• 제목/요약/키워드: Virtual Lab.

검색결과 269건 처리시간 0.021초

제일원리 계산을 활용한 전기화학 촉매 연구 (First-Principles Calculations for Design of Efficient Electrocatalysts)

  • 김동연
    • 한국전기전자재료학회논문지
    • /
    • 제34권6호
    • /
    • pp.393-400
    • /
    • 2021
  • As the recent climate problems are getting worse year after year, the demands for clean energy materials have highly increased in modern society. However, the candidate material classes for clean energy expand rapidly and the outcomes are too complex to be interpreted at laboratory scale (e.g., multicomponent materials). In order to overcome these issues, the first-principles calculations are becoming attractive in the field of material science. The calculations can be performed rapidly using virtual environments without physical limitations in a vast candidate pool, and theory can address the origin of activity through the calculations of electronic structure of materials, even if the structure of material is too complex. Therefore, in terms of the latest trends, we report academic progress related to the first-principles calculations for design of efficient electrocatalysts. The basic background for theory and specific research examples are reported together with the perspective on the design of novel materials using first-principles calculations.

Influences of porosity distributions and boundary conditions on mechanical bending response of functionally graded plates resting on Pasternak foundation

  • Guellil, Moustafa;Saidi, Hayat;Bourada, Fouad;Bousahla, Abdelmoumen Anis;Tounsi, Abdelouahed;Al-Zahrani, Mesfer Mohammad;Hussain, Muzamal;Mahmoud, S.R.
    • Steel and Composite Structures
    • /
    • 제38권1호
    • /
    • pp.1-15
    • /
    • 2021
  • In this paper, a higher order shear deformation theory for bending analysis of functionally graded plates resting on Pasternak foundation and under various boundary conditions is exposed. The proposed theory is based on the assumption that porosities can be produced within functionally graded plate which may lead to decline in strength of materials. In this research a novel distribution of porosity according to the thickness of FG plate are supposing. Governing equations of the present theory are derived by employing the virtual work principle, and the closed-form solutions of functionally graded plates have been obtained using Navier solution. Numerical results for deflections and stresses of several types of boundary conditions are presented. The exactitude of the present study is confirmed by comparing the obtained results with those available in the literature. The effects of porosity parameter, slenderness ratio, foundation parameters, power law index and boundary condition types on the deflections and stresses are presented.

Nonlocal strain gradient theory for bending analysis of 2D functionally graded nanobeams

  • Aicha Bessaim;Mohammed Sid Ahmed Houari;Smain Bezzina;Ali Merdji;Ahmed Amine Daikh;Mohamed-Ouejdi Belarbi;Abdelouahed Tounsi
    • Structural Engineering and Mechanics
    • /
    • 제86권6호
    • /
    • pp.731-738
    • /
    • 2023
  • This article presents an analytical approach to explore the bending behaviour of of two-dimensional (2D) functionally graded (FG) nanobeams based on a two-variable higher-order shear deformation theory and nonlocal strain gradient theory. The kinematic relations are proposed according to novel trigonometric functions. The material gradation and material properties are varied along the longitudinal and the transversal directions. The equilibrium equations are obtained by using the virtual work principle and solved by applying Navier's technique. A comparative evaluation of results against predictions from literature demonstrates the accuracy of the proposed analytical model. Moreover, a detailed parametric analysis checks for the sensitivity of the bending and stresses response of (2D) FG nanobeams to nonlocal length scale, strain gradient microstructure scale, material distribution and geometry.

