• 방송공학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.537-544
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• 2020

본 논문에서는 FACS(Facial Action Coding System)에 기반을 둔 안드로이드 로봇 헤드의 개발을 통한 감정표현 방법을 제안한다. 안드로이드 로봇은 인간과 가까운 외모를 가진 로봇을 말하며, 인공 피부, 인공 근육을 가지고 있다. 감정 표현을 로봇으로 구현하기 위해서는 인공 근육의 개수와 배치를 정하여야 하는데 이를 위해 인간의 얼굴 움직임을 해부학적으로 분석하였다. FACS는 해부학을 기반으로 하여 표정을 만들 때의 얼굴의 움직임을 분석한 시스템이다. FACS에서는 표정은 AU(Action Unit)의 조합으로 만들어지며, 이 AU를 기반으로 로봇의 인공 근육의 수와 위치를 정하게 된다. 개발된 안드로이드 헤드는 30개의 인공 근육에 해당되는 모터와 와이어를 가지고 있으며, 표정 구현을 위한 인공 피부를 가지고 있다. 제한된 머리 공간에 많은 모터를 탑재하기 위해 spherical joint와 스프링을 이용하여 초소형 안구 모듈이 개발되었고, 와이어 경로의 효율적인 설계를 기반으로 30개의 모터가 배치되었다. 제작된 안드로이드 헤드는 30 자유도를 가지고 13개의 기본 감정 표현을 구현 가능하였고, 전시회에서 일반 관람객들을 대상으로 인식률을 평가 받았다.

• 만화애니메이션 연구
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• 통권49호
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• pp.87-112
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• 2017

중첩은 복수의 이미지들을 겹쳐 놓는 것으로 여러 가지 표현의 목적을 위해 사용된다. 중첩 가운데, 특히 움직임을 표현하기 위한 중첩은 운동의 과정을 분석, 종합하면서 예술의 여러 분야에서 활용되어 왔다. 이러한 움직임을 표현하는 중첩을 '동체중첩'이라고 명명하고, '하나의 화면에 단일 동체의 운동을 동시에 나열해 움직임을 표현하는 기법'으로 정의한다. 동체중첩은 회화와 사진과 같은 평면 예술에서 시작되었는데 이를 '정적인 동체중첩'으로 분류하고, 이를 이어서 영화와 애니메이션과 같은 영상예술로 발전한 동체중첩은 '동적인 동체중첩'으로 분류한다. 이러한 동체중첩의 중심에는 무엇보다도 동체중첩의 독자적인 예술성과 미학을 구현한 노먼 맥라렌의 작품 <빠 드 되>가 위치하며, 이 작품을 중심으로 동체중첩의 핵심 개념을 분석하고 그 선후에 대한 연구를 통해 동체중첩의 맥락과 예술적 성취를 확인한다. 그리고 오늘날 동체중첩은 디지털 테크놀로지의 발달에 힘입어 기술과 차원을 더욱 확장시키고 있다. 신기술을 활용한 새로운 동체중첩의 작업들은 <빠 드 되>를 매체적으로, 그리고 개념적으로 재해석해 동체중첩의 새로운 가능성을 보여 주는데 이러한 동체중첩의 경향과 전망에 관해 살펴본다. 이와 같이 <빠 드 되>를 중심으로 한 동체중첩에 관한 논의는 궁극적으로 동체중첩이 이룬 예술적 성취를 확인하고 그 의미와 새로운 가능성에 대해 고찰하는 계기를 제공한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.114-131
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• 1992

