• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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• pp.1512-1515
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• 1997

One of the advantages of master-slave teleoperation is scaling concept such as position scaling, force scaling Meanuhile, lots of quantization effects are generated from position and force sensors in the master and slave manipulator. In this paper, to show the output error caused by the quantizaion effects from the position sensor and position scaling factor, simulation is done for free motion without contact in slave side. Transfer functiion model in which the quantization effect is assumed to be a disturbance input to the system is derived. Model shows that Jacobian, scaling factors, and controller affect the output by quantization effects form esnsors. One dof master and slave are used for simulation. In our study, the higher sensor resolution decreases the output error form quantization. Scaling factors can amplify the quantizatiion effects form the sensors in master and slave manipulators.

• Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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• 제4권1호
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• pp.32-37
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• 2002

Applications of scaled telemanipulation into micro or nano world that shows many different features from directly human interfaced tools have been increased continuously. Here, we have to consider many aspects of scaling such as force, position, and impedance. For instance, what will be the possible range of force and position scaling with a specific level of performance and stability\ulcorner This knowledge of feasible staling region can be critical to human operator safety. In this paper, we show the upper bound of the product of force and position scaling and simulation results of 1DOF scaled system by using the Llewellyn's unconditional stability in continuous and discrete domain showing the effect of sampling rate.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권1호
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• pp.1-9
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• 2001

The recent spread of scaled telemanipulation into microsurgery and the nano-world increasingly requires the identification of the possible operation region as a main system specification. A teleoperation system is a complex cascaded system since the human operator, master, slave, and communication are involved bilaterally. Hence, a small time delay inside a master and slave system can be critical to the overall system stability even without communication time delay. In this paper we derive an upper bound of the scaling product of position and force by using Llewellyns unconditional stability. This bound can be used for checking the validity of the designed bilateral controller. Time delay from the sample and hold of computer control and its effects on stability of scaled teleoperation are modeled and simulated based on the transfer function of the teleoperation system. The feasible operation region in terms of position and force scaling decreases sharply as the sampling rate decreases and time delays inside the master and slave increase.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권11호
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• pp.1401-1407
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• 2006

In a haptic interface system with a nanoscale virtual environment (NVE) using an atomic force microscope (AFM), impedance scaling is important. In order to explicitly derive the relationship between performance and impedance scaling factors, a nanoscale virtual coupling (NSVC) concept and a selection method of scaling factors of velocity (or position) and force are introduced. An available scaling factor region is represented based on Llewellyn's absolute stability criteria and the physical limitation of the haptic device. Experiments have been performed for tele-nanomanipulation tasks such as positioning, indenting and nanolithography with available force scaling factor in the NVE.

• 한국표면공학회지
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• 제39권2호
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• pp.64-69
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• 2006

Nanoscale task such as nanolithography and nanoindenting is a challenging work that is beyond the capabilities of human sensing and precision. Since surface forces and intermolecular forces dominate over gravitational and other more intuitive forces of the macro world at the nanoscale, a user is not familiar with these novel nanoforce effects. In order to overcome this scaling barrier, haptic interfaces that consist of visual and force feedback at the macro world have been used with an Atomic Force Microscope (AFM) as a manipulator at the nanoscale. In this paper, a nanoscale virtual coupling (NSVC) concept is introduced and the relationship between performance and impedance scaling factors of velocity (or position) and force are explicitly represented. Experiments have been performed for nanoindenting and nanolithography with different materials in the nanoscale virtual surface. The interaction forces (non contact and contact nanoforces) between the AFM tip and the nano sample are transmitted to the operator through the haptic interface.