Wearable Computers

  • Cho, Gil-Soo;Barfield, Woodrow;Baird, Kevin
    • 섬유기술과 산업
    • /
    • 제2권4호
    • /
    • pp.490-508
    • /
    • 1998
  • One of the latest fields of research in the area of output devices is tactual display devices [13,31]. These tactual or haptic devices allow the user to receive haptic feedback output from a variety of sources. This allows the user to actually feel virtual objects and manipulate them by touch. This is an emerging technology and will be instrumental in enhancing the realism of wearable augmented environments for certain applications. Tactual displays have previously been used for scientific visualization in virtual environments by chemists and engineers to improve perception and understanding of force fields and of world models populated with the impenetrable. In addition to tactual displays, the use of wearable audio displays that allow sound to be spatialized are being developed. With wearable computers, designers will soon be able to pair spatialized sound to virtual representations of objects when appropriate to make the wearable computer experience even more realistic to the user. Furthermore, as the number and complexity of wearable computing applications continues to grow, there will be increasing needs for systems that are faster, lighter, and have higher resolution displays. Better networking technology will also need to be developed to allow all users of wearable computers to have high bandwidth connections for real time information gathering and collaboration. In addition to the technology advances that make users need to wear computers in everyday life, there is also the desire to have users want to wear their computers. In order to do this, wearable computing needs to be unobtrusive and socially acceptable. By making wearables smaller and lighter, or actually embedding them in clothing, users can conceal them easily and wear them comfortably. The military is currently working on the development of the Personal Information Carrier (PIC) or digital dog tag. The PIC is a small electronic storage device containing medical information about the wearer. While old military dog tags contained only 5 lines of information, the digital tags may contain volumes of multi-media information including medical history, X-rays, and cardiograms. Using hand held devices in the field, medics would be able to call this information up in real time for better treatment. A fully functional transmittable device is still years off, but this technology once developed in the military, could be adapted tp civilian users and provide ant information, medical or otherwise, in a portable, not obstructive, and fashionable way. Another future device that could increase safety and well being of its users is the nose on-a-chip developed by the Oak Ridge National Lab in Tennessee. This tiny digital silicon chip about the size of a dime, is capable of 'smelling' natural gas leaks in stoves, heaters, and other appliances. It can also detect dangerous levels of carbon monoxide. This device can also be configured to notify the fire department when a leak is detected. This nose chip should be commercially available within 2 years, and is inexpensive, requires low power, and is very sensitive. Along with gas detection capabilities, this device may someday also be configured to detect smoke and other harmful gases. By embedding this chip into workers uniforms, name tags, etc., this could be a lifesaving computational accessory. In addition to the future safety technology soon to be available as accessories are devices that are for entertainment and security. The LCI computer group is developing a Smartpen, that electronically verifies a user's signature. With the increase in credit card use and the rise in forgeries, is the need for commercial industries to constantly verify signatures. This Smartpen writes like a normal pen but uses sensors to detect the motion of the pen as the user signs their name to authenticate the signature. This computational accessory should be available in 1999, and would bring increased peace of mind to consumers and vendors alike. In the entertainment domain, Panasonic is creating the first portable hand-held DVD player. This device weight less than 3 pounds and has a screen about 6' across. The color LCD has the same 16:9 aspect ratio of a cinema screen and supports a high resolution of 280,000 pixels and stereo sound. The player can play standard DVD movies and has a hour battery life for mobile use. To summarize, in this paper we presented concepts related to the design and use of wearable computers with extensions to smart spaces. For some time, researchers in telerobotics have used computer graphics to enhance remote scenes. Recent advances in augmented reality displays make it possible to enhance the user's local environment with 'information'. As shown in this paper, there are many application areas for this technology such as medicine, manufacturing, training, and recreation. Wearable computers allow a much closer association of information with the user. By embedding sensors in the wearable to allow it to see what the user sees, hear what the user hears, sense the user's physical state, and analyze what the user is typing, an intelligent agent may be able to analyze what the user is doing and try to predict the resources he will need next or in the near future. Using this information, the agent may download files, reserve communications bandwidth, post reminders, or automatically send updates to colleagues to help facilitate the user's daily interactions. This intelligent wearable computer would be able to act as a personal assistant, who is always around, knows the user's personal preferences and tastes, and tries to streamline interactions with the rest of the world.

