• 제목/요약/키워드: 3D human simulation

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STPA를 활용한 자율주행자동차의 시뮬레이션 기반 오류 주입 시나리오 및 안전조치 시간 연구 (A Study on Simulation Based Fault Injection Test Scenario and Safety Measure Time of Autonomous Vehicle Using STPA)

  • 안대룡;신성근;백윤석;이혁기;박기홍;최인성
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.129-143
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    • 2019
  • 자율주행자동차의 안전에 대한 중요성이 강조되면서 안전성 및 신뢰성 향상을 위한 개발 검증 지침인 ISO-26262의 적용과 자율주행자동차의 안전성 검증에 대한 중요성이 높아지고 있다. 특히 미국자동차공학회 기준 Level 3 이상의 자율주행자동차는 운전자 대신 주변 환경을 감지하고 판단한다. 따라서 자율주행 기능에 이상이 생기거나 오작동 발생 시 안전에 심각한 영향을 미칠 수 있으므로 자율주행자동차는 고장 및 오작동에 대비하여 안전개념을 적용하고 이를 검증해야 한다. 본 연구에서는 ISO-26262 Part3 프로세스와 시스템 이론적 프로세스 분석 방법론인 STPA를 활용하여 자율주행자동차의 안전성 평가 및 검증을 위한 오류 주입 시나리오를 연구하고 시뮬레이션 기반의 오류 주입 테스트를 통해 안전개념 설계를 위한 안전조치 시간을 연구하였다.

A Three-dimensional Biomechanical Model for Numerical Simulation of Dynamic Pressure Functional Performances of Graduated Compression Stocking (GCS)

  • Liu, Rong;Kwok, Yi-Lin;Li, Yi;Lao, Terence-T;Zhang, Xin;Dai, Xiao-Qun
    • Fibers and Polymers
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    • 제7권4호
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    • pp.389-397
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    • 2006
  • The beneficial effects of graduated compression stockings (GCS) in prophylaxis and treatment of venous disorders of human lower extremity have been recognized. However, their pressure functional performances are variable and unstable in practical applications, and the exact mechanisms of action remain controversial. Direct surface pressure measurements and indirect material properties testing are not enough for fully understanding the interaction between stocking and leg. A three dimensional (3D) biomechanical mathematical model for numerically simulating the interaction between leg and GCS in dynamic wear was developed based on the actual geometry of the female leg obtained from 3D reconstruction of MR images and the real size and mechanical properties of the compression stocking prototype. The biomechanical solid leg model consists of bones and soft tissues, and an orthotropic shell model is built for the stocking hose. The dynamic putting-on process is simulated by defining the contact of finite relative sliding between the two objects. The surface pressure magnitude and distribution along the different height levels of the leg and stress profiles of stockings were simulated. As well, their dynamic alterations with time processing were quantitatively analyzed. Through validation, the simulated results showed a reasonable agreement with the experimental measurements, and the simulated pressure gradient distribution from the ankle to the thigh (100:67:30) accorded with the advised criterion by the European committee for standardization. The developed model can be used to predict and visualize the dynamic pressure and stress performances exerted by compression stocking in wear, and to optimize the material mechanical properties in stocking design, thus, helping us understand mechanisms of compression action and improving medical functions of GCS.

보행환경개선에 따른 환승역 보행행태 분석 연구 (A Study on the Analysis of Walking Behavior in Transfer Stations after the Improvement of Walking Environment)

