• 대한인간공학회지
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• 제34권4호
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• pp.313-326
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• 2015

Objective: The objective of this research is to quantitatively analyze muscle activities of arm and shoulder, according to direction in various types of one-handed manual material handling, based on surface electromyography. Background: Workers in industrial sites frequently carry out one-handed manual material handling using arm and shoulder muscles. Therefore, chronic load and accumulated fatigue occur to arm and shoulder muscles, which becomes a main cause of upper arm and shoulder musculoskeletal disorders. The shoulder muscles have widely range of motion, and complex interactions take place among various muscles including rotator cuff muscles. In this regard, research on interactions among should muscles, according to such various dynamic motions, is required. Method: Ten male subjects in their 20s participated in this research. This research considered upward, downward, leftward, rightward, forward and backward directions and fourteen muscles around arm and shoulder (biceps brachii and trapezius, etc.) as independent variables. The mean muscle activity was set as the dependent variable. This research extracted $4^{th}{\sim}7^{th}$ repetition signals according to ten times of repetitive muscle contraction, and analyzed the muscle activity concerned using the envelope detection technique. Results: The mean muscle activity of upward direction was analyzed highly statistically significant. The reason is that the effect of gravity works to arm and shoulder muscles. Also, it is conjectured that deformation of coracoacromial ligament was caused, and its contact pressure increased, due mainly to the shoulder flexion, and therefore load was analyzed high. Muscle activity was analyzed significantly low, according to concentric ballistic motion used in the concentric contraction phase by storing elastic energy in the eccentric contraction phase with a motion to bring the weight to the front of subject's body as to downward, leftward and backward directions. Because, elbow joint's flexion-extension motions mainly occurred, biceps brachii was analyzed high muscle activity as the prime mover. Conclusion: The information on the quantitative load of muscles can be applied to ergonomic work design for one-handed manual material handling to minimize muscle load. Application: This research has effectively identified muscle activity according to dynamic contraction by applying an envelope detection technique. The results can be used for ergonomic work design to minimize muscle load during the one-handed manual material handling, according to each direction. The research results are expected to be used for musculoskeletal disorder prevention and physiotherapy in the rehabilitation medical field, based on the muscle load of arm and shoulder in various directions.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권6호
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• pp.761-768
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• 2013

새로운 탄두 기술은 탄도 미사일 적재로부터 높은 파괴성능을 얻기 위해 설계 및 개발 되어왔다. 주로 발사체 또는 관통자를 포함하는 중앙 탄두 코어의 설계와 관련된 많은 연구가 있다. 분명히, 소형 폭탄 또는 자탄 적재 유형 구성은 많은 충격을 요구하기 때문에 하나의 발사체로부터 살상에 매우 취약하다. 이러한 요구사항을 바탕으로 최적의 직격요격체 구성은 모든 자탄을 직격할 수 있는 최소 질량과 상대 속도를 가져야 한다. 관통자 형상과 크기의 설계는 직접적으로 탄두의 공간과 중량에 관련되어 있다. 관통자의 형상, 크기, L/D, 재료 그리고 폭발팩의 구간 내부에 삽입되는 방식은 성공적인 관통자 설계 완성에 중요하다. AUTODYN-3D code 가 관통자의 관통특성을 연구하기 위해 사용되었다. 수치해석의 목적은 초기속도, 관통자의 L/D 및 형상과 같은 다양한 초기 조건 아래 초고속 충격에 의해 생성되는 관통자의 관통특성을 확인하는 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.120-125
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• 2018