  • PDF

개선된 가상의 전송선로 모델의 오차 연구 (A Study on the Errors for the Improved Version of the Virtual Transmission-Line Model)

  • 조유선;김세윤;김영식
    • 한국전자파학회논문지
    • /
    • 제13권10호
    • /
    • pp.971-981
    • /
    • 2002
  • 개방단말 동축선 프로브법은 측정매질에 가공없이 접촉하여 매질의 전기적인 특성을 측정할 수 있는 효과적인 방법이다. 프로브 단말면에서 측정된 임의의 매질의 반사계수는 등가모델에 의해 복소 유전율로 환산되는데 본 실험실에서는 이미 개선된 가상의 전송선로 모델을 제안한 바 있다. 그런데 이 등가모델에 의해 환산된 복소 유전율은 주파수가 올라갈수록 오차가 증가하였다. 개방단말 동축선 프로브법에서의 복소 유전율 오차는 프로브의 불완전 접촉, 프로브의 제자 오차 등과 같은 여러 가지 원인에 의해 복합적으로 발생한다. 본 논문에서는 반사계수를 FDTD(Finite-Difference Time-Domain) 기법으로 수치 계산하여 반사계수 측정 시 발생할 수 있는 여러 오차를 제거하여, 오차의 원인을 환산모델의 문제로 제한시켰다. 그리고 환산모델에 의한 오차의 발생 여부를 여러 각도에서 연구하였다. 첫 번째고 반복법으로 계산된 환산모델의 변수에 대한 local minimum을 확인하였다. 두 번째로는 사용 주파수 범위에서 등가 모델의 모델링 여부를 확인하였다. 이러한 연구로부터 현재 사용하는 개선된 가상의 전송선로 모델의 사용범위를 알 수 있다.

ATM 교환기에서 멀티미디어 트래픽 지원을 위한 효율적인 셀 큐잉 및 스케줄링 알고리즘에 관한 연구 (A Study on Efficient Cell Queueing and Scheduling Algorithms for Multimedia Support in ATM Switches)

  • 박진수;이성원;김영범
    • 전기전자학회논문지
    • /
    • 제5권1호
    • /
    • pp.100-110
    • /
    • 2001
  • 본 논문에서는 공유 메모리형 ATM 스위치 설계에 있어서 스위치 자원의 이용률 향상과 서비스 품질 기능 지원을 위한 버퍼관리방안을 고찰하고 여러 기법들의 성능을 비교 분석하였다. 정적 임계법(ST)와 푸시 아웃(PO) 그리고, 동적 임계법(DT)의 성능을 시뮬레이션을 통하여 비교 분석하였고, 특히 동적임계법이 트래픽 부하 및 버스티니스 (Burstyness), 복수개 출력포트간 부하의 불균형성 (Non-uniformity)등의 트래픽 특성 변화에 대해 푸시아웃 (Pushout)에 가까운 견고성 (Robustness)을 가짐을 보였다. 또한, 서비스 품질 기능 구현에 있어서 연결승인제어 (CAC)로부터 구한 트래적 기술자를 이용하여 각 셀 스트림의 서비스 요구조건에 맞도록 메모리 공간을 할당하는 가상분할법 (VP: Virtual partitioning)과 동적분할법 (DP: Dynamic partitioning)등의 버퍼관리 메커니즘을 고찰하였다. 이 기법들을 사용할 경우 규정된 트래픽 (Regulated traffic)과 규정되지 않은 (Unregulated) best-effort 트래픽의 공존이 가능하며 규정되지 않은 트래픽이 존재하더라도 규정된 트래픽이 연결승인제어에 의해 계산된 셀 유실률을 보장받게 됨을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 보였으며, 특히 과부하 상태에서 DP가 VP에 비해 서비스품질 지원 기능 면에서 우수함을 보였다.

