• 제목/요약/키워드: Bio-inspired Engineering

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A Hybrid Routing Protocol Based on Bio-Inspired Methods in a Mobile Ad Hoc Network

  • Alattas, Khalid A
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제21권1호
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    • pp.207-213
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    • 2021
  • Networks in Mobile ad hoc contain distribution and do not have a predefined structure which practically means that network modes can play the role of being clients or servers. The routing protocols used in mobile Ad-hoc networks (MANETs) are characterized by limited bandwidth, mobility, limited power supply, and routing protocols. Hybrid routing protocols solve the delay problem of reactive routing protocols and the routing overhead of proactive routing protocols. The Ant Colony Optimization (ACO) algorithm is used to solve other real-life problems such as the travelling salesman problem, capacity planning, and the vehicle routing challenge. Bio-inspired methods have probed lethal in helping to solve the problem domains in these networks. Hybrid routing protocols combine the distance vector routing protocol (DVRP) and the link-state routing protocol (LSRP) to solve the routing problem.

생체모방 알고리즘을 이용한 OFDMA 무선 메쉬 통신시스템의 분산 시간 동기화 기법 연구 (A Distributed Time Synchronization Technique for OFDMA-based Wireless Mesh Communication Systems Using Bio-inspired Algorithm)

  • 김미정;이윤재;조용수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제38A권12호
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    • pp.1069-1078
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    • 2013
  • 본 논문에서는 최근 차세대 무선 통신네트워크 기술로 주목받고 있는 OFDMA 무선 메쉬통신시스템에서의 분산 시간동기화 기법을 제안한다. 제안방식은 물리계층 기반에서 이루어지는 생체모방 알고리즘을 활용한 자가 분산 시간동기화 기법으로, 인접 이웃노드로부터 수신된 신호의 TDoA(Time Difference of Arrival) 정보를 이용하여 다음 주기의 전송주기와 FFT 시작점을 업데이트한다. 분산처리가 가능한 생체모방 알고리즘의 장점이 반영되어, 제안된 동기화 기법에서도 중앙제어 없이 주위 정보(local Information)와 각 노드에 의한 분산처리만으로 빠르고 간단하게 노드 간 시간 동기 획득이 가능하다. 제안된 분산 시간 동기화 기법은 모의실험을 통하여 시간동기화 수렴 확률 및 정확도 등의 측면에서 성능을 분석한다.

멀티홉 네트워크에서 생체모방 기반 자원할당 기법 (Bio-Inspired Resource Allocation Scheme for Multi-Hop Networks)

  • 김영재;정지영;최현호;한명훈;박찬이;이정륜
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권10호
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    • pp.2035-2046
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    • 2015
  • 최근 네트워크 단말 수가 증가하고 네트워크 환경이 빠르게 변함에 따라 분산처리 방식의 자원할당 기법이 많이 연구되고 있다. 본 논문에서는 멀티 홉 환경에서 생체모방 알고리즘을 활용하여 분산적인 방법으로 TDMA 자원을 할당받는 Multi-Hop DESYNC 알고리즘(MH DESYNC)을 제안한다. 본 논문에서는 이를 위한 프레임 구조와 자원 할당의 기준 척도가 되는 firing 메시지 구조를 정의하고 관련된 동작 절차를 제안한다. 이를 통해 멀티 홉 환경에서 발생할 수 있는 hidden-node 문제와 firing 신호의 충돌이 발생하였을 때, 충돌 문제를 해결하는 방안을 제시하였다. 모의실험을 통해 멀티 홉 환경에서 제안한 MH DESYNC 알고리즘이 hidden-node 문제를 효과적으로 해결하고 각 노드가 주위 노드와 공평하게 자원을 할당하고 CSMA/CA 알고리즘 보다 데이터 전송율 측면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 확인 하였다.

Surface Modification of Functional Materials by a Bio-Inspired Poly(norepinephrine) Coating

  • 강성민
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집
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    • pp.65-65
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    • 2012
  • 카테콜아민의 일종인 노레피네프린을 이용하면 다양한 물질의 표면을 효과적으로 개질시킬 수 있음이 최근 보고되었다. 단순한 표면 개질뿐만 아니라 OH- 작용기의 도입이 가능하다는 장점을 갖는 노레피네프린 코팅법은 산화그래핀 혹은 흑연과 같은 비활성 표면에까지 성공적으로 적용되었으며, 그 결과 생체 적합성을 갖는 기능성 표면이 개발되었다.