  • 박지환;오승훈;이종호
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권3D호
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    • pp.189-196
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    • 2012
  • 지난 50여 년간 고도의 경제 성장은 급격한 자동차의 증가를 초래하였다. 이러한 자동차 증가는 도시 내에서 도로혼잡, 교통사고, 환경오염, 소음과 진동을 발생시켜, 결국 교통의 주체인 사람이 피해를 보게 되는 사회문제로 대두되고 있다. 이로 인해 녹색교통, 특히 보행의 중요성에 대한 관심이 높아지고 있으며, 그중 보행 관련시설의 설치가 확대되고 있다. 그러나 보행시설이 잘못 설계될 경우, 보행의 쾌적성과 안전성을 저하시킬 수 있어 주의를 요한다. 본 연구는 기존 지하철 환승역 내에서 조사된 보행자의 움직임을 마이크로하게 추적, 분석하여 보행동선의 문제점을 찾아 대안들을 제시하며, 대안들의 시행 전과 후의 보행환경의 변화를 추정한다. 이때 시뮬레이션 프로그램으로는 유럽에서 통용되고 있지만 국내에서는 아직 적용이 미흡한 SimWalk 프로그램을 이용하였다. 또한 이 프로그램의 장단점을 분석하여 국내 적용 가능성을 진단하였다. 이와 같은 시뮬레이션의 이용은 개선 대안의 시행 전에 면밀한 사전 비교 분석을 가능케 하여 시행착오를 최소화할 수 있을 것으로 판단된다.

자율운행 자동차의 에이전트 설계 및 프로토타입 개발 (Design and Prototype Development of An Agent for Self-Driving Car)

  • 임승규;이재문
    • 한국게임학회 논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.131-142
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    • 2015
  • 자율주행 자동차는 전통적인 차량의 주요 수송 기능을 수행 할 수 있는 자동 운전 차량 말하며, 그것은 주변 환경을 감지하고 인간의 어떠한 입력 없이 이동 가능하여야 한다. 본 논문에서는 이러한 자율주행 자동차를 시뮬레이션 할 수 있는 자율주행 자동차 에이전트를 설계하고 이에 대한 프로토타입을 개발하였다. 이를 위하여 자율주행 자동차에 대한 요구 사항을 분석하고, 전통적인 다중 에이전트 시스템에 적합하도록 에이전트를 설계하였다. 설계의 핵심 은 에이전트들은 오직 조종힘에 따라 이동하도록 하는 것이다. 설계된 에이전트의 프로토타입은 유니티3D를 이용하여 구현되었다. 프로토타입을 이용한 시뮬레이션 결과, 에이전트의 이동은 매우 자연스럽게 나타났다. 그러나 에이전트 수를 증가시키는 경우에 성능이 심각하게 저하되었고, 이에 대한 대안들을 제시하였다.

물리적인 힘과 스코어 캐릭터를 반영한 립모션 체험형 가상현실 게임개발 (The Development of Realistic Virtual Reality Game with Leap Motion Reflected Physical strength and Score Characters)

  • 박강래;이병석;김성동;진성아
    • 한국게임학회 논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.69-78
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    • 2016
  • 게임기술의 발전에 따라 콘텐츠 분야에서 현실적인 그래픽 기술과 자유로운 인터페이스와 실감형 콘텐츠 서비스가 요구되고 있다. 인터페이스 방식은 CLI에서 GUI로 GUI을 지나 NUI로 발전되고 있다. NUI는 기존의 인터페이스와는 달리 인간의 자연스런 행동을 직관적이고 실감적으로 이용할 수 있는 인터페이스이다. 본 논문에서는 NUI 인터페이스 가운데 립 모션을 이용한 권투 시뮬레이션 게임을 제안하고자 한다. 개발된 VR 헤드셋 게임을 통하여 실감형 3D 실험환경을 제공하여 사용자가 제어하는 인터페이스 (주먹)가 내부의 목표물 (샌드백)을 타격하게 되면, 물리적 특성인 목표물의 충격 각도의 변화에 따라 점수를 계산하는 방법을 적용하였다.

2D 핸드 드로운 애니메이션과 3D 컴퓨터 애니메이션에서의 액팅(acting) 스타일 비교 -클로즈-업을 이용한 감정표현을 중심으로- (Comparison of Acting Style Between 2D Hand-drawn Animation and 3D Computer Animation : Focused on Expression of Emotion by Using Close-up)