  • PDF

메타버스 해석과 합리적 개념화 (Explication and Rational Conceptualization of Metaverse)

  • 송원철;정동훈
    • 정보화정책
    • /
    • 제28권3호
    • /
    • pp.3-22
    • /
    • 2021
  • 개념 정리도 되지 않은 채, 언론과 업계에서는 메타버스에 대한 다양한 논의가 진행 중이다. 스티븐슨(Neal Stephenson)의 소설 '스노우 크래쉬(Snow Crash, 1992)'에서 용어가 처음 사용된 이래로, 미국의 미래가속화연구재단(Acceleration Studies Foundation: ASF)이 2007년 메타버스 개념을 처음 정리했지만 이후 메타버스는 오랫동안 주목을 받지 못했다. 그러나 2020년 가을 엔비디아(NVIDIA)가 실시간 3D 시각화 협업 플랫폼 '옴니버스(Omniverse)'를 소개하며 제2의 인터넷으로 메타버스를 설명하고, 로블록스(Roblox)가 기업공개(IPO)를 하며 자사의 서비스를 메타버스로 설명하면서, 메타버스는 현실과 가상의 경계를 넘나드는 새로운 세상으로 인식하게 됐다. 이 연구는 어느새 미디어와 콘텐츠를 넘어 새로운 삶의 공간으로 그려지는 메타버스에 대한 다양한 논의를 정리하고, 메타버스에 대한 새로운 정의를 제안하고자 한다. 메타버스의 의미를 설명하기 위해서 ASF가 제안한 두 개의 축과 네 개의 시나리오를 중심으로 가상세계, 거울세계, 증강현실, 라이프로깅의 의미를 다양한 연구를 통해 연구를 통해 정리한 후에, 메타버스 설명의 문제점을 비판하고 대안으로 인간 중심, 사용자 중심의 메타버스 정의로 인간 커뮤니케이션, 현실, 비현실 경험, 그리고 확장현실을 제안하며, 메타버스에 대한 재개념화를 시도했다.

차륜 및 차축베어링 고장진단을 위한 빅데이터 기반 머신러닝 기법 연구 (A Study of Big data-based Machine Learning Techniques for Wheel and Bearing Fault Diagnosis)

  • 정훈;박문성
    • 한국산학기술학회논문지
    • /
    • 제19권1호
    • /
    • pp.75-84
    • /
    • 2018
  • 본 철도 유지보수 산업의 효율화를 위해서는 핵심부품의 적시 관리를 통한 부품 가동률 향상 및 철도 운행의 안정성 향상이 필요하다. 또한 유지보수 시스템 고속화에 따른 신뢰성 향상과 핵심부품의 유지보수 비용 절감의 두 가지 측면을 모두 만족시키기 위해, 부품 이력관리와 대규모 빅데이터의 자동화된 분석 기술을 활용한 부품 상태 진단 기술 수요가 증가하고 있다. 이 논문에서는 철도차량의 차상 및 지상 장치로부터 발생되는 실시간 빅데이터 수집, 처리, 분석을 위해서 빅데이터 플랫폼 기반의 철도차량 부품의 상태 데이터 관리시스템을 개발하였으며, 이 시스템의 활용으로 철도차량의 부품 상태정보 및 시스템 리소스에 대한 실시간 모니터링이 가능하다. 또한 빅데이터 플랫폼으로부터 수집된 상태 데이터를 기반으로 분산/병렬처리 및 자동화된 부품 고장진단이 가능한 머신러닝 기법을 제안하였다. 실험결과, 분산/병렬처리 기술이 적용된 알고리즘의 실행시간 단축을 아마존 웹서비스의 가상 인스턴스 생성 시스템을 통해 증명하였으며, random forest 머신러닝 기법을 활용한 고장 진단 모델의 베어링 및 차륜 부품에 대한 상태 예측 정확도가 83%임을 확인하였다.