본 다양한 위협이 대두되는 현재의 안보상황에 대응하기 위해서는 적절한 무기체계 선정과 이를 견인할 수 있는 핵심기술 개발이 필수적인 상황이다. 북한의 핵실험, ICBM 개발 등의 안보위협이 대두되는 현 상황과 경제성장률이 둔화되고 있는 우리나라의 경제실정을 고려했을 때, 적절한 무기체계 선정과 신속하고 효율적인 국방획득제도가 절실한 시점이다. 이러한 측면에서 적절한 무기체계 선정과 이를 견인할 수 있는 핵심기술 개발이 절실하다는 점에서 현재의 국방획득제도와 국방연구개발의 추진과정이 적절하게 진행되고 있는지 그리고 개선할 수 있는 좋은 방향을 모색하는 것에서 본 연구가 시작되었다. 본 논문에서는 현재의 국방연구개발이 효율적으로 진행되고 있는지에 대한 고민에서 발단이 되어 핵심기술이 개발되고 무기체계에 적용되는 현황, 핵심기술의 적절한 관리, 필요한 핵심기술이 기획되고 개발되는지에 대한 조사와 분석을 진행하여 핵심기술과 무기체계 개발 간 연결고리를 분석하고, 강화할 수 있는 획득시스템의 개선방안에 대해 이론적 연구를 실시하였다. 이를 통해 무기체계 개발과 핵심기술 개발 간 연계성 증대가 필요하다는 점과 핵심기술의 활용성의 극대화가 제도적으로 필요하다는 시사점을 도출할 수 있었다. 개선방안으로는 핵심기술 및 무기체계 소요기획을 통합할 수 있도록 장기무기체계 개념기획서라는 신규문서를 통해 목표지향적인 소요기획 분위기를 형성하고, 기획의 실효성 증대를 위한 사전기획연구 제도에 대한 방안을 연구하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권3호
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• pp.257-268
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• 2018

본 논문은 한국형 전투기 개발 시 적의 위협에 대한 취약성 분석을 위해 요구되는 고속 관통자가 표적을 관통하는 기구에 대해 수치 해석적으로 연구한 결과이다. 표적은 1 mm~6.3 mm 두께를 갖는 준 무한평면의 알루미늄(Aluminum) 2024 재질을 고려하였다. 관통자는 반구형 노즈 형상을 갖는 강(steel) 재질로, 입사속도는 350~3353 m/s까지, 질량은 0.32~16 g까지 갖는 것으로 고려하였다. 수치해석을 위해 사용된 실 사격 데이터는 THOR 방정식으로부터 추정하여 유추하였다. 수치해석 결과 표적을 관통하는 과정에서 관통자의 탄도한계속도는 관통자의 질량에 대한 지수 함수적으로 감소하는 수식으로 형식화(closed form of formalization) 하였다. 관통 후 잔류속도 및 잔류질량은 표적의 두께와 관통자의 질량 및 입사속도에 의존된 지수 함수적으로 감소하는 수식으로 각각 형식화하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제35권3호
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• pp.50-54
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• 2014

It is being tried to control robot arm using brain signal in the field of brain-machine interface (BMI). This study is focused on applying guidance laws for efficient robot arm control using 3D coordinates obtained from Magnetoencephalography (MEG) signal which represents movement of upper limb. The 3D coordinates obtained from brain signal is inappropriate to be used directly because of the spatial difference between human upper limb and robot arm's end-effector. The spatial difference makes the robot arm to be controlled from a third-person point of view with assist of visual feedback. To resolve this inconvenience, guidance laws which are frequently used for tactical ballistic missile are applied. It could be applied for the users to control robot arm from a first-person point of view which is expected to be more comfortable. The algorithm which enables robot arm to trace MEG signal is provided in this study. The algorithm is simulated and applied to 6-DOF robot arm for verification. The result was satisfactory and demonstrated a possibility in decreasing the training period and increasing the rate of success for certain tasks such as gripping object.

• Composites Research
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• 제29권1호
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• pp.24-32
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• 2016

본 연구에서는 3D 아이소파라메트릭 쉘요소 모델을 사용하여 전단농화유체(STF: shear thickening fluid)가 함침된 케블라 페브릭(Kevlar fabric) 복합재의 방탄성능에 대하여 해석을 수행하였다. 다양한 적층복합재(12, 18, 20, 24-layer)를 대상으로 탄두 초기속도에 따른 충돌 후 속도(Residual velocity)를 측정하여 실험치와 비교하였다. SFT가 함침된 복합재의 방탄 성능의 효과를 검증하기 위하여 다양한 속도영역에서 STF가 함침된 것과 함침 되지 않은 것의 방탄성능을 비교하였다. STF가 함침된 케블라 페브릭은 450 m/s 이하의 저속에서는 비교적 큰 마찰효과를 일으키며 고속에서는 STF가 함침된 Kevlar fabric의 마찰효과는 기대할 수 없는 수준으로 오히려 역효과를 일으키는 것을 확인할 수 있었다. 연구를 통해 STF가 함침된 케블라 페브릭의 특성을 퇴화 3D 쉘 요소를 사용하여 효과적으로 모사할 수 있었으며, 실험 치와의 결과 비교를 통하여 그 유효성을 검증하였다.

