• 제목/요약/키워드: Bio-mimicking

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생체모방기술을 접목한 파라미터 공간에서의 로봇제어 기법 (Robot Control Method in Parameter Space Adopting Biomimetics)

  • 김희중
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제12권5호
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    • pp.16-23
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    • 2018
  • 본 논문에서는 생체모방기술을 적용한 로봇제어방법에 대해 기술한다 물방개의 유영동작을 모방하고 발생시키기 위해 푸리에 최소자승기법을 적용하여 일반식을 정립하였다. 일반식의 계수의 값을 조정하여 관측된 물방개의 유영동작과 발생시킨 모방동작의 비교를 통해 제어 파라미터가 정의되었으며 각 파라미터들의 상관관계를 밝히고 이를 파라미터 공간상에 표현하여 다양한 생체모방 동작을 쉽게 발생시킬 수 있음을 확인하였다. 추가로, 생물체의 구조적인 장점을 반영한 로봇설계에 대해 간략히 소개하였고 제안한 생체모방 발생기법은 다양한 환경에서의 로봇시스템 개발에 적용 가능함을 확인하였다.

생체자연모사 - 갈매기 운동과 유동 동시측정 해석 (Bio Nature Mimic - Simultaneous Measurements of a Seagull Model's Motion and its Flow Fields)

  • 도덕희;백태실;조경래;편용범;조용범
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 한국가시화정보학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.117-120
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    • 2006
  • Inspiring or mimicking biological bodies is regarded as one of a breakthrough in the conventional engineering. The bird's motion is one of the mimicking objects. Seagulls fly under strong storm at sea. An attempt of investigating into the characteristics of a seagull model's motion and its flow fields has been made in this study. Three cameras, two for motion capture and one for flow field, were used. The motions of the seagull's wing have been reconstructed, and the flow characteristics around the wing have been investigated with 2D-PIV measurements.

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Artificial Adhesive Surfaces Mimicking Gecko Setae: Novel Approaches in Surface Engineering

  • Singh, R. Arvind;Yoon, Eui-Sung
    • KSTLE International Journal
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    • 제9권1_2호
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    • pp.13-16
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    • 2008
  • Surface Engineering is a field closely related to Tribology. Surfaces are engineered to reduce adhesion, friction and wear between moving components in engineering applications. On the contrary, it is also necessary to have high adhesion between surfaces so as to hold/stick surfaces together. In this context, surface engineering plays an important role. In recent times, scientists are drawing inspiration from nature to create effective artificial adhesive surfaces. This article provides some examples of novel surface engineering approaches conducted by various research groups worldwide that have significantly contributed in the creation of bio-inspired artificial adhesive surfaces.

패류 껍질층의 경계면을 모방한 고연성 시멘트 복합재료의 휨 거동 (Flexural Behavior of Highly Ductile Cement Composites Mimicking Boundary Conditions of Shellfish Skin Layer)

  • 권기성;전재영;방진욱;김윤용
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.108-115
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    • 2020
  • 본 연구에서는 패류 껍질의 경계조건을 모사한 고연성 시멘트 복합재료의 휨 성능을 평가하였다. 패류 껍질층 경계면 구조를 모방하여 프리캐스트 형식으로 제조된 패널 사이를 후 타설 HDCC로 충전한 실험체와 PE-mesh를 HDCC층의 경계면에 배치한 실험체 등 2가지 경계면 특성을 고려하여 제작한 4종류 실험체의 휨 성능을 평가하였다. 패류 껍질의 경계조건을 모사한 고연성 시멘트 복합재료의 휨 성능 평가결과 일반적인 휨 시험체 대비 층상화 단면을 적용한 모든 실험체의 연성이 증가하였다. 특히 PE-mesh를 삽입하여 층상화한 방법이 가장 우수한 연성을 나타내는 것을 확인하였다. 이는 삽입된 PE-mesh가 층을 분리하는 경계면 역할을 하고, PE-mesh 체눈 내의 각주형 HDCC는 층과 층사이의 부착을 견고히 하는 역할을 하였기 때문이라고 사료된다.

Bio-inspired robot swarm control algorithm for dynamic environment monitoring

  • Kim, Kyukwang;Kim, Hyeongkeun;Myung, Hyun
    • Advances in robotics research
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    • 제2권1호
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    • pp.1-11
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    • 2018
  • To monitor the environment and determine the source of a pollutant gradient using a multiple robot swarm, we propose a hybrid algorithm that combines two bio-inspired algorithms mimicking chemotaxis and pheromones of bacteria. The algorithm is implemented in virtual robot agents in a simulator to evaluate their feasibility and efficiency in gradient maps with different sizes. Simulation results show that the chemotaxis controller guided robot agents to the locations with higher pollutant concentrations, while the pheromone marked in a virtual field increased the efficiency of the search by reducing the visiting redundancy. The number of steps required to reach the target point did not increase proportionally as the map size increased, but were less than those in the linear whole-map search method. Furthermore, the robot agents could function with simple sensor composition, minimum information about the map, and low calculation capacity.