조이스틱을 이용한 선박의 입출항 및 접이안 시스템의 제어 알고리즘 개발 (Development of Control Algorithm for Ship Berthing and Unberthing Systems Using a Joystick)

  • 홍성국;정윤하;김선영;원문철
    • 한국항해항만학회지
    • /
    • 제31권5호
    • /
    • pp.325-332
    • /
    • 2007
  • 본 연구에서는 조이스틱을 이용하여 프로펠러와 타, 선수/선미 쓰러스터를 갖는 선박의 접이안을 위한 제어 알고리즘을 개발하였다. 조이스틱으로부터 전진 방향 및 회전 방향의 속도명령을 받아 전진 방향 및 회전 방향의 속도를 제어하는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 비선형 제어 알고리즘을 개발하기 위해 저속 조종수학모형을 사용하였다. 또한, 본 연구에서는 비선형 및 PID 제어기의 성능을 검증하기 위해 선박 접이안 가상 HILS(Hardware in the Loop Simulation) 프로그램을 구현하였다. HILS 프로그램은 LabWindow/CVI를 이용하여 개발하였으며, 사용자는 선박의 현재 위치와 원하는 궤적을 모니터를 통해 본 후 조이스틱을 이용하여 선박의 전진 방향 및 회전방향 속도를 제어함으로서 선박을 조종한다. 시뮬레이션 결과를 보면 비선형 제어기와 PID 제어기는 개루프 조이스틱 제어기보다 타와 쓰러스터의 입력 크기뿐 아니라 선박의 위치오차 면에서도 우수한 성능을 보였다.

임의의 가상시점 홀로그램 서비스를 위한 중간시점 영상 및 디지털 홀로그램 생성 (Intermediate View Image and its Digital Hologram Generation for an Virtual Arbitrary View-Point Hologram Service)

  • 서영호;이윤혁;구자명;김동욱
    • 한국정보통신학회논문지
    • /
    • 제17권1호
    • /
    • pp.15-31
    • /
    • 2013
  • 본 논문은 최근 관심이 고조되고 있는 디지털 홀로그램의 시야각을 확보하기 위하여 시청자의 시점을 추적하여 그 시점에 해당하는 데이터를 생성하고, 이를 디지털 홀로그램으로 변환하는 방법을 제안한다. 이 방법은 제어하는 시야각의 맨 좌측과 맨 우측 시점에 대한 정보(깊이정보와 컬러 또는 명도정보)가 주어졌다고 가정한다. 이 방법은 주어진 좌, 우측의 깊이영상을 대상으로 스테레오 정합에 의해 단위 깊이 당 의사변위증분을 구하여 사용한다. 이를 이용하여 주어진 좌, 우측시점으로부터 원하는 가상시점의 정보를 생성하고, 그 결과의 두 영상을 결합하여 해당시점의 정보를 획득한다. 이 경우 발생하는 비폐색 영역을 정의하고 이를 채우는 방법을 제안한다. 이 방법을 구현하여 실험한 결과 생성한 중간 시점의 깊이영상과 RGB영상의 평균 화질은 각각 33.83[dB]과 29.5[dB]이었으며, 평균 수행속도는 프레임 당 250[ms]이었다. 또한 이 방법을 이용하여 시청자와 인터랙티브하게 디지털 홀로그램을 서비스하는 시스템의 프로토타입을 제안한다. 이 시스템에는 좌, 우 시점의 영상정보를 획득, 카메라 캘리브래이션과 영상보정, 중간시점 영상생성, 컴퓨터-생성홀로그램(computer-generated hologram, CGH) 생성 및 홀로그램 영상복원기능을 포함한다. 이 시스템은 LabView(R) 환경에서 구현되며, CGH생성과 홀로그램 영상 복원은 GPGPU로, 나머지는 소프트웨어로 구현한다. 구현결과 평균 수행 속도는 초당 약 5 프레임을 처리할 수 있는 속도이었다.