• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제17권4호
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• pp.97-102
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• 2020

This paper presents the basic research for the design and fabrication of a 3D-printed load cell made of NCPC (nano-carbon piezo-resistive composite). We designed a structure that can resonate at a low frequency range of about 5-6 Hz with ANSYS using sensitivity analysis and a response surface method. The design was verified by fabricating the device with a low-quality commercial 3D printer and ABS filament. We conducted a feasibility test for a commercial sensor using 1000 cyclic load tests at 0.3 Hz in a material testing system. A manufacturing process for the 3D printer filament based on the NCPC was also developed using the nano-composite process.

• 센서학회지
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• 제28권6호
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• pp.407-413
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• 2019

Using 3D printing technology, we created a biomimetic water strider robot that can monitor environments. We found ways to increase the bearing capacity of the fluid-driven water strider robot by conducting experiments then comparing with more stable robots. The controller of the robot is based on Arduino, and can be controlled wirelessly with a Bluetooth module. The speed of the robot is 7.37 cm/s, and the bearing capacity is 29 g. A lithium polymer battery that can be charged with a solar cell was used as a power source, and both the charging and driving times were also explored.

• 센서학회지
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• 제30권6호
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• pp.388-394
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• 2021

The conventional microelectromechanical system (MEMS) process has been used to fabricate sensors with high costs and high-volume productions. Emerging 3D printing can utilize various materials and quickly fabricate a product using low-cost equipment rather than traditional manufacturing processes. 3D printing also can produce the sensor using various materials and design its sensing structure with freely optimized shapes. Hence, 3D printing is expected to be a new technology that can produce sensors on-site and respond to on-demand demand by combining it with open platform technology. Therefore, this paper reviews three standard 3D printing technologies, such as Fused Deposition Modeling (FDM), Direct Ink Writing (DIW), and Digital Light Processing (DLP), which can apply to the sensor fabrication process. The review focuses on strain/load sensors having both sensing material features and structural features as well. NCPC (Nano Carbon Piezoresistive Composite) is also introduced as a promising 3D material due to its favorable sensing characteristics.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권4호
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• pp.1-7
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• 2023

임의의 3D 구조물을 제작할 수 있는 3D/4D 프린팅 기술의 능력은 프린트된 구조물 디자인에 높은 자유도를 제공합니다. 이와 같은 능력은 전자기기 및 바이오 의료 응용분야에 장치 소형화, 맞춤화, 그리고 개인화 추세에 영향을 주고 있습니다. 본 Review 논문에서는, 3D/4D 프린팅 기술을 통해 만들어진, 독특하고 특이한 특성을 가진 3D 프린트된 전자기기 및 바이오 의료 응용 분야의 최신 정보를 살펴봅니다. 구체적으로, 재활용 및 분해 가능한 전자기기, 메타물질 기반 압력 센서, fully 프린트된 휴대용 광검출기, 생체 적합 및 고강도를 가진 치아, 자연모사 마이크로니들, 그리고 3D 세포 배양 및 히스톨로지를 위한 형태 변형 가능한 튜브 어레이와 같은 신흥 영역들을 소개합니다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2015년도 추계학술발표대회
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• pp.1448-1450
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• 2015

본 논문은 3D 스캐너 및 센서 등으로 캡처되어 3D로 복원된 얼굴 객체의 부위별 의미 있는 영역에 대한 분할을 자동으로 수행하는 기술을 제안한다. 3D 스캔된 얼굴 모델을 모델링, 애니메이션, 3D 프린팅 등의 다양한 응용분야에 활용하기 위해서는 스캔된 영역의 의미 있는 부위별 인식이 필수적이다. 본 논문에서는 부위별 의미 있는 영역 레이블링이 된 템플릿 모델을 입력된 3D 복원 모델로 전이하여 복원된 3D 모델의 부위별 의미 있는 영역을 자동으로 분할하고 분할된 영역의 일관성을 유지하는 알고리즘을 제안한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2021년도 추계학술발표대회
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• pp.167-169
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• 2021

본 논문에서는 아두이노와 라즈베리 파이를 기반으로 연동한 스마트 금고 시스템을 제안한다. 기존의 금고와 달리 보안성과 편리성의 취약점을 해결하도록 했다. 아두이노와 라즈베리 파이 기반의 다양한 센서를 이용해 스마트 금고의 보안성과 편리성을 높이도록 제안한다. 구현을 위해 지문인식 센서, RFID 센서, 키 패드, GPS, 충격감지 센서, 파이 카메라, PIR 센서를 사용한다. 또한, 스마트 금고 상태와 조작을 할 수 있는 어플리케이션을 제작해 편리성을 높이도록 했다. 금고 프로토 타입의 외부 재질은 3D 프린팅을 이용하여 제작을 했다.