Structure of CT26 in the C-terminal of Amyloid Precursor Protein Studied by NMR Spectroscopy

  • Kang, Dong-Il;Baek, Dong-Ha;Shin, Song-Yub;Kim, Yang-Mee
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제26권8호
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    • pp.1225-1228
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    • 2005
  • C-terminal fragments of APP (APP-CTs), that contain A$\beta$ sequence, are found in neurotic plaques, neurofibrillary tangles and the cytosol of lymphoblastoid cells obtained from AD patients. CT26, Thr639-Asp664 (TVIVITLVMLKKKQYTSIHH GVVEVD) includes not only the transmembrane domain but also the cytoplasmic domain of APP. This sequence is produced from cleavage of APP by caspase and $\gamma$-secretase. In this study, the solution structure of CT26 was investigated using NMR spectroscopy and circular dichroism (CD) spectropolarimeter in various membrane-mimicking environments. According to CD spectra and the tertiary structure of CT26 determined in TFE-containing aqueous solution, CT26 has an α-helical structure from $Val^{2}\;to\;Lys^{11}$ in TFE-containing aqueous solution. However, according to CD data, CT26 adopts a $\beta$-sheet structure in the SDS micelles and DPC micelles. This result implies that CT26 may have a conformational transition between $\alpha$-helix and $\beta$-sheet structure. This study may provide an insight into the conformational basis of the pathological activity of the C-terminal fragments of APP in the model membrane.

Design and Dynamic Analysis of Fish-like Robot;PoTuna

  • Kim, Eun-Jung;Youm, Young-Il
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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    • pp.1580-1586
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    • 2003
  • This paper presents the design and the analysis of a "fish-like underwater robot". In order to develop swimming robot like a real fish, extensive hydrodynamic analysis were made followed by the study of biology of the fishes especially its maneuverability and propel styles. Swimming mode is achieved by mimicking fish-swimming of carangiform. This is the swimming mode of the fast motion using its tail and peduncle for propulsion. In order to generate configurations of vortices that gives efficient propulsion yawing and surging with a caudal fin has applied and in order to submerge and maintain the body balance pitching and heaving motion with a pair of pectoral fin is used. We have derived the equation of motion of PoTuna by two methods. In first method, we use the equation of motion of underwater vehicle with the potential flow theory for the power of propulsion. In second method, we apply the method of the equation of motion of UVM(Underwater Vehicle-Manipulator). Then, we compare these results.

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Nanoscale Protein Chip based on Electrical Detection

  • Choi, Jeong-Woo
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVI)
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    • pp.18-18
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    • 2005
  • Photoinduced electron transport process in nature such as photoelectric conversion and long-range electron transfer in photosynthetic organisms are known to occur not only very efficiently but also unidirectionally through the functional groups of biomolecules. The basic principles in the development of new functional devices can be inspired from the biological systems such as molecular recognition, electron transfer chain, or photosynthetic reaction center. By mimicking the organization of the biological system, molecular electronic devices can be realized $artificially^{1)}$. The nano-fabrication technology of biomolecules was applied to the development of nano-protein chip for simultaneously analyzing many kinds of proteins as a rapid tool for proteome research. The results showed that the self-assembled protein layer had an influence on the sensitivity of the fabricated bio-surface to the target molecules, which would give us a way to fabricate the nano-protein chip with high sensitivity. The results implicate that the biosurface fabrication using self-assembled protein molecules could be successfully applied to the construction of nanoscale bio-photodiode and nano-protein chip based on electrical detection.

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돌고래 휘슬음을 모방한 frequency shift keying 수중통신기법의 다중경로결합 수신 방법 (Multipath combining method for frequency shift keying underwater communications mimicking dolphin whistle)

  • 안종민;이호준;김용철;김완진;정재학
    • 한국음향학회지
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    • 제37권6호
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    • pp.404-411
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    • 2018
  • 본 논문은 수중에서 은밀성을 확보하기 위해 FSK(Frequency Shift Keying)를 이용하여 돌고래 휘슬음을 모방하는 통신 기법과 다중경로 결합 이득을 이용하여 BER(Bit Error Rate) 성능을 높이는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 휘슬음을 짧은 시간 구간으로 나누고 그 구간에 심볼의 직교성을 보장하는 FSK 변조신호를 만든다. 그리고 휘슬음을 모방할 때 다중경로 채널에서 심볼간의 ISI(Inter Symbol Interference)가 줄어드는 특징을 이용하여 다중경로 결합 이득을 얻는 방법이다. 제안한 방법의 성능을 보이기 위해 전산모의실험과 실제 호수실험을 진행하였다. 전산모의실험을 통해 다중경로에 의해 추가적인 다중경로 결합 이득이 발생함을 보였다. 호수 실험에서는 제안된 FSK 방법이 20 msec의 심볼 길이와 900 Hz의 변조 대역을 갖는 경우 다중경로 결합 이득을 얻어 0.002의 BER갖고 0.185의 BER을 갖는 CSS(Chirp Spread Spectrum)보다 우수함을 보였다. 그리고 모방한 신호와 실제 휘슬 신호의 시간-주파수 영역에서 평균 상호 상관 값을 통해 모방도를 분석하여 제안된 FSK방법이 CSS방법에 비해 높은 모방도를 보였다.

세포의 자가 치료 기능을 모사한 디지털 회로에서의 오류위치 확인 및 복구 알고리즘 (An recovery algorithm and error position detection in digital circuit mimicking by self-repair on Cell)

  • 김석환;허창우
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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    • pp.842-846
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    • 2015
  • 본 연구에서는 세포의 자가 치료 기능을 모사하여 복잡한 디지털 회로를 기능별 분리시킨 구조에서 회로 동작 중 발생하는 오류 위치를 빠르게 찾고 복구 시키는 알고리즘 방법을 제안한다. 디지털 회로를 각 기능별로 9가지로 분리시켜 오류 난 디지털 회로의 기능블록 위치를 빠르게 검출할 수 있게 하며 복구 시키는 방법을 제안한다. 복잡한 구조의 디지털 회로에서도 각 디지털 회로의 기능 별 위치에 대한 번호 및 좌표를 $3{\times}3$ 행렬 구조로 확대시켜 오류 위치에 대아여 검출 및 복구가 가능한 알고리즘이다.

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