• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.1146-1159
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• 2008

본 연구에서는 복셀(voxel) 단위로 물체의 햅틱 거동을 모사하는 햅틱 모델에 물리적 속성을 결정하기 위한 방법과 이를 이용한 햅틱 렌더링 구조(framework)를 제안한다. 또한 본 연구에서는 햅틱 모델에 물리적 속성을 결정하기 위해 탄성영상을 이용한다. 제안하는 방법과 기존 방법의 가장 큰 차이점은 제안하는 방법을 이용하면 원하는 물체의 물리적 속성을 쉽게 햅틱 모델에 적용하여 실제적인 햅틱 거동을 모사할 수 있다는 것이다. 본 연구에서는 또한 제안하는 방법을 평가하기 위하여 간단한 실시간 촉진 훈련 시뮬레이터를 구축한다. 구축한 시뮬레이터에서, 사용자에게 되돌려지는 힘은 제안한 방법으로 적용된 대상 물체의 물리적 속성과 상호작용 양에 따라 계산된다. 본 연구에서, 시뮬레이션 대상으로는 사람의 간을 선택하였고 간 모델은 실시간 햅틱 렌더링을 위하여 Shape-retaining Chain Linked Model(S-chain 모델)로 모델링하였다. 또한, 제안한 방법과 구축된 시스템을 이용하여 사용자가 물체를 촉진할 때 이상부분을 손쉽게 찾을 수 있는지에 대한 실험을 수행하였다. 본 연구의 실험 결과로부터, 제안하는 방법은 사용자에게 실시간으로 구별 가능한 힘을 전달해 줌을 알 수 있었다.

• Agricultural and Biosystems Engineering
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• 제1권2호
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• pp.95-99
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• 2000

Nondestructive methods such as ultrasonic and magnetic resonance imaging systems have many advantages but still much expensive. And they do not give exact color information and may miss some details. If it is allowed to destruct some biological objects to get interior and exterior informations, constructing 3D image form a series of slices sectional images gives more useful information with relatively low cost. In this paper, a PC based automatic 3D model generator was developed. The system was composed of three modules. The first module was the object handling and image acquisition module, which fed and sliced the object sequentially and maintains the paraffine cool to be in solid state and captures the sectional image consecutively. The second one was the system control and interface module, which controls actuators for feeding, slicing, and image capturing. And the last was the image processing and visualization module, which processed a series of acquired sectional images and generated 3D volumetric model. Handling module was composed of the gripper, which grasped and fed the object and the cutting device, which cuts the object by moving cutting edge forward and backward. sliced sectional images were acquired and saved in a form of bitmap file. 2D sectional image files were segmented from the background paraffine and utilized to generate the 3D model. Once 3-D model was constructed on the computer, user could manipulated it with various transformation methods such as translation, rotation, scaling including arbitrary sectional view.

• 한국농공학회논문집
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• 제51권4호
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• pp.7-13
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• 2009

The paddy irrigation demand for Nakdong river basin in Korea due to the climate change have been analyzed using regional climate model outputs. High-resolution (27 ${\times}$ 27 km) climate data for SRES A2 scenario produced by the Meteorological Research Institute (METRI), South Korea, and the observed baseline climatology dataset (1971-2000) were used. The outputs from the ECHO-G GCM model were dynamically downscaled using the MM5 regional model by METRI. Maps showing the predicted spatial variations of changes in climate parameters and paddy irrigation requirements have been produced using the geographic information system. The results of this study showed that the average growing season temperature will increase steadily by 1.5 $^{\circ}C$ (2020s A2), 3.2 $^{\circ}C$ (2050s A2) and 5.2 $^{\circ}C$ (2080s A2) from the baseline (1971-2000) 19.8 $^{\circ}C$. The average growing season rainfall will change by -3.4 % (2020s A2), 0.0 % (2050s A2) and +16.5 % (2080s A2) from the baseline value 886 mm. Assuming paddy area and cropping pattern remain unchanged the average volumetric irrigation demands were predicted to increase by 5.3 % (2020s A2), 8.1 % (2050s A2) and 2.2 % (2080s A2) from the baseline value 1.159 ${\times}$ $10^6\; m^3$. These projections are different from the previous study by Chung (2009) which used a different GCM and downscaling method and projected decreasing irrigation demands. This indicates that one should be careful in interpreting the results of similar studies.

