• 제목/요약/키워드: 3D Human modeling

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사물인터넷 시뮬레이션 시스템 개발을 위한 건물정보의 활용에 관한 기초연구 (A Basic Study on Utilization of Building Information for n Internet of Things (IoT) Simulation System Development)

  • 유정현;이윤길
    • 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.867-874
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    • 2018
  • 본 연구는 건축설계 안에서 사물인터넷서비스를 시뮬레이션 하는 일종의 전문가 시스템을 개발하는 연구로서 건물정보를 활용하여 보다 향상된 기능의 시뮬레이션을 구현하는 것을 목표로 한다. 본 연구에서 소개되는 프로토타입 시스템(iotBIM)은 사용자의 행위와 사물인터넷서비스를 디자인 대안으로부터 자동으로 생성된 가상공간상에서 시뮬레이션 한다. iotBIM의 개발을 위하여 본 연구에서는 상용 건축정보모델링(BIM) 저작도구를 이용하였다. iotBIM의 개발을 위하여 건축정보모델링 플랫폼을 활용한 것은 BIM 설계과정에 이미 세밀한 3차원 모델이 생성되기 때문이다. 따라서 iotBIM은 BIM기반 플랫폼에 장착되어 디자인 대안에 대한 시뮬레이션 모듈로 활용된다. 건축 디자인 과정 중에서 건축가는 iotBIM을 실행시킬 수 있으며 이를 통하여 가상공간에서 이루어지는 시뮬레이션을 통하여 사물인터넷 서비스 상황을 눈으로 확인하고 디자인 의사결정을 할 수 있다. 본 연구는 기초적 성격의 연구로서 본 연구의 궁극적인 목표 달성을 위한 이론적 기술적 기반을 마련하기 위한 것이다.

보호마스크의 내부 부피에 따른 착용 평가 (Wear Evaluation of Protective Mask according to Internal Volume)

  • 엄란이;박선희;박소영;이예진
    • 한국의류학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.626-638
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    • 2020
  • In this study, protective masks were designed in varying internal volume and analyzed in regards to wearing effect. Masks were measured by surface temperature and subjective wear evaluation. Four experimental masks were created with an increasing distance between the mask center line and nose in increments. The distances were set at 0.0 cm (M0), 2.0 cm (M2), 4.0 cm (M4), and 6.0 cm (M6). The area and volume of each experimental mask was measured and both measurements had a positive correlation with the set distances. Among the experimental masks, M2 was the most breathable. The heat between the face and the mask created by exhalation was able to escape from the mask and provided the highest comfort sensation when worn. Conversely, an internal volume that is too large would decrease its comfort because repetitive breathing deforms the appearance of the mask and adversely affects its fit. Therefore, creating and maintaining the optimal internal volume of the M2 mask is important to achieve maximum thermal sensation and ease of wear.

The use and potential applications of point clouds in simulation of solar radiation for solar access in urban contexts

  • Alkadri, Miktha F.;Turrin, Michela;Sariyildiz, Sevil
    • Advances in Computational Design
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    • 제3권4호
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    • pp.319-338
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    • 2018
  • High-performing architecture should be designed by taking into account the mutual dependency between the new building and the local context. The performative architecture plays an important role to avert any unforeseen failures after the building has been built; particularly ones related to the microclimate impacts that affect the human comfort. The use of the concept of solar envelopes helps designers to construct the developable mass of the building design considering the solar access and the site obstruction. However, the current analysis method using solar envelopes lack in terms of integrating the detailed information of the existing context during the simulation process. In architectural design, often the current site modelling not only absent in preserving the complex geometry but also information on the surface characteristics. Currently, the emerging applications of point clouds offer a great possibility to overcome these limitations, since they include the attribute information such as XYZ as the position information and RGB as the color information. This study particularly presents a comparative analysis between the manually built 3D models and the models generated from the point cloud data. The modelling comparisons focus on the relevant factors of solar radiation and a set of simulation to calculate the performance indicators regarding selected portions of the models. The experimental results emphasize an introduction of the design approach and the dataset visibility of the 3D existing environments. This paper ultimately aims at improving the current architectural decision of support environment means, by increasing the correspondence between the digital models for performance analysis and the real environments (context of design) during the conceptual design phase.