• 한국정밀공학회지
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• 제31권2호
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• pp.149-156
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• 2014

Flexible tactile sensors can provide valuable feedback to intelligent robots about the environment. This is especially important when the robots, e.g., service robots, are sharing the workspace with human. This paper presents a flexible tactile sensor that was manufactured by direct writing technique, which is one of 3D printing method with multi-walled carbon nano-tubes. The signal processing system consists of two parts: analog circuits to amplify and filter the sensor output and digital signal processing algorithms to reduce undesired noise. Finally, experimental setup is implemented and evaluated to identify the characteristics of the flexible tactile sensor system. This paper showed that this type of sensors can detect the initiation and termination of contacts with appropriate signal processing.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.343-343
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• 2016

최근 사회적 이슈로 동물실험에 대한 규제가 강화되고 있어 동물실험을 대체할 새로운 방안의 중요성이 부각되고 있다. 이에 따라 현재 동물실험의 대체 방안의 하나로 3D 프린팅 기술을 활용한 3차원으로 배양된 인공장기에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 하지만 실시간으로 세포의 변화를 모니터링 할 수 있는 기술에 대한 연구는 많이 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 3차원으로 배양된 세포에서 약물반응에 따른 세포변화를 실시간으로 분석할 수 있는 고감도 온도 및 임피던스 측정 바이오센서를 제작하였다. 센서 제작에 앞서 바이오센서로 사용하기 위해서는 세포를 안정적으로 성장시킬 수 있는 물질을 사용해야하며, 반도체공정으로 박막증착이 쉽고 물질변화가 크지 않도록 높은 work function(백금의 work function : 5.12~5.93 eV)을 가져야한다. 또한 온도 및 임피던스 측정을 위해 지표로 사용할 수 있는 TCR(Temperature Coefficient of Resistance)값이 온도에 따라 선형적으로 증가하는 특성을 가져야 한다. 위 조건들을 고려하여 센서물질로 백금을 선정하였다. 박막공정 및 열처리를 통하여 추출된 백금의 TCR은 $2045.9ppm/^{\circ}C$의 값을 가졌고, 추출된 백금의 TCR과 관계된 온도센서의 오차범위는 $0.01^{\circ}C$내에 있다. 이는 실시간으로 세포 변화를 분석할 수 있는 지표로써 활용되며, 고감도의 온도센서로써의 역할을 하기에 충분한 값이다.

• 로봇학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.152-158
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• 2022

As various mobile robots and manipulator robots have been commercialized, robots that can be used by individuals in their daily life have begun to appear. With the development of robots that support daily life, the interaction between robots and humans is becoming more important. Manipulator robots that support daily life must perform tasks such as pressing buttons or picking up objects safely. In many cases, this requires expensive multi-axis force/torque sensors to measure the interaction. In this study, we introduce a low-cost two-axis pressure sensor that can be applied to manipulators for education or research. The proposed system used three force sensitive resistor (FSR) sensors and the structure was fabricated by 3D printing. An experimental device using a load cell was constructed to measure the biaxial pressure. The manufactured prototype was able to distinguish the +-x-axis and the +-y-axis pressures.

• 센서학회지
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• 제32권5호
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• pp.290-294
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• 2023

Among various types of harmful gases, hydrogen sulfide is a strong toxic gas that is mainly generated during spillage and wastewater treatment at industrial sites. Hydrogen sulfide can irritate the conjunctiva even at low concentrations of less than 10 ppm, cause coughing, paralysis of smell and respiratory failure at a concentration of 100 ppm, and coma and permanent brain loss at concentrations above 1000 ppm. Therefore, rapid detection of hydrogen sulfide among harmful gases is extremely important for our safety, health, and comfortable living environment. Most hydrogen sulfide gas sensors that have been reported are electrical resistive metal oxide-based semiconductor gas sensors that are easy to manufacture and mass-produce and have the advantage of high sensitivity; however, they have low gas selectivity. In contrast, the electrochemical sensor measures the concentration of hydrogen sulfide using an electrochemical reaction between hydrogen sulfide, an electrode, and an electrolyte. Electrochemical sensors have various advantages, including sensitivity, selectivity, fast response time, and the ability to measure room temperature. However, most electrochemical hydrogen sulfide gas sensors depend on imports. Although domestic technologies and products exist, more research is required on their long-term stability and reliability. Therefore, this study includes the processes from electrode material synthesis to sensor fabrication and characteristic evaluation, and introduces the sensor structure design and material selection to improve the sensitivity and selectivity of the sensor. A sensor case was fabricated using a 3D printer, and an Ag reference electrode, and a Pt counter electrode were deposited and applied to a Polytetrafluoroethylene (PTFE) filter using PVD. The working electrode was also deposited on a PTFE filter using vacuum filtration, and an electrochemical hydrogen sulfide gas sensor capable of measuring concentrations as low as 0.6 ppm was developed.