본 논문은 2차원 자유표면파문제에서 시간영역해법을 이용하여 2차원 운동문제에 적용할 수 있는 수치해석을 하였다. 경계조건으로는 엄밀한 물체표면 경계조건과 비선형 자유표면경계 조건을 부과했다. 수치해를 구하는데는 코시이론을 이용하여 제2종 프레드흘름 경계적분방정식을 도출하고 이를 이산화시켜 처리하였다. 수치계산을 위해 전영역을 유한한 영역으로 제한하여야 한다. 제한된 영역에서 방사해의 부과를 위해 전영역을 수치해석영역과 외부영역으로 나누고, 외부영역의 해는 그린 제2정리를 이용하고, 선형자유표면조건을 만족하는 과도그린함수를 사용한다. 위의 그린 제2정리를 이용한 식으로 부터 초기조건, 선형 자유표면조건, 무한원방조건을 이용하여 단순화시킨 다음 포텐셜과 유동함수의 관계식으로 치환하면 비선형해와 정합할 수 있는 정합행렬을 구할 수 있다. 본 논문에서 개발한 정합방법을 이용하여 적용할 문제로서 첫째는 주상체가 상하동요, 수평동요하는 경우 계산이고 두번째로는 수면하에서 타원형실린더가 일정속도로 항진할 때 계산을 수행한 결과를 고차스펙트럴방법과 비교하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권2호
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• pp.89-97
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• 2017

만곡수로에서의 흐름 구조는 나선형 운동을 갖는 이차 재순환 흐름 그리고 만곡부 측벽으로부터 발생하는 흐름분리로 인한 전단층 등으로 복잡하다. 이 연구에서는 3개의 통계학적 난류모형($k-{\varepsilon}$, RNG $k-{\varepsilon}$, $k-{\omega}$ SST) 그리고 자유수면 변동 해석을 위한 VOF 기법을 적용한 비정상 Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) 계산을 수행하여 고진폭 만곡수로인 키노시타(Kinoshita) 수로에서의 이차류와 편수위를 해석하였다. 2차 정확도의 유한체적법을 이용하여 구한 해석결과를 기존 수리실험 자료와 비교하여 각 난류모형의 적용성을 평가하였다. 비정상 RANS 계산에서 적용한 3개의 통계학적 난류모형의 해석 결과를 분석해 보면 키노시타 수로에서 발생하는 만곡부 편수위는 3개 모형 모두 유사하게 모의하는 한편, 전반적인 이차류 분포는 $k-{\omega}$ SST상대적으로 잘 모의하는 것으로 나타났다. 하류에 위치한 만곡부 흐름에 영향을 미쳐 국부적으로 발생한 이차류와 이전의 만곡부 중앙 수면 부근에서 발생하는 한 쌍의 이차 와류가 존재하는 현상을 관측하였으며, $k-{\omega}$ SST 난류모형은 이러한 복잡한 와류 변화를 양호하게 모의했다. $k-{\varepsilon}$ 모형을 기반으로 개발된 두 모형으로 모의한 결과에서는 실험에서 관측된 중앙 만곡부에 존재하는 두 개의 이차류 중, 시계방향 와류가 재현되지 않는다. VOF기법을 이용해서 계산한 만곡부에서의 편수위 해석결과는 적용한 모든 난류모형에 대해서 전반적으로 실험값을 양호하게 재현하는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.101-111
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• 2006

이 논문에서는 안정대륙권역(Stable Continental Regions, SCRs)에서의 중규모 지진에 의한 근단층지반운동(Near Fault Ground Motion, NFGM) 모델을 처음으로 제시한다. 근단층지반운동은 큰 진폭의 장주기 속도 펄스를 갖는 특징을 가지고 있다. 이 속도 펄스를 모델링하기 위해서는 그 주기와 진폭을 지진의 규모와 단층거리의 함수로 표현할 수 있어야 한다. 그런데 안정대륙권역에서는 관측 자료가 빈약하여 지진데이터로부터 이 관계식을 직접 유도하는 것은 어렵기 때문에 이 연구에서는 간접적인 접근법을 채택하였다. 속도 펄스의 주기와 진폭은 단층파열의 상승시간과 파열속도의 함수임이 알려져 있고 활성구조권역(Active Tectonic Regions, ATRs)에 속하는 미국 서부지역에서는 실험적 공식이 확립되어 있다. 안정대륙권역에서의 상승시간과 단층파열속도의 지진규모에 대한 함수관계는 WUS와 CEUS에서의 자료를 비교하여 도출하였다. 이 관계식들로부터 안정대륙권역에서의 NFGM의 속도 펄스의 주기와 진폭을 지진규모 및 단층 거리에 대한 관계식으로 유도하였다. 안정대륙권역에서의 NFGM의 가속도 시간이력은 추계학적으로 생성된 원역지진지반가속도에 새로운 관계식에 의한 속도 펄스를 중첩하여 얻어진다. 적용 예제로서 탄소성 단자유도 시스템의 근단층지반운동에 대한 응답을 분석하였다.