골조 수직, 수평 측정작업 시 LiDAR 및 AR 기술 적용방안 제시 (Exploring the Combined Use of LiDAR and Augmented Reality for Enhanced Vertical and Horizontal Measurements of Structural Frames)

  • 박인애;김상용
    • 한국건축시공학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.273-284
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    • 2023
  • 건설프로젝트 진행 시 골조공사 후 시공상태를 점검하는 업무가 필수적이며, 이에 골조의 수직 및 수평 정확도를 점검하고 결함에 대한 보수작업을 수행한다. 하지만 기존의 업무방식은 점검자의 주관적 판단 및 인적오류의 발생 가능성으로 인한 신뢰성 문제, 수작업으로 인한 인력 및 시간 소모적 문제 등이 존재한다. 이에 본 연구는 상기 문제점을 해결하고, 골조공사 시공상태 점검 및 결과공유 과정의 효율을 높이고자 LiDAR 및 AR 기술의 활용방안을 제안하였다. 본 연구에서는 LiDAR를 통해 골조의 3D Point Cloud 데이터를 취득하여 시공상태 점검에 적용하는 방안과, 점검결과 데이터를 BIM 모델에 입력 후, AR을 통해 시각화하는 방안을 제안하였다. 이는 기존 방식 대비 점검과정의 객관성, 결과공유의 신속성 및 정확도 측면에서 효율적인 방식임을 확인하였으며, 더불어 건설프로젝트 전체의 품질 및 생산성 향상에 기여할수 있을 것으로 기대된다.

CFD 시뮬레이션을 활용한 화학물질 누출사고 분석에 관한 연구 (A Study on the Analysis of Chemical Leakage Accidents Using CFD Simulation)

  • 안수빈;장창봉;이경수;권혜옥
    • 한국산업보건학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.346-354
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    • 2023
  • Objectives: Chemical accidents cause extensive human and environmental damage. Therefore, it is important to prepare measures to prevent their recurrence and minimize future damage through accident investigation. To this end, it is necessary to identify the accident occurrence process and analyze the extent of damage. In this study, the development process and damage range of actual chemical leakage accidents were analyzed using CFD. Methods: For application to actual chemical leakage accidents using FLACS codes specialized for chemical dispersion simulation among CFD codes, release rate calculation and 3D geometry were created, and scenarios for simulation were derived. Results: The development process of the accident and the dispersion behavior of materials were analyzed considering the influencing factors at the time of the accident. In addition, to confirm the validity of the results, we compared the results of the actual damage impact investigation and the simulation analysis results. As a result, both showed similar damage impact ranges. Conclusions: The FLACS code allows the detailed analysis of the simulated dispersion process and concentration of substances similar to real ones. Therefore, it is judged that the analysis method using CFD simulation can be usefully applied as a chemical accident investigation technique.

3차원 레이저 스캐닝 시스템을 이용한 불연속면의 방향성 측정과 터널 변위 모니터링 (Measurement of Joint-Orientation and Monitoring of Displacement in Tunnel using 3D Laser Scanning System)