• 스마트미디어저널
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• 제9권2호
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• pp.22-32
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• 2020

The hippocampal volume atrophy is known to be linked with neuro-degenerative disorders and it is also one of the most important early biomarkers for Alzheimer's disease detection. The measurements of hippocampal pure volumes from Magnetic Resonance Imaging (MRI) is a crucial task and state-of-the-art methods require a large amount of time. In addition, the structural brain development is investigated using MRI data, where brain morphometry (e.g. cortical thickness, volume, surface area etc.) study is one of the significant parts of the analysis. In this study, we have proposed a patch-based ensemble model of 3-D convolutional neural network (CNN) to measure the hippocampal pure volume from MRI data. The 3-D patches were extracted from the volumetric MRI scans to train the proposed 3-D CNN models. The trained models are used to construct the ensemble 3-D CNN model and the aggregated model predicts the pure volume in one-step in the test phase. Our approach takes only 5 seconds to estimate the volumes from an MRI scan. The average errors for the proposed ensemble 3-D CNN model are 11.7±8.8 (error%±STD) and 12.5±12.8 (error%±STD) for the left and right hippocampi of 65 test MRI scans, respectively. The quantitative study on the predicted volumes over the ground truth volumes shows that the proposed approach can be used as a proxy.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권11호
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• pp.291-297
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• 2018

의료 현장에서의 최소침습수술(MIS)의 어려움 때문에 시뮬레이터 훈련이 활발히 연구되고 있다. 이를 위해 본 연구에서는 S-chain모델을 사용하여 가상 장기와 변형과정을 표현하고 반발력 제공이 가능한 햅틱 시뮬레이터를 개발하고자 한다. S-chain알고리즘의 주요 원리는 반발력이 체인 요소의 수에 비례하는 것이며, 대상인 장기의 변형이 클수록 많은 계산시간을 요구한다. 이에 본 연구에서는 계산속도가 개선된 S-chain알고리즘을 회전움직임에 적용하여 제어성능을 평가하였다. 본 연구에서는 자기 점성 점성(MR) 유체를 사용하는 햅틱 마스터 시스템을 제안하고 S-chain모델을 개발한다. 결과적으로, 이 S-chain모델을 사용하여 가상의 장기와 실제 마스터 장치를 결합함으로써 반발력과 수술로봇의 좌표 위치를 서로 전달하는 햅틱 시스템을 구축하여, 햅틱 시뮬레이터의 제어 성능을 실험을 통해 평가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.803-810
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• 2007

FRP 합성재료로 구속된 콘크리트의 응력-변형률 응답을 합리적으로 예측할 수 있는 해석 모델이 제시되었다. 제안된 모델은 하중이 증가함에 따라 점진적으로 발생하는 미세균열에 의한 부피팽창이 미세 재료 구조의 손상을 나타내는 중요한 척도이며, 이에 손상 정도에 따라 하중 지지 능력을 일관되게 산정할 수 있다는 기본 개념에 근거한다. 이를 위하여 제안 모델은 면적 변형률 및 공극의 함수로 표시된 탄성계수, 팽창 콘크리트와 구속 매체의 상호작용을 나타내는 에너지 평형식, 변화하는 구속력 및 점증 계산 논리를 포함한다. 따라서 실험으로부터 유도된 팽창비 관계식으로부터 횡방향 혹은 부피팽창변형률을 산정하는 기존의 해석 모델과는 달리 역학적 거동 및 에너지 평형식으로부터 연속적으로 변화하는 횡방향 변형률을 산정한다. 구속된 콘크리트의 전체 응답을 예측할 수 있는 기존의 여러 해석 모델에 대하여 검토하였으며, 특히 부피 팽창을 고려하는 방법에 초점을 맞추어 토의하였다. 제안된 모델 및 기존 Samaan의 2선식 모델을 사용하여 실험 결과를 예측한 결과, 만족할 만한 범위 내에서 일치를 나타냈으나, Samaan의 2선식 모델은 부피 팽창 거동을 위하여 단지 초기 포아송비와 최종 수렴 팽창변화율 만을 고려하기 때문에 횡방향 변형률 응답을 예측하는 데는 한계가 있는 것으로 판단된다. 제안된 모델은 역학적 거동에 근거하여 다양한 관련 응답을 산정하므로 다른 분야에도 쉽게 적용할 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권12호
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• pp.868-873
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• 2011

산소전달률은 음폐수, 축산폐수 그리고 매립지 침출수와 같은 고농도 폐수처리를 호기성 공정으로 처리할 시 그 성과를 결정하는 아주 중요한 요소이다. 본 논문에서는, Jet Loop Reactor (JLR)를 이용하여 공기유량과 동력량을 운전조건의 변수로 두고 미생물의 농도에 따른 산소소비율(Oxygen uptake rate, OUR)과 물질전달계수(Volumetric mass transfer coefficient, $K_L{\cdot}a$)를 측정하였으며, 산출된 $K_L{\cdot}a$ 값의 결과를 가지고 통계학적인 분석을 통하여 비선형 회귀 모형을 제안하여 보았다. 연구 결과, 미생물 농도를 높게 유지시켜야 하는 고농도 폐수를 적용할 경우에는, 동력량과 공기량은 산소전달률의 중요한 인자이며, 마지막으로 최종 비선형 회귀모형을 동력량과, 공기량 그리고 점성계수의 함수로 나타내보았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권1호
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• pp.80-87
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• 2010

