에서는 인체의 손목관절에서 원위 요골과 척골로 구성되어진 3차원 수학적 모델과, 정교하게 재구성되어진 2차원의 유한요소법을 이용한 수학적 모델을 완성함에 있다. 본 연구에서는 동적운동시의 손목관절에서 근력과 원위 요골과 척골로 전달되어지는 힘과 관절내의 응력분포를 수학적 모델을 통하여, 정확하게 예측할 수 있는 가능성을 보여 주었다. 본 연구에서 추출되어진 결과는 동적운동 시 (반복운동), 손목관절을 이루고 있는 원위 요골과 척골에 상당히 많은 양의 힘이 전달되어 짐을 밝히었으며, 이것은 반복운동에 의하여 손목관절에 종종 발생하는 누적성질환과 깊은 연계성을 갖고 있음을 보여 주고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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