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생체모방 기법을 활용한 OFDMA기반 무선 메쉬 네트워크의 분산 시간 및 주파수 동기화 알고리듬의 수렴성 분석 (Convergence Analysis of Distributed Time and Frequency Synchronization Algorithm for OFDMA-Based Wireless Mesh Networks Using Bio-Inspired Technique)

  • 김미정;최주영;조용수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39A권8호
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    • pp.488-490
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    • 2014
  • 본 논문은 OFDMA 기반 무선 메쉬 네트워크에서 플로킹 기법을 활용한 분산 시간 및 주파수 동기화 알고리듬을 다룬다. 채널전송 지연의 영향을 고려하지 않는 기존 플로킹 기법과 달리, 본 논문에서는 실제 무선 메쉬 네트워크 환경을 고려하기 위하여 시간 및 주파수 동기를 맞추기 위한 동기화 파라미터를 설정하고, 제안된 시간 및 주파수 동기화 모델의 수렴조건과 동기화 파라미터 설정범위를 분석 도출한다. 그리고 모의실험을 통하여 동기화 파라미터에 설정에 따른 제안된 기법의 시간 및 주파수 동기화의 수렴성능을 검증한다.

생체모방 소형 점핑로봇의 설계 및 시뮬레이션 (Design and Simulation of Small Bio-Inspired Jumping Robot)

  • 호탐탄;최성학;이상윤
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권9호
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    • pp.1145-1151
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    • 2010
  • 본 논문은 형상기억합금 와이어에 의해 구동되는 점핑로봇에 대한 연구로서 기구의 설계와 컴퓨터 시뮬레이션을 포함하고 있다. 인간과 같은 척추동물 하지 근골격계의 구조와 기능을 모방한 구조의 점핑 기구를 설계하였다. 점핑 기구의 각 다리는 대퇴부, 정강이, 발의 세 부분으로 구성되고, 점핑에 필수적인 단일관절근육인 대둔근, 양관절근육인 대퇴직근과 비복근을 포함하는 구조이다. 각 근육을 형상기억합금 와이어로 대체한 컴퓨터 모델로 시뮬레이션한 결과, 로봇의 최대 점핑 높이가 로봇 신장의 약 4 배임을 확인하였다. 또한 구조가 보다 단순화된 로봇 모델과 점핑 성능을 비교하였고, 그 결과 근골격계를 모방한 모델이 점핑 높이 면에서 3.3 배 우수한 것으로 나타났다. 이러한 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 형상기억합금이 소형 점핑로봇의 작동기로 사용하기에 적합함을 확인하였다.

Aeroelastic-aerodynamic analysis and bio-inspired flow sensor design for boundary layer velocity profiles of wind turbine blades with active external flaps

  • Sun, Xiao;Tao, Junliang;Li, Jiale;Dai, Qingli;Yu, Xiong
    • Smart Structures and Systems
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    • 제20권3호
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    • pp.311-328
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    • 2017
  • The characteristics of boundary layers have significant effects on the aerodynamic forces and vibration of the wind turbine blade. The incorporation of active trailing edge flaps (ATEF) into wind turbine blades has been proven as an effective control approach for alleviation of load and vibration. This paper is aimed at investigating the effects of external trailing edge flaps on the flow pattern and velocity distribution within a boundary layer of a NREL 5MW reference wind turbine, as well as designing a new type of velocity sensors for future validation measurements. An aeroelastic-aerodynamic simulation with FAST-AeroDyn code was conducted on the entire wind turbine structure and the modifications were made on turbine blade sections with ATEF. The results of aeroelastic-aerodynamic simulations were combined with the results of two-dimensional computational fluid dynamic simulations. From these, the velocity profile of the boundary layer as well as the thickness variation with time under the influence of a simplified load case was calculated for four different blade-flap combinations (without flap, with $-5^{\circ}$, $0^{\circ}$, and $+5^{\circ}$ flap). In conjunction with the computational modeling of the characteristics of boundary layers, a bio-inspired hair flow sensor was designed for sensing the boundary flow field surrounding the turbine blades, which ultimately aims to provide real time data to design the control scheme of the flap structure. The sensor element design and performance were analyzed using both theoretical model and finite element method. A prototype sensor element with desired bio-mimicry responses was fabricated and validated, which will be further refined for integration with the turbine blade structures.