• Strategy21
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• 통권37호
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• pp.242-274
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• 2015

2015년 5월 수중발사 탄도미사일(SLBM) 발사시험을 통해 북한은 전 세계의 이목을 또 다시 집중시켰다. 북한은 2013년 제3차 핵실험을 감행한 이후 최근까지도 탄도미사일과 로켓 발사 등의 무력도발을 지속해 왔다. 이와 같은 북한의 무력도발은 한반도의 안정뿐만 아니라 미국 본토의 안보에도 매우 부정적인 영향을 미치고 있다. 지금까지 미국은 북한의 핵미사일 개발 저지를 위해 경제적 또는 군사적 방안들을 선별적으로 적용해 왔다. 그러나, 이러한 미국의 노력에도 불구하고 북한은 여전히 핵미사일을 개발하겠다는 꿈을 포기하지 않고 있는 것이 사실이다. 본 논문은 북한의 핵미사일 개발에 대한 미국의 대안적 전략(Alternative Strategy)을 제시하는데 그 목적이 있다. 필자는 대안적 전략 제시에 앞서 북한의 핵과 탄도미사일 개발현황을 내용(Contents)과 맥락(Context) 차원에서 분석하고 미 오바마 행정부의 대북전략을 비판적으로 검토하였다. 그리고 대안적 전략으로 동맹국과 함께 경제적(Sticky Power), 군사적(Sharp Power) 수단의 동기화(Synchronizing)를 통해 북한이 감당하기 힘든 전략적 환경을 조성(Shaping the Strategic Environment)하는 것이 '북한의 핵개발 포기' 라는 전략목표를 달성하는 방안 임을 강조하고 있다. 미국이 대안적 전략목표를 달성하기 위해서는 경제적 수단으로 ① 북한의 자금세탁 및 위조지폐 발행국 지정, ② 북한을 지원하는 모든 해외자산에 대한 제재조치, ③ 북한의 테러지원국 재지정, ④ 북한 제재를 위한 미국의 입법추진, ⑤ 대량살상무기 관련 금수품목의 확대를 적용함과 동시에 군사적 수단으로 ① 대량살상무기 비확산 활동 강화, ② 대탄도미사일 전략 개발 및 정보(ISR: Intelligence Surveillance and Reconnaissance) 공유, 맞춤형 억제전략(TDS: Tailored Deterrence Strategy)의 구체화 등을 통한 한·미 군사 억제방안의 강화, 그리고 ③ SM-3, THAAD(Terminal High Altitude Area Defense) 등 한·미·일 3자간 MD(Missile Defense)체제의 구축 등을 동기화하여 적용해야만 할 것이다. 미국의 대안적 전략은 ① 북한의 핵미사일 개발에 대한 중국의 협력방지, ② 한·중간 경제관계의 악화, ③ 한·일간의 역사적 긴장관계라는 위험요소를 내포하고 있는 것 또한 사실이다. 따라서 미국이 대안적 전략목표인 '북한의 비핵화' 달성을 위해서는 이와 같은 위험요소를 완화시키는 노력도 병행되어야 할 것이다. 끝으로, 미국은 북한의 김정은이 핵미사일 개발 포기라는 상이한 방향의 전략적 결정을 할 경우에 대비하여 한·미 연합훈련의 보류, 북한에 대한 경제제재조치 해제 등 북한과의 협상 가능성도 열어두고 이에 대해서도 철저하게 준비해 나가야 할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.311-316
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• 2017

