Objective: The purposes of this study were to compare the kinematics of a two-arm kettlebell swing between experts and beginners and to identify the correct postures and biomechanical key points in an attempt to prevent sports injuries induced by a kettlebell swing. Methods: Four experts (height, $169.7{\pm}1.5cm$; weight, $70.5{\pm}1.8kg$; age, $32.0{\pm}1.0years$) licensed to teach kettlebell exercises and three beginners (height, $173.7{\pm}4.1cm$; weight, $78.3{\pm}3.8kg$; age, $30.0{\pm}1.4years$) with no kettlebell exercise experience participated in this study. Each participant performed 15 repetitions of a two-arm kettlebell swing using a 16-kg weight. Joint angles, angular velocities, and peak angular velocity sequences were calculated and compared between the two groups. Results: Large ranges of motion (ROM) of the pelvic angle and hip joints were detected in the experts, while beginners showed greater ROM of the shoulder joint. Peak angular velocity magnitudes and sequences were significantly different between the two groups. Experts lifted the kettlebell upward using the hip joints, pelvis, and shoulder joints (proximal to distal order) sequentially and lowered it using the reverse order of peak angular velocities from the shoulder to hip joints. Conclusion: Mobility of the pelvic segment and hip joint are required, while stability of the other joints is needed to produce appropriate two-arm kettlebell swings. The activation and coordination of the gluteal and hamstring muscles are key points in kettlebell exercises.
Recently, followed by rapid growth of robotics field, multi-linkage mechanism which can even pass by rough road is getting lots of attention. In this paper, I focused on Jansen mechanism. It's a kinematics object which is named after Dutch artist Theo jansen. Jansen mechanism embraces structure and mechanism which creates locomotion with the combination of the power and simple structure. Theo jansen suggests a 'Holy number'. It's an ideal ratio of leg components length. However, if there's desired gait locomotion, you have to adjust the ratio and the length. But even slight change of the length could cause a big change at the end-point. To solve this problem, I suggest a reverse engineering method to get a ratio of each links by nonlinear optimization with pre-set desired trajectory. First, we converted a movement of the joint of Jansen mechanism to vectors by kinematics analysis of multi-linkage structure. And we showed the trajectory at the end-point. After that, we set desired trajectory which we found most ideal. Then we got the length of the leg components which draws a trajectory as same as trajectory we set, using Multi-objective genetic algorithm toolbox in MATLAB. Result is verified by Edison designer and mSketch. And we analyzed if it could pass through the obstruction which is set dynamically.
본 연구는 기계화 목재 생산 작업에 가장 많이 활용되는 크레인 작업의 효율성을 높이기 위하여 엔드이펙터를 직관적으로 수직 또는 수평 제어할 수 있는 크레인 팁 제어방법을 제안하고 제어성능을 확인하기 위해 수행되었다. 실험 변수에 따른 제어성능을 검증하고자 전동실린더를 이용하여 실험실 규모의 크레인을 제작하고, 크레인에 대한 순기구학/역기구학 분석을 통하여 현재 크레인 팁의 위치좌표와 각 목표점에서의 조인트 각도를 출력할 수 있도록 구성하였다. 경로점을 생성하여 제어하는 방법을 이용하였고, LBO(Lateral Boundary Offset)을 이용한 불감대 영역을 설정하도록 하였다. 뱅뱅제어(Bang-bang control)을 이용하여 적정 파라미터를 선정하였고, 경로점의 개수와 LBO 반경은 평균오차와 관계가 있었으며, 실린더의 속도는 소요시간과 관계가 있는 것으로 확인되었다. 경로점의 개수가 증가, LBO 반경이 감소함에 따라 평균오차는 감소하였고, 실린더의 속도가 감소함에 따라 소요시간은 감소하였다. 비례제어를 이용하여 실린더의 속도가 매 제어주기마다 변경될 때에는 소요시간은 큰 폭으로 감소하였지만 실제 제어의 형상은 큰 범위에서 오버슈트와 언더슈트를 반복하며 제어가 이루어졌다. 따라서, 추가적으로 각각의 실린더의 속도를 상대적으로 변경할 수 있는 속도 게인을 적용하여 비례제어를 수행하였고, 10 mm 이내의 범위에서 제어가 이루어짐에 따라 20 ms의 제어주기에서 속도 게인이 적용된 비례제어만을 이용하여 크레인 팁 제어가 가능한 것으로 검증되었다.