발열량이 낮은 저등급 석탄이나 황함량이 많은 petroleum-coke는 그 이용이 제한적이지만 공급이 풍부하여 잠재력이 큰 에너지원이므로, 가스화공정에 적용하여 고급연료인 수소나 액체연료를 생산할 수 있다. 본 연구에서는 상압의 열천칭 반응기(thermobalance)에서 wood chip, 저등급 석탄인 갈탄, 역청탄, 무연탄, pet-coke의 수증기 가스화 반응특성을 조사하였다. 가스화 온도 $600{\sim}850^{\circ}C$, 수증기 분압 30~90 kPa의 범위에서 조업변수들이 가스화반응속도에 미치는 영향을 조사하였다. 기체-고체 반응모델로서 modified volumetric reaction model을 적용하여 가스화반응의 거동을 묘사하고 가스화공정에 필수적인 kinetic 정보를 도출하였다. 저등급탄인 갈탄과 바이오매스인 wood chip은 휘발분 함량도 높고 비교적 높은 가스화반응속도를 보여 가스화반응공정에 적합한 연료이다. Arrhenius plot으로부터 활성화에너지는 wood chip, 갈탄, 역청탄, 무연탄, pet-coke에 대해 각각 260.3, 167.9, 134.6, 82.2, 168.9 kJ/mol으로 구해졌다. 각 연료에 대하여 수증기 가스화반응의 반응차수를 결정하였으며, 가스화공정 설계의 기초데이타로서 겉보기 반응속도식을 제시하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권6호
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• pp.1015-1020
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• 2012

석탄 및 pet coke (petroleum coke)는 그 이용이 제한적이지만 공급이 풍부한 에너지원이므로, 가스화공정에 적용하여 고급연료인 수소나 액체연료를 생산할 수 있다. 본 연구에서는 열천칭반응기와 실험실규모의 유동층반응기(내경 0.02 m, 높이 0.6 m)에서 갈탄, 무연탄, pet coke의 수증기 가스화 반응특성을 조사하였다. 가스화 온도 $600{\sim}900^{\circ}C$, 수증기 분압 0.15~0.95 atm 및 수증기/연료 비의 조업변수가 가스화반응속도 및 생성가스의 발열량에 미치는 영향을 조사하였다. 기체-고체 반응모델로서 modified volumetric reaction model을 적용하여 가스화반응의 거동을 묘사하고 kinetic 인자들을 도출하였다. 가스화 반응온도가 높을수록 생성가스 중의 수소농도와 가스의 발열량은 증가하였다. 생성가스 발열량은 무연탄 > 갈탄 > pet coke의 순으로 높게 나타났는데, 반응온도 $900^{\circ}C$, 수증기분압 95%의 조건에서 10.0 > 6.9 > 5.7 $MJ/m^3$로 각각 얻어졌다. 본 연구를 통하여 갈탄과 pet coke에 대해 가스화공정의 잠재적인 연료로서의 가능성을 확인하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권5호
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• pp.129-142
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• 1998

본 연구에서는 파괴강도이내의 일정하중 상태에서 장기적으로 진행되는 연약지반의 침하특성을 파악하기 위하여 Creep 변형성분을 고려한 구성방정식을 유도하고, 유한요소해석 프로그램을 개발하여 이를 바탕으로 토공구조물의 장기적인 변형을 합리적으로 예측함으로서 연약지반상 토공구조 물의 설계 및 시공관리에 기여하고자 하였다. 점성토의 탄.소성거동을 표현하기 위해 Modified Cam Clay모델이 사용되었으며, Creep변형을 계산하는데 있어서는 체적 Creep요소를 고려할 경우 2차 압밀계수 C,를 적용하였고, 축차 Creep요소를 고려할 경우 Singh & Mitchel Creep경험식을 통한 m, a, A 상수를 이용한 것으로 개발된 프로그램의 신뢰성을 검증하기 위하여 이론해 및 실험치와 비교하였고, 적용된 각 상수들의 민감도 를 분석한 결과, 개발된 프로그램은 적용성이 좋은 것으로 판단되었다. 또한 국내외 2개의 현장에 적용한 결과, 제방의 변형해석에 있어 Creep을 고려하지 않은 경우보다 Creep을 고려한 경우가 오차가 적게 나타나고 체적 Creep만을 고려한 경우는 약간 과소평가되 고 축차 Creep까지 고려한 경우는 약간 과대평가됨을 알 수 있었다. 따라서 Creep정수를 얻기 위한 실험기의 개발, 적정 토질정수의 선택 등 향후에도 지속적인 연구가 요구된다.