본고는 로보트 팔의 선단에 부착된 카메라에 의하여 촬영된 일련의 스테레오 영상을 이용하여 운동물체의 3차원 자세 (위치와 방향)를 정확히 추정하는 방법을 다룬다. 본고는 이미 발표된 바 있는 연구결과를 확장한 것으로서[1], 2차원 영상의 측정잡음 뿐만아니라[1], 또한 로보트 팔의 죠인트 각도의 랜덤잡음이 함께 존재할 경우 world 좌표계 (또는 로보트 기지좌표계)를 기준으로 한 운동물체의 3차원 자세의 추정에 중점을 둔다. 이를 위하여, 다음 사항에 근거하여 선형 Kalman 필터를 유도한다. (1) 2차원 영상의 측정잡음이 3차원 공간으로 전파되는 것을 분석함으로써, 이에 기인한 물체좌표계의 방향오차를 카메라 좌표계를 기준으로 하여 모델링한다; (2) 죠인트 각도 오차에 의한 로보트 선단좌표계의 방향오차를 (1)의 결과와 결합하여 extended Jacobian matrix를 유도한다; 그리고 (3) 본질적으로 비선형인 물체의 회전운동을 quaternion을 도입함으로써 선형화 한다. 운동 파라메터는 추정된 quaternion으로부터 반복 최소자승 방법을 이용하여 계산된다. 모의실험 결과, 추정오차가 상당히 감소되고, 실제의 운동 파라메터가 참 값으로 정확히 수렴함을 알 수 있다.
Background: The blind sacroiliac joint (SIJ) block cannot always be performed accurately; it is commonly performed in the office based setting because intraarticular and periarticular injections are effective for SIJ pain. However, knowledge on the surface anatomy of the SIJ is lacking. The purpose of this study was to analyze the surface anatomical location of the posterior-inferior margin of the SIJ. Methods: After informed consent was obtained, fifty patients undergoing SIJ block in the prone position were examined. The oblique angles where the anterior-inferior margin and the posterior-inferior margin of the SIJ overlap on X-ray were evaluated. In addition, the surface anatomical relationships between the posterior-inferior margin of the SIJ on X-ray and the posterior superior iliac spine (PSIS) and sacral hiatus by palpation were assessed. Results: The oblique angle was $5.4{\pm}2.9^{\circ}$. The vertical and transverse distance between the posterior-inferior margin of the SIJ and PSIS were $3.8{\pm}0.8cm$ and $0.9{\pm}0.6cm$, respectively. The vertical and transverse distance between the posterior-inferior margin of the SIJ and the midpoint of the sacral hiatus were $3.4{\pm}0.7cm$ and $3.9{\pm}0.6cm$, respectively. Only the vertical distance between the posterior-inferior margin of the SIJ and PSIS showed significant difference between the male and the female groups (P = 0.0016). Conclusions: The measurements in this study can be used as a reference standards for the blind SIJ block.
후지 전체의 정렬 평가에 필요한 정렬각도의 정상치를 측정하기 위하여, 정형외과적 질환이 없고 육안 또는 방사선 검사에서 각기형이 없는 것으로 판단되는 소형견 사체(말티즈, 푸들, 시추, 요크셔테리어) 의 후지 60개를 사용하였다. 각각의 후지를 완전히 신장시켜 전면 방사선 사진을 촬영하였으며, 이를 통해 기계적경골대퇴골각도(mechanical tibiofemoral angle, mTFA), 기계적중족경골각도 (mechanical metatarsotibial angle (mMTTA) 기계축-대퇴각도(mechanical axis-femur angle (MAFA), 기계축-중족각도(mechanical axis-metatarsus angle (MAMTA)을 측정하였으며, 무릎관절과 뒷발목관절의 기계축변위(mechanical axis deviation, SMAD or TMAD)의 평균값과 95% 신뢰구간 값을 전체 그리고 품종별로 측정하였다. 소형견 전체의 mTFA, MTTA, MAFA, MAMTA의 95% 신뢰구간 값은 각각 $5.7-7.4^{\circ}$, $-2.2--0.8^{\circ}$, $3.5-4.5^{\circ}$, $1.0-2.0^{\circ}$였으며, SMAD와 TMAD는 2.1-2.7%, 0.5-1.0%로 측정되었다. 본 연구에서 제시한 소형견의 후지정렬 측정법과 정상치는 소형견종의 후지 각기형의 진단 및 평가, 수술 계획에 있어 유용하게 사용될 수 있을 것이라 사료된다.