The functional behavior of a portable consumer electronic (PCE) product is nearly all expressed with human-machine interaction (HMI) tasks. Although physical prototyping and computer aided design (CAD) software can show the appearance of the product, they cannot properly reflect its functional behavior. In this paper, we propose a virtual prototyping (VP) system that incorporates virtual reality and HMI functional simulation in order to enables users to capture not only the realistic look of a PCE product but also its functional behavior. We obtain geometric part models of the product and their assembly and kinematics information with the help of CAD and reverse engineering tools, and visualize them with various display tools. We adopt state transition methodology to capture the HMI functional behavior of the product into a state transition chart, which is later used to construct a finite state machine (FSM) for the functional simulation of the product. The FSM plays an important role to control the transition between states of the product. The proposed VP system receives input events such as mouse clicks on buttons and switches of the virtual prototype model, and it reacts to the events based on the FSM by activating associated activities. The VP system provides the realistic visualization of the product and the vivid simulation of its functional behavior. It can easily allow users to perform functional evaluation and usability testing. Moreover, it can greatly reduce communication errors occurring in a typical product development process. A case study about VP of an MP3 player is given to show the usefulness of the proposed VP system.
Reduced beam section (RBS) moment resisting connections are among the most economical and practical rigid steel connections developed in the aftermath of the 1994 Northridge and the 1995 Kobe earthquakes. Although the performance of RBS connection has been widely studied, this connection has not been subject to in the skewed conditions. In this study, the seismic performance of dogbone connection was investigated at different angles. The Commercial ABAQUS software was used to simulate the samples. The numerical results are first compared with experimental results to verify the accuracy. Nonlinear static analysis with von Mises yield criterion materials and the finite elements method were used to analyze the behavior of the samples The selected Hardening Strain of materials at cyclic loading and monotonic loading were kinematics and isotropic respectively The results show that in addition to reverse twisting of columns, change in beam angle relative to the central axis of the column has little impact on hysteresis response of samples. Any increase in the angle, leads to increased non-elastic resistance. As for Weak panel zone, with increase of the angle between the beam and the column, the initial submission will take place at a later time and at a larger rotation angle in the panel zone and this represents reduced amount of perpendicular force exerted on the column flange. In balanced and strong panel zones, with increase in the angle between the beam and the central axis of the column, the reduced beam section (RBS), reaches the failure limit faster and at a lower rotation angle. In connection of skewed beam, balanced panel zone, due to its good performance in disposition of plasticity process away from connection points and high energy absorption, is the best choice for panel zone. The ratio of maximum moment developed on the column was found to be within 0.84 to 1 plastic anchor point, which shows prevention of brittle fracture in connections.
Background: Panax ginseng Meyer, known as Korean Red Ginseng (KRG), is one of the important age-old traditional herbs used in boosting libido and improving male fertility. In this study, the effects of Rg3-enriched KRG extract (KGC04P) on heat stress-induced testicular damage in experimental rats was evaluated. Methods: Male rats (Sprague-Dawley) were divided into four groups (n = 10): normal control (NC), heat-stressed control (HC), heat-stressed plus KGC04P-100 mg/kg (HK100), and heat-stressed plus KGC04P-200 mg/kg (HK200) groups. Starting 1 week prior to heat stress, animals were administered orally with KGC04P (100 and 200 mg/kg) mixed with a regular pellet diet and continued for 25 weeks. Heat stress was induced to HC, HK100, and HK200 groups by intermittently exposing the animals to high temperatures ($32{\pm}1^{\circ}C$, 2 h/day). After 6 months, animals were euthanized under general anesthesia with carbon dioxide and evaluated for various parameters in serum and testicular tissue by using Western blotting, biochemical kits, and reverse transcription-polymerase chain reaction. Results: Significant (p < 0.05) alterations in several parameters, such as body/organ weight, sperm kinematics, and lipid metabolism marker levels, in the serum and testis of rats were observed. Further, the expression of testicular antioxidant enzymes, inflammatory cytokines, sex hormonal receptors, and spermatogenesis-related genes were also affected significantly (p < 0.05) in the heat-stressed group. However, KGC04P prevented the heat stress-induced changes in rats significantly (p < 0.05) at both concentrations. Conclusion: KGC04P attenuated heat stress-induced testicular damage by a multifunctional approach and can be developed as an excellent therapeutic agent for hyperthermia-mediated male infertility.
최근 다양한 종류의 가상 현실 기기가 개발되면서 고전적인 사용자 입력 방식 이외에도 사용자의 신체 동작을 인식하여 현실감을 높이려는 기술에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 장치 중의 하나인 립모션 컨트롤러는 사용자의 손동작을 인식하여 가상 현실 환경에서 사용자의 손 모양을 실시간으로 나타낼 수 있다. 하지만 인식한 사용자의 손을 사용하여 가상 현실의 물체를 조작하면 종종 손이 물체를 통과하게 되는데, 이러한 상호작용은 실제 현실과는 거리감이 있다. 본 연구에서는 가상 현실에서 사용자의 손과 물체 간의 상호작용 현실감을 높이기 위한 시각적 피드백 시스템의 구축 방법을 제시한다. 가상의 현실에서 사용자의 손과 가상 물체가 충돌하는지 광선 추적법을 활용하여 정밀하게 검사하고, 충돌하였을 때 부호 거리 장과 역기구학을 통해 물체 내부로 들어간 사용자의 손가락 말단의 위치를 물체 표면 밖으로 이동시켜 사용자의 손을 재구성하는 과정을 통해 시각적 피드백을 준다. 이를 통해 실시간으로 가상 현실에서 현실감 있는 상호작용을 할 수 있다.