• 로봇학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.186-196
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• 2013

Since its introduction (e.g., [4, 6]), virtual coupling technique has been de facto way to connect a haptic device with a virtual proxy for haptic rendering and control. However, because of the single dependence on spring-damper feedback action, this virtual coupling suffers from the degraded transparency particularly during contact tasks when large device/proxy-forces are involved. In this paper, we propose a novel virtual coupling technique, which, by utilizing passive decomposition, reduces device-proxy position deviation even during the contact tasks while also scaling down (or up) the apparent inertia of the coordinated device-proxy. By doing so, we can significantly improve transparency between multiple degree of freedom (possibly nonlinear) haptic device and virtual proxy. In other to use passive decomposition, disturbance observer of [3] is adopted to estimate human force with some dead-zone modification to avoid "winding-up" force estimation in the presence of device torque saturation. Some preliminary experimental results are also given to illustrate efficacy of the proposed technique.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.1-6
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• 2001

본 연구는 터널내 화재발생시 자연 배기에 의한 연기의 거동을 해석하기 위하여 축소모형 실험을 수행하였다. 터널내 연기의 유동은 부력에 의해 지배되므로 Froude scaling에 의해 실물 터널을 1/20로 축소한 모형터널에서 실험을 수행하였으며 배기구의 위치변화에 따른 영향을 평가하기 위하여 화원으로부터 각각 1m, 2m, 3m 떨어진 곳에 배기구를 대칭으로 위치시켜 세가지 경우에 대해 실험을 실시하였다. 지름이 4.36 cm인 화원의 경우, 배기구의 위치에 관계없이 배기구 통과 후 연층의 온도가 배기를 실시하지 않은 경우와 비교하여 약 7~$8^{\circ}$ 낮게 유지되었다. 지름이 5.23cm인 화원의 경우, 배기구가 화원에 가까울수록 배기구 통과 후 연기의 평균속도가 감소하였으며 최대 3.86초가 지연되었다. CASE 1에서는 배기구 통과 후 천장에서 약 $8^{\circ}c$, 수직온도가 약 $7^{\circ}c$ 감소하였으며, CASE 2에서는 천장과 수직온도가 약 $3^{\circ}c$ 감소하였으며, CASE 3에서는 각각 약 $2^{\circ}c$가 감소하였다. 레이저와 디지털 캠코더를 이용하여 배기구 주위의 연기 유동을 가시화하여 화재발생 약 1분 후부터 연층의 두께가 터널높이의 25%이하로 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국HCI학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.37-44
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• 2006

물체의 반사 효과는 물체의 재질, 기하학적 모양 및 조명 환경을 표현하는데 있어 매우 중요한 요소이다. 사진품질을 추구하는 사실적 렌더링에서는 기존의 국소 반사 모델을 사용하여 좋은 결과를 얻을 수 있지만, 사용자의 주관이 중시되는 비사실적 렌더링에서는 사용자가 원하는 반사 효과를 표현할 수 있어야 한다. 텍스처는 사용자가 원하는 반사 효과를 직관적으로 표현할 수 있는 수단이며, 이 텍츠처를 모델에 투영하면 원하는 반사 효과를 얻을 수 있다. 이 때 사용자는 텍스처가 투영될 위치와 크기, 방향을 직접 키프레임으로 정해 줄 수 있다. 그러나 모든 반사 효과를 사용자가 직접 정해준다는 것은 번거로운 일이며, 아울러 실시간 응용분야에는 적용할 수 없는 단점이 있다. 본 논문에서는 국소반사모델과 주곡률 해석을 통해 반사 효과의 위치, 방향 및 크기를 결정하기 위한 텍스처 투영기의 새로운 설정 방법을 제시한다. 광원과 시점 정보로부터 주어진 모델 위에서 최대 명점을 구한 후, 텍스처 투영기를 최대 조명점을 지나는 법선 벡터에 평행한 직선 위에 위치시킨다. 투영기의 방위를 최대 조명점에서의 주방향에 따라서 일치시키고, 투영기의 투영 피라미드의 크기를 주곡률에 따라서 결정한다. 텍스처 투영기의 단순한 이동, 회전 및 주곡률 값의 조절을 통하여 반사 영역의 이동, 회전 및 확대/축소가 가능하다. 본 논문에서 제시한 방법은 DirectX 9.0c와 프로그램이 가능한 셰이더 2.0을 사용하여 GeForce FX 7800 그래픽 카드에 구현되었다. 본 논문의 연구 결과는 만화적 표현을 추구하는 게임 등과 같은 실시간 응용분야에 사용될 수 있으며, 실험 결과에 의하면 수만 개의 다면체 모델에 대한 스타일 반사효과를 실시간에 렌더링할 수 있다.