  • 손호웅;오석훈;김영경
    • 지구물리
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    • 제9권1호
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    • pp.47-62
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    • 2006
  • 국내 지형의 약 70%는 산악지역이며, 도로, 철도 및 터널 등에는 무수한 암반 불연속면이 존재한다. 이러한 암반 불연속면의 조사, 안정성 분석 및 합리적인 안정화 대책공법 등의 시스템 구축이 시급한 실정이다. 기존의 암반 불연속면 조사방법은 인력, 시간 및 현장 접근성 등의 여러 한계점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보안하기 위한 방법으로현재 정밀한 3차원 공간정보군(群)을 얻을 수 있는 지상 레이저 스캐닝 시스템을 활용한 방법을 제안하였다. 지상 레이저스캐닝 시스템을 이용한 방법은 측정시간이 짧고, 대절토사면 및 접근이 불가능한 지역에서도 측량이 가능한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 암반사면의 안정성 분석, 댐체 및 터널내부의 변위특성을 지상 레이저 스캐닝 시스템을 이용하여 3차원 공간정보(좌표)를 갖는 측점운(測點雲: point-cloud)을 측정함으로써 만족할 만한 결과를 얻을 수 있었다. 암반사면의 경우, 실제 암반사면의 3D 모델링 결과로부터 불연속면의 방향성 추출, 파괴형태 분석, 절리면의 거칠기 정량화 및 붕괴체적 등을 구할 수 있었다. 댐체 및 터널과 같은 구조물의 경우에는 역설계를 수행하여, 설계도면과의 오차 확인 및 구조물의 변위측정 등 안전진단에 활용할 수 있었다.

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주 입력장치를 이용한 가상 슬레이브 매니퓰레이터의 시각화 (Visualization of Virtual Slave Manipulator Using the Master Input Device)

  • 김성현;송태길;이종열;윤지섭
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
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    • pp.388-394
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    • 2003
  • 밀폐 및 차폐 공간을 갖는 핫셀에서 사용후핵연료와 같은 고방사선 물질을 취급하고 있으며, 핵주기시설에서 마스터-슬레이브 매니퓰레이터는 원격취급장비로서 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 차세대관리공정의 디지털 목업을 구축하고 원격유지보수를 위한 매니퓰레이터의 작업영역 및 작업분석을 수행하였다. 실제 환경과 동일한 가상 작업환경을 갖는 디지털 목업은 3차원 그래픽으로 모델링 된 공정장치 및 원격 취급장비들로 구성된다. 모델링 된 매니퓰레이터는 기구학 및 동작범위에 대한 속성을 부여되고 외부 입력장치는 space ball을 사용하여 매니퓰레이터의 동작을 구현하였다. 또한, Tele-operation 인터페이스를 사용하여 6축 외부 입력장치와 연계한 시스템을 개발하였으며 외부 입력에 따른 매니퓰레이터의 동작에 대한 동기는 만족할 만한 응답을 보였다. 이는 가상환경에서 작업자 교육을 위한 시스템 개발에 유용할 것이다.

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가상 환경에서 입력장치를 이용한 매니퓰레이터의 작업영역 분석 및 시각화 (Visualization and Workspace Analysis of Manipulator using the Input Device in Virtual Environment)

  • 김성현;송태길;윤지섭;이극
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.22-27
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    • 2004
  • 밀폐 및 차폐 공간을 갖는 핫셀에서 사용후핵연료와 같은 고방사선 물질을 취급하고 있으며, 핵주기시설에서 마스터-슬레이브 매니퓰레이터는 원격취급장비로서 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 차세대관리공정의 디지털 목업을 구축하고 원격유지보수를 위한 매니퓰레이터의 작업영역 및 작업분석을 수행하였다. 실제 환경과 동일한 가상 작업환경을 갖는 디지털 목업은 3차원 그래픽으로 모델링된 공정장치 및 원격 취급장비들로 구성된다. 모델링된 매니퓰레이터는 기구학 및 동작범위에 대한 속성을 부여되고 외부 입력장치는 space ball을 사용하여 매니퓰레이터의 동작을 구현하였다. 또한 Tele-operation 인터페이스를 사용하여 6축 외부 입력장치와 연계한 시스템을 개발하였으며 외부 입력에 따른 매니퓰레이터의 동작에 대한 동기는 만족할 만한 응답을 보였다. 이는 가상환경에서 작업자 교육을 위한 시스템 개발에 유용할 것이다.