한반도 남동부 일원에는 주요 지질구조선(양산단층대, 울산단층, 연일구조선, 오천단층계 등)을 따라 제4기 단층들이 도처에 분포하고 있으며, 이들의 기하와 운동학적 특징은 한반도의 제4기 지각변형사와 현생응력상태 등을 이해하는 데 중요한 정보들을 제공한다. 이번 연구에서는 진티단층, 모화단층, 수성지2단층 그리고 왕산단층을 대상으로 대자율이방성 방법을 적용하여 단층가우지의 미세구조를 분석하고 단층의 운동감각을 해석하였으며, 그 결과를 바탕으로 단층암의 미세구조 발달과정과 제4기 응력장에 대해 논의하였다. 대자율이방성 측정을 통해 구해진 자기미세구조로부터 단층의 운동감각을 분석한 결과, 왕산단층을 제외한 나머지 세 단층은 모두 역이동성이 우세한 단층운동에 의한 미세구조가 발달되어 있다. 단층면에 거의 평행한 편평형의 미세구조가 발달하는 점과 이방성정도가 클수록 편평형의 정도가 증가하는 특징에 근거할 때, 단층가우지의 미세구조는 점진적인 변형에 의한 최종응력변형이 기록된 것으로 해석된다. 또한, 최후기에 재활된 역단층운동으로 기존의 단층가우지 내에 존재하는 미세구조들은 모두 지워지고 최후기의 운동에 의한 미세구조만이 기록된 것으로 판단된다. 단층가우지의 자기미세구조 분석을 통해 유추된 운동감각으로부터 구해진 고응력장은 동북동-서남서 방향의 압축력이며, 이 응력장은 지진원 메커니즘, 수압파쇄시험 그리고 단층 지구조분석결과를 통해 구해진 한반도 남동부의 고응력장과 부합된다. 결론적으로 한반도 일원은 제4기 동안 동-서 내지 동북동-서남서 방향의 압축성 응력장이 지배적이었던 것으로 해석된다.
역사지진과 계기지진 기록에 따르면 한반도 남동부는 우리나라에서 지진활성도가 가장 높게 평가되는 곳으로, 최근에 양산단층대와 울산단층대를 따라 제4기 단층이 다수 보고되어 고지진학적 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 특히 울산단층대의 중부지역에 해당하는 경북 경주시 외동읍 말방리 일원은 울산단층대 내에서 가장 많은 활성단층이 보고된 지역이다. 따라서 이 지역에 대한 고지진학적 특성을 이해하기 위하여 먼저 LiDAR 영상 및 항공사진을 이용한 지형 및 선형구조 분석을 실시하여 단층에 의한 기복으로 추정되는 지형인자를 확인하고, 야외답사와 물리탐사를 통해 단층을 추적하여 기 보고된 말방단층 지점에서 약 300 m 북서쪽에 위치한 곳에서 길이 20 m, 너비 5 m, 깊이 5 m의 굴착조사를 실시하였다. 굴착단면을 통해 분석된 제4기 퇴적층의 특징을 바탕으로 단층의 기하학적·운동학적 특성을 해석하여 고지진학적 특성을 규명하고자 하였다. 이번 굴착단면에서 확인된 역단층의 기하를 보이는 단층의 자세는 N26°W/33°NE로 울산단층대를 따라 분포하는 기 보고된 단층들과 유사하다. 약 40 cm의 단일 겉보기 변위가 인지되었으나 단층조선의 부재로 실변위는 산출할 수 없었다. 선행연구에서 제안된 극저온구조층의 연대결과 값을 토대로 단층의 최후기 운동시기는 후기 뷔름빙기 이전으로 추정하였다. 기 보고된 연구결과와 본 굴착단면에서 획득한 단층기하를 종합하여 이 지역에 발달하는 단층계를 인편상구조로 해석하였고, 단층특성을 반영한 모델을 제시하였다. 말방리 일원에서 수 회의 굴착조사를 비롯한 다수의 선행연구가 수행되었음에도 불구하고 구체적인 단층변수에 대한 정보가 미진하고 각 지점들 간의 상관성이 명확하게 규명되지 않은 것은 역단층의 복잡한 운동학적 특성에 기인한 것으로 판단된다. 추후 고지진학적 연구가 추가적으로 수행된다면 상기의 문제점들을 해결하여 종합적인 단층의 형태와 운동사가 규명될 수 있을 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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