This study proposed a new method to design a robot manipulator control system capable of tracking the trajectories of joint angles in a reasonable accuracy to cover with actual situation of varying payload, uncertain parameters, and time delay. The direct adaptive model following control method has been used to improve existing industrial robot manipulator control system design. The proposed robot manipulator controller is operated by adjusting its gains based on the response of the manipulator in such a way that the manipulator closely matches the reference model trajectories predefined by the designer. The manipulator control system studied has two loops: they are an inner loop on adaptive model following controller to compensate nonlinearity in the manipulator dynamic equation and to decouple the coupling terms and an outer loop of state feedback controller with integral action to guarantee the stability of the adaptive scheme. This adaptation algorithm is based on the hyperstability approach with an improved Lyapunov function. The coupling among joints and the nonlinearity in the dynamic equation are explicitly considered. The designed manipulator controller shows good tracking performance in various cases, load variation, parameter uncertainties. and time delay. Since the proposed adaptive control method requires only a small number of parameters to be estimated, the controller has a relatively simple structure compared to the other adaptive manipulator controllers. Therefore, the method used is expected to be well suited for a high performance robot controller under practical operation environments.
Purpose: Foot and ankle disease (FAD) is a frequent cause of morbidity among the homeless population. Various conditions, exacerbated by malnutrition, poor lifestyle habits, psychiatric disorders, physical injuries, poor hygiene, and limited access to healthcare, have been described in this population. The purpose of this study was to investigate the cognition and management status of FAD in shelter based homeless people. Materials and Methods: Fifty-two male and twenty-five female volunteer homeless individuals were recruited from two homeless shelters. Each person completed a questionnaire assessing any presence of pain, pain management, as well as foot and ankle care status. A foot and ankle surgeon examined the physical status of the individual's foot and ankle, including tenderness and instability. A radiologic evaluation was done for 18 male and 11 female homeless people who agreed to participate in this test for the existence osteophyte or joint space narrowing representing osteoarthritis and some reference angles for hallux valgus, flatfoot and cavus foot. Results: Homeless people had higher prevalence of body mass index, diabetes, and smoking than the general population. The most prevalent infectious disease was fungal infection (male 78%, female 68%), with a low compliance of management for FAD. Conclusion: Although most of shelter-based homeless people showed an acceptable foot and ankle management status, the potential risk for FAD development and exacerbation of mild FAD was high.
물리 시뮬레이션 기반의 캐릭터 동작 제어 문제를 강화학습을 이용하여 해결해나가는 연구들이 계속해서 진행되고 있다. 강화학습을 사용하여 문제를 풀기 위해서는 네트워크 구조, 하이퍼파라미터 튜닝, 상태(state), 행동(action), 보상(reward)이 문제에 맞게 적절히 설정이 되어야 한다. 많은 연구들에서 다양한 조합으로 상태, 행동, 보상을 정의하였고, 성공적으로 문제에 적용하였다. 상태, 행동, 보상을 정의함에 다양한 조합이 있다보니 학습 성능을 향상시키는 최적의 조합을 찾기 위해서 각각의 요소들이 미치는 영향을 분석하는 연구도 진행되고 있다. 우리는 지금까지 이뤄지지 않았던 상태 표현 방식에 따른 강화학습성능에 미치는 영향을 분석하였다. 첫째로, root attached frame, root aligned frame, projected aligned frame 3가지로 좌표계를 정의하였고, 이에 대해 표현된 상태를 이용하여 강화학습에 미치는 영향을 분석하였다. 둘째로, 상태를 정의 할 때, 관절의 위치, 각도로 다양하게 조합하는 경우에 학습성능에 어떠한 영향을 미치는지 분석하였다.
To investigate and evaluate the seismic damage behaviors of