• 공연문화연구
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• 제32호
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• pp.305-332
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• 2016

이 글은 오늘날의 시각 중심 시대에 문학이 요동하는 주요인의 하나로 영상 미디어-테크놀로지에 의한 '몸'의 부상을 꼽고, 그에 따라 '문학미디어'로서의 몸 -몸의 문학적 현상과 기능- 을 연구하는 연속적 연구의 두 번째이다. 필자는 연구의 구체적 역사적 이론적 지평을 확보하기 위해 판소리와 발레의 대비 연구에 먼저 착안했었다. 그 과정에서 한국 고전 서사에 기반을 둔 한국 창작발레가 글로컬 문화 콘텐츠로서 조명되었으며, 한국발레의 진정한 개성과 정체성을 획득하기 위해서는 한국 고유의 리듬과 선율이 원용될 필요성이 제기됐었다{이상 '왜 춘향은 춤을 추는가(I)'}. 그것은 곧 판소리의 장단과 창으로서, 이 글에서는 그 주장을 강화 및 공식화하기 위해 구체적인 논거들을 보완하는 한편, 판소리가 실제로 사용된 한국 창작발레의 사례를 제시하면서 앞으로 장단과 창이 어떻게 적절하게 원용됨으로써 한국창작발레의 향상이 이뤄질 수 있는가를 거시적으로 가늠해보고자 하였다. 현재까지는 한국 창작발레에서 판소리가 일종의 시각적 효과 -이색적인 요소로서 단지 뵈어지고 들려지는 것- 를 주로 거뒀다고 할 수 있었다. 따라서 그것을 넘어서 동작과 안무에 작용하는 판소리의 필요성이 제기되었으며 부분적 적용에서 정제되어 전반으로 확장되는 방안이 모색되었다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제29권3호
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• pp.69-77
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• 2023

본 연구는 몰입형 가상환경에서의 가상현실 사용자의 사회적 현존감을 높이고 다양한 경험을 제공하기 위하여 강체 추적 기반의 가상 아바타 응용 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 마커를 사용한 모션 캡처 기반의 실시간 강체 추적을 기반으로 역운동학을 통해 가상 아바타의 동작을 추정한다. 이를 통해 현실 세계에서의 간단한 객체 조작으로 몰입감 높은 가상환경을 설계함을 목적으로 한다. 가상 아바타를 통한 몰입형 가상환경에 관한 응용을 실험 및 분석하기 위하여 과학실험 교육 콘텐츠를 제작하고 시청각 교육, 전신 추적, 그리고 제안하는 강체 추적 방법과의 설문을 통해 비교 분석하였다. 제안한 가상환경에서 참가자들은 가상현실 HMD를 착용하고 추정된 동작으로부터 실험 교육 행동을 수행하는 가상 아바타로부터 몰입과 교육 효과를 확인하기 위한 설문을 진행하였다. 결과적으로 강체 추적 기반의 가상 아바타를 활용하는 방법을 통해 전통적인 시청각 교육보다 높은 몰입과 교육 효과를 유도할 수 있었으며, 전신 추적을 위한 많은 작업 없이도 충분히 긍정적인 경험을 제공할 수 있음을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제12권10호
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• pp.445-454
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• 2023