  • 문재철;김유미
    • 만화애니메이션 연구
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    • 통권36호
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    • pp.147-165
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    • 2014
  • 2000년대 초를 거치면서 리얼리티 기반의 컴퓨터 그래픽스의 발달과 함께 서구를 중심으로 메인스트림 장편 애니메이션은 핸드 드로운(hand-drawn) 방식에서 점차 3D 컴퓨터 그래픽스 사용으로 변화됐다. 전통적으로 드로잉 방식의 애니메이션은 원, 삼각형 등 단순한 형태로 추상화 된 캐릭터들의 독특한 움직임에서 다른 예술장르와 차별화되는 미적 고유성을 찾았다면, 컴퓨터의 사용은 그 움직임의 자동화 방식과 리얼리티 지향의 그래픽으로 인해 그와 같은 애니메이션의 미적 특성을 저해한다는 논란이 있어왔다. 3D 컴퓨터 그래픽스의 제작방식의 도입은 애니메이션의 액팅 스타일에도 많은 변화를 가져왔다. 우선 실제 인간의 운동 메커니즘과 유사한 리깅(rigging)방식을 보면 3D 캐릭터의 액팅 스타일의 변화를 추적해 볼 수 있다. 핸드 드로운 애니메이션의 경우 캐릭터의 머리카락, 옷 등은 소품이 아닌 캐릭터의 일부로써 액팅을 했다면, 이제 머리카락, 옷 등은 시뮬레이션 되기 때문에 애니메이터에겐 오직 캐릭터의 몸만이 액팅 대리물이 됐다. 다음으로 애니메이션의 특징이라 할 '스트레치 앤 스쿼시(stretch and squash)'의 과장된 움직임을 매체의 특성과 관련해 생각해 보면, 한 프레임씩 수작업으로 그려지는 바, 미세하게 나타나는 선의 떨림은 피할 수 없다. 이 떨림은 묘한 미적효과로도 기능하지만 동시에 이를 감추기 위해 과장된 움직임은 필연적인 것일 수도 있다. 이와 다르게 수학적인 움직임 계산으로 매끄러운 움직임의 표현이 가능한 소프트웨어의 사용은 다소 이분화 된 액팅 방식을 보인다. 기본적으로 사람과 같은 움직임에서 과장 된 제스처로 액팅하거나 또는 정적이며 절제된 동작으로 감정을 연기한다. 또한 z축의 깊이 공간을 추가되고 캐릭터를 직관적으로 움직임일 수 있는 컴퓨터 그래픽의 편리성은, 뛰어난 드로잉 아티스트를 넘어 뛰어난 연기 지도자가 될 것을 애니메이터에게 요구 한다. 특히 캐릭터의 감정표현과 관련해 디지털 테크놀로지의 새로운 표현양식은 애니메이터에게 액팅의 유형과 관련 넓은 선택을 제공한다. 이는 애니메이션에 있어 동작 위주의 액팅 스타일에서 내면적 감정 표현으로의 연기 영역의 확장을 의미한다.

CAD/CAM/CAE/RP의 동시공학적 적용을 통한 휴머노이드 로봇의 쾌속 개발 (Rapid Development of a Humanoid Robot using Concurrent Implementation of CAD/CAM/CAE and RP)

  • 박근;김영석;김충석;박성호
    • 한국CDE학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.50-57
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    • 2007
  • In recent years, many robotics researches have been focused on developing human-friendly robots, that is, humanoid biped robots. The researches of humanoid robots include various areas such as hardware development, control of biped locomotion, artificial intelligence, human interaction, etc. The present work concerns the hardware development of a mid-size humanoid robot, BONOBO, focusing on rapid development of outer body parts with integrated application if CAD/CAM/CAE/RP. Most parts are three-dimensionally designed using 3D CAD, and effectively connected with CAE analyses using both kinematic simulation and structural analysis. In order to reduce lead time and investment cost for parts developments, Rapid Prototyping (RP) and CAM are selectively utilized for manufacturing body parts. These master parts are then replicated using the vacuum casting process, from which we can obtain plastic parts repeatedly. Through this integrated approach, the first prototype of BONOBO can be successfully developed with relatively low time and investment costs.