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Deep learning-based AI constitutive modeling for sandstone and mudstone under cyclic loading conditions

  • Luyuan Wu;Meng Li;Jianwei Zhang;Zifa Wang;Xiaohui Yang;Hanliang Bian
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제37권1호
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    • pp.49-64
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    • 2024
  • Rocks undergoing repeated loading and unloading over an extended period, such as due to earthquakes, human excavation, and blasting, may result in the gradual accumulation of stress and deformation within the rock mass, eventually reaching an unstable state. In this study, a CNN-CCM is proposed to address the mechanical behavior. The structure and hyperparameters of CNN-CCM include Conv2D layers × 5; Max pooling2D layers × 4; Dense layers × 4; learning rate=0.001; Epoch=50; Batch size=64; Dropout=0.5. Training and validation data for deep learning include 71 rock samples and 122,152 data points. The AI Rock Constitutive Model learned by CNN-CCM can predict strain values(ε1) using Mass (M), Axial stress (σ1), Density (ρ), Cyclic number (N), Confining pressure (σ3), and Young's modulus (E). Five evaluation indicators R2, MAPE, RMSE, MSE, and MAE yield respective values of 0.929, 16.44%, 0.954, 0.913, and 0.542, illustrating good predictive performance and generalization ability of model. Finally, interpreting the AI Rock Constitutive Model using the SHAP explaining method reveals that feature importance follows the order N > M > σ1 > E > ρ > σ3.Positive SHAP values indicate positive effects on predicting strain ε1 for N, M, σ1, and σ3, while negative SHAP values have negative effects. For E, a positive value has a negative effect on predicting strain ε1, consistent with the influence patterns of conventional physical rock constitutive equations. The present study offers a novel approach to the investigation of the mechanical constitutive model of rocks under cyclic loading and unloading conditions.

Spatial reproducibility of complex fractionated atrial electrogram depending on the direction and configuration of bipolar electrodes: an in-silico modeling study

  • Song, Jun-Seop;Lee, Young-Seon;Hwang, Minki;Lee, Jung-Kee;Li, Changyong;Joung, Boyoung;Lee, Moon-Hyoung;Shim, Eun Bo;Pak, Hui-Nam
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제20권5호
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    • pp.507-514
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    • 2016
  • Although 3D-complex fractionated atrial electrogram (CFAE) mapping is useful in radiofrequency catheter ablation for persistent atrial fibrillation (AF), the directions and configuration of the bipolar electrodes may affect the electrogram. This study aimed to compare the spatial reproducibility of CFAE by changing the catheter orientations and electrode distance in an in -silico left atrium (LA). We conducted this study by importing the heart CT image of a patient with AF into a 3D-homogeneous human LA model. Electrogram morphology, CFAE-cycle lengths (CLs) were compared for 16 different orientations of a virtual bipolar conventional catheter (conv-cath: size 3.5 mm, inter-electrode distance 4.75 mm). Additionally, the spatial correlations of CFAE-CLs and the percentage of consistent sites with CFAE-CL<120 ms were analyzed. The results from the conv-cath were compared with that obtained using a mini catheter (mini-cath: size 1 mm, inter-electrode distance 2.5 mm). Depending on the catheter orientation, the electrogram morphology and CFAE-CLs varied (conv-cath: $11.5{\pm}0.7%$ variation, mini-cath: $7.1{\pm}1.2%$ variation), however the mini-cath produced less variation of CFAE-CL than conv-cath (p<0.001). There were moderate spatial correlations among CFAE-CL measured at 16 orientations (conv-cath: $r=0.3055{\pm}0.2194$ vs. mini-cath: $0.6074{\pm}0.0733$, p<0.001). Additionally, the ratio of consistent CFAE sites was higher for mini catheter than conventional one ($38.3{\pm}4.6%$ vs. $22.3{\pm}1.4%$, p<0.05). Electrograms and CFAE distribution are affected by catheter orientation and electrode configuration in the in-silico LA model. However, there was moderate spatial consistency of CFAE areas, and narrowly spaced bipolar catheters were less influenced by catheter direction than conventional catheters.