최근에는 협동 로봇의 데이터를 활용한 다양한 결함진단 연구가 수행되고 있다. 협동 로봇의 결함진단을 수행하는 기존 연구들은 기존 연구의 학습 데이터는 미리 정의된 기기의 동작을 가정하고 수집한 정적 데이터를 사용한다. 따라서 결함진단 모델은 학습한 데이터 패턴에 대한 의존성이 높아지는 한계가 있다. 또한 단일 모터를 사용한 실험으로 다관절이 동작하는 협동 로봇의 특성을 반영한 진단이 이루어지지 못했다는 한계가 있다. 본 논문에서는 앞서 언급한 두 가지 한계점을 해결할 수 있는 LSTM 진단 모델을 제안한다. 제안하는 방법은 단일 축 및 다중 축 작업 환경에서의 진동 및 전류 데이터의 상관분석을 사용하여 정상 대표 패턴을 선정하고, 정상 대표 패턴과의 차이를 통해 잔차 패턴을 생성한다. 생성된 잔차 패턴을 입력으로 축별 기어 마모 진단을 수행할 수 있는 LSTM 모델을 생성한다. 해당 결함진단 모델은 동작별 대표 패턴을 통해 모델의 학습 데이터 패턴에 대한 의존성을 낮출 수 있을 뿐 아니라 다중 축 동작 수행 시 발생하는 결함을 진단할 수 있다. 마지막으로, 내부 및 외부 데이터의 특성을 모두 반영하여 결함진단 성능을 개선한 결과 98.57%의 높은 진단 성능을 보였다.

• 한국의류학회지
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• 제32권12호
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• pp.1837-1847
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• 2008

카멜레온은 미끈한 몸통과 화려한 색 띠들을 가진 작은 도마뱀을 말하는데 빛, 온도, 기분에 따라 색이 변화하는 것이 특징이다. 또한, 변덕스러운 사람, 요염하고 매혹적인 사람, 속물적이면서도 상황에 재빨리 대처하는 사람 등을 일컬어 카멜레온이라고 하기도 한다. 본 연구의 목적은 상황에 따라 색이 변하는 카멜레온 이미지를 요염한 변덕장이들의 섹시한 스타일로 비유해서 Wearable Art에 실루엣, 색, 텍스처 개발 기술을 접목하여 표현하고자 한 것이다. 연구방법은 카멜레온의 사실적, 개념적 특징들을 Wearable Art 작품으로 표현해 나가는 단계에서 특히, 옷감 표면에 다양한 제작 기술들을 실험해 보는 과정으로 진행되었다. 작품 이미지 컨셉은 'sensuality', 'tempting', 'splendid', 'brilliant', 'fascinating' 등으로 표현했고, 연구자의 미래지향적 기호와 움직임을 통한 편하고(comfortable) 즐거울 수 있는(enjoyable)개념 역시 포함되도록 하면서 작품 완성도를 높였다. 디자인 및 제작 포인트는 실제 카멜레온의 전체 라인, 색, 표피 질감 등 그 특징들을 분석하여 본 작품의 형태, 색, 텍스처 등을 통해 상징적으로 표현하도록 하였고, 동시에 요염한 변덕장이 카멜레온의 이미지가 암시적으로 나타날 수 있도록 하였다. 작품 실루엣은 바디컨셔스 라인(body-conscious line)이다. 이것은 카멜레온의 날씬하고 미끈한 몸체를 이미지화 한 것이며 동시에, 속세적이면서도 미래적인 이미지가 암시적으로 표현되도록 한 것이다. 카멜레온 등뼈가 드러난 것을 드레스 등이 노출되도록 하여 표현하였는데 이것은 동시에 관능적이고 요염한 카멜레온 이미지를 나타내는 것이다. 카멜레온의 유선형 머리부분 표현은 완만한 삼각형 모양의 후드패턴을 통해, 카멜레온의 길게 말린 꼬리 표현은 불규칙적인 플레어의 햄 라인으로 처리하여 상징적으로 표현하였다. 카멜레온 색들은 선명한 비비드 톤이면서 동시에 빛 또는 기분에 따라 색이 변화하는 것이 특징인데, 작품 제작 과정에서도 빛과 각도에 따라 드레스 색이 조금씩 다르게 보이는 효과를 가장 중요하게 연구하였다. 검정색 쉬폰 위에 퓨셔(fuchsia)색 작은 벨벳 물방울 무늬가 박힌 소재를 주 소재로 하여 표면에 입체적인 텍스처를 줌으로서 빛의 각도에 따라 두가지 색이 섞여져서 전체적으로 색이 다르게 보이는 착시 결과를 가져왔다. 허리에서의 빨강색과 파란색 계열의 다양한 스톤들은 실제 카멜레온 스킨 이미지와 더불어 돌출된 입체감과 그라데이션 효과로 인해 움직임에 따라 색이 다르게 보이는 결과를 가져왔다. 50% 쉬폰/50% 폴리에스테르에 벨벳 다트 무늬가 들어가 있는 원단을 사용하여 옷감 표면에 탄성실을 이용한 스모킹 주름효과를 주는 기술을 접목시켜 flexible한 스트레치성 옷감으로 재탄생시킴과 동시에 소재 표면에 오돌토돌한 텍스처가 생기게 하였다. 이것은 카멜레온의 표피와 흡사하면서 동시에 몸에 밀착되는 결과를 가져와 섹시하면서도 편안한 작품 이미지 표현에도 적절한 역할을 한다. 스톤장식은 아크릴릭카보숑(acrylic cabochons)과 잼스톤(gemstones)들을 섞어서 사용했는데 카멜레온 등 표피 질감을 상징함과 동시에 색이 다르게 보이는 효과를 나타낸다는 점에서 본 작품의 포인트이다. 드레스 제작은 주로 바이어스 결을 이용한 드레이핑 기법을 이용하였는데, 후드가 앞 몸판과 연결되어 있고 불규칙적인 사각형들이 앞에서 뒤로 옆 솔기 없이 연결되어 있다. 옷은 살아 움직이는 사람이 입어서 가장 편하고 즐거우면 옷의 완성도가 가장 높다고 할 수 있다. 카멜레온 드레스 역시 움직이는 신체와 함께 색이 다르게 보이는 기법과 효과를 연구하는 과정에서 편하고 즐거운 Wearable Art를 완성할 수 있었다. 바로 이점이 입는 예술 즉, 입고 즐길 수 있는 옷에 예술미를 가미한 Wearable Art의 진미가 아닐까 생각한다.