한국 전통 암각화 문양을 응용한 문화상품 디자인 개발에 관한 연구[ I ] -울산 반구대 암각화의 거북, 배, 사람얼굴 문양을 중심으로- (A Study on the Cultural Commodities' Design Development with Applying to the Korea Traditional Rock Art Pattern( I ) -With Turtle, Ship, Human's Face Patterns of Ulsan Ban Gu-Dae Rock Art as the Central Figure-)

  • 박순천
    • 복식
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    • 제56권6호
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    • pp.33-44
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    • 2006
  • With the basis of objective truth by the subjective sensibility and the Rock art's history and the molding the Rock arts image motive, the conclusion like this; The first, Rock art express the imagination variety as symbols of abundance, fecundity, stable lift's present mourning and absolute respect and the spirit. The second, the new motives are developed by making formative images with deeply understanding essential side in the Rock arts. With this, the pattern is repeated with making motive's repeat units and the new pattern is developed by 45-angle iteration. These cultural products were used to produce necktie, scarf, and clothing making commonly efficient use in actual life- with 3D simulation. Through developing Rock art pattern, it is great the possibility of development for expressing Korea images with making an excavation. A competitive design as to the international period can be developed with applying to the variety department-cultural products development.

공간정보 분석기법을 이용한 적지분석 (Site-Suitability Analysis Using Spatial Information Analysis)

  • 한승희;김성길
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권12호
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    • pp.5207-5215
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    • 2010
  • 단지계획 또는 특정 목적의 시설물 설립을 위한 적지선정은 제반여건과 주변환경을 면밀하게 고려해야 한다. 특히, 인간의 생활공간이라면 채광 및 통풍, 부지활용의 효용성 등이 중요한 요소이다. 이를 위해서 3차원 지형 모델링과 가상 시뮬레이션을 통한 다각적인 입체분석이 필요하다. 이러한 지형모델링에 필수적인 고해상 위성영상이 아리랑2호 위성(KOMPSAT2)을 통해 국내기술로 제공되고 있으므로 저렴한 비용으로 처리가 가능해 졌다. 본 연구에서는 특정목적의 단지계획을 위해 몇 개의 후보지를 선정하고 3차원 지형모델링과 토지정보를 이용하여 적지분석을 하고자 하였다. 이를 위해 필지분석, 지가산정, 경사도 분석, 향분석을 실시하였으며 각 후보지 별 평가지표를 마련하여 정량적인 평가를 시도한 결과 효율적이며 합리적으로 적지선정을 할 수 있었다.

A Bio-Edutainment System to Virus-Vaccine Discovery based on Collaborative Molecular in Real-Time with VR

  • Park, Sung-Jun
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제25권6호
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    • pp.109-117
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    • 2020
  • 에듀테인먼트 시스템은 학습자가 문제를 효과적으로 인식하고, 문제를 해결하는 데 필요한 중요한 정보를 파악 분류하고, 배운 내용을 전달할 수 있도록 돕는 것을 목표로 한다. 에듀테인먼트를 활용한 콘텐츠는 과학 및 산업 분야의 교육 및 훈련에 유용하게 적용될 수 있다. 본 논문에서는 직관적인 멀티 모달 인터페이스를 활용하여 신약개발에서 활용되고 있는 가상스크리닝에 적용될 수 있는 에듀테인먼트 시스템을 제안한다. 본 연구에서는 분자 구조의 3D 모델을 효과적으로 조작하기 위해 입체 모니터를 활용하여 3차원(3D)거대 분자 모델링을 시각화 하였으며, 멀티 모달 인터페이스를 활용하여 분자 모델을 조작하고 있다. 본 시스템은 신약 개발 혹은 백신 개발에 있어 매우 중요한 방법 중의 하나인 가상 약물 선별 방법 중 하나 인 도킹 시뮬레이션 실험을 게임적 요소를 활용하여 쉽게 해결하는 방법을 제안하고 있다. 레벨 업 개념은 게임 요소가 객체와 사용자의 수에 의해 의존되는 바이오 게임 접근법을 활용하여 구현하였다. 실험 방법으로는 제안된 시스템의 신약 개발 과정에서 인간 면역 결핍 바이러스 (HIV)의 새로운 후보물질을 활용하여 바이러스의 활동 억제를 스크리닝하는 도킹 과정에서의 시간 측정으로 성능 비교 평가하였다.