네트워크 분석 방법론은 특정 학술분야에 대한 인용, 공저, 키워드 등과 같은 다양한 지식관계를 네트워크로 표현하고 분석할 수 있기 때문에 다양한 분야의 학술영역에서 새로운 연구방법론으로 주목 받고 있다. 방탄기술은 소재역학, 구조역학 및 탄도학 등 다양한 학문들이 융합된 종합기술분야로서, 각 분야 사이의 최신연구 및 기술동향을 파악하는 것이 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 키워드 기반의 네트워크 분석기법을 방탄기술에 접목하여 최신 연구 동향을 파악하고자 하였다. 먼저 학술 검색엔진인 'google scholar'를 이용하여 주요 핵심 키워드인 'Composite', 'Model', 'Head'를 추출하였고, 추출된 핵심 키워드의 중심성 분석을 통해서 방탄기술의 핵심이 되는 소재분야(Composite, Material, Fiber 등)와 피탄 충격을 최소화 할 수 있는 구조분야(Model, Design, Simulation) 그리고 피탄 후 사용자가 받는 충격영향에 대한 연구(Head, Brain, Injury) 등의 3가지 영역에서 관련 연구가 활발히 진행 중인 것을 파악할 수 있었다. 본 논문에서 시행한 방탄분야에 대한 키워드 네트워크 분석은 기존에 보고되지 않은 방식이며, 차후 방탄기술과 관련한 국방기술기획 및 연구개발의 방향성을 제시하기 위한 기반자료로서 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.451-458
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• 2019

무기체계 개발 및 운용과정에서의 신뢰도는 시스템이나 구성요소가 지정된 기간 동안 지정된 조건에서 필요한 기능을 수행하는 능력의 핵심 척도이며 임무달성의 평가를 위한 임무신뢰도는 전투의 승패를 좌우하는 중요한 지표이다. 임무신뢰도는 특정 기간 동안 주어진 임무가 이벤트나 환경상황에서 성공과 실패할 확률을 나타내며, 신뢰도 산출시 장비의 동작여부만을 고려하는 것이 아니라 시스템의 임무를 물리적 및 기능적으로 구분하여 임무의 수행 신뢰도를 산출하게 된다. 기존의 임무신뢰도는 임무에 따른 물리적인 연결만을 가지고 신뢰도 블록선도를 작성한 후 신뢰도를 산출하였다. 하지만, 현대 무기체계들은 발전하여 고도화되면서 장비 구조가 복잡해져 기능적 또는 물리적 연결에 따른 임무 구분이 필요한 경우 임무 연관성 표현이 불가하다. 이에 본 연구에서는 설계구조행렬과 인터페이스 매트릭스 기법을 사용하여 물리적 구조와 기능적 구조의 연관성을 표현하여 함정 전투체계 시스템 중 한 부분인 함포통제 시스템에 대하여 임무신뢰도를 산출하였다. 본 연구결과를 바탕으로 임무신뢰도 검증자료로 활용되기를 기대한다.

• 해양안보
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• 제1권1호
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• pp.241-271
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• 2020

극초음속 미사일은 전 세계에서 가장 많은 관심을 받는 군사기술이다. 러시아, 중국, 미국이 주도하고 있고 다른 나라 역시 경쟁적으로 동참하고 있다. 극초음속 미사일은 탄도미사일과 순항미사일의 장점을 모두 혼합한 미사일로 기존 방어체계로는 요격이 쉽지 않다. 해군은 기술군으로 과학기술 발전은 해양전략에 많은 영향을 미쳐왔다. 해양전략의 핵심은 해양통제다. 이는 점령보다 해양의 사용권리에 대한 문제이며 확보는 수단이고 행사하는 것이 그 목적이다. 극초음속 미사일은 해양통제의 확보 면에서 제한요인으로 작용한다. 극초음속 미사일의 빠른 속력과 강력한 파괴력은 요격이 어려울 뿐만 아니라 단 한발에도 손상통제가 의미없는 수준의 피해가 발생한다. 이로 인해 해양거부능력이 지리적, 질적으로 향상됨에 따라 해양통제 달성이 어려워 질 것이다. 극초음속 미사일은 해양력투사/방어, 해상교통로 공격/방어라는 해양통제 행사면에서는 각각 기회요인과 제한요인으로 동시에 작용한다.