• 한국지구과학회지
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• 제38권1호
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• pp.24-34
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• 2017

등학교에서 사용되는 고급지구과학 교과서에서는 서풍이 대규모 산맥을 넘어갈 때 풍하측에 파동이 발생하는 현상을 개략적인 그림으로 제시하여 간략히 이론적으로만 설명하고 있다. 이 현상은 편서풍 파동 현상으로 산을 넘어가는 공기 기둥의 소용돌이도(잠재와도) 보존 이론으로 설명될 수 있다. 그러나 우리나라와 같이 소규모 산맥이 존재하는 지역에서 관측자료를 바탕으로 중규모 편서풍 파동 현상에 대한 사례 연구는 부재하였다. 또한 서풍에 의한 파동이 형성되는 조건인 산맥의 폭과 길이에 따라 서풍의 풍속, 지속시간을 명확히 규정한 선행연구는 미미하다. 따라서 본 연구에서는 우선적으로 소백산맥을 대상으로 근처의 지표 관측소에서 관측한 지역별 상세관측자료를 이용하여 파동이 실제로 형성되는 지 확인하였다. 또한 소백산맥에 의하여 지표 근처에서 서풍 파동이 생성되기 위한 서풍의 최저속도인 임계 속도를 이론적으로 유도하여, 대략 $0.6m\;s^{-1}$의 값을 구하였다. 더 나아가 기상청 2014년 지역예보모델의 4-차원 자료동화 자료를 추가하여 소백산맥 풍하측 서풍 파동 발생의 연중 빈도와 서풍 파동의 진행 발달과정을 고도별로 분석하였다. 발생한 서풍 파동은 meso-${\beta}$ 또는 -${\gamma}$ 규모였다. 파동의 생성 및 소멸은 풍속 또는 풍향과 밀접한 관계가 있으며, 풍속이 감소함에 따라 산맥에 의한 서풍 파동은 점차 소멸되었다. 서풍이 강할수록 상층에 meso-${\beta}$ 규모의 파장을 갖는 와도 생성 비율이 높았다. 분석 범위를 동아시아 권역으로 넓혔을 때 중국 동북부 옌산 산맥에서도 서풍 파동 현상을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 유체지구에 대한 이론과 현상의 이해, 특히 우리나라 산맥에 의해 발생하는 대기의 파동 현상을 실제 관측 자료를 바탕으로 이해를 돕는 교육 자료로 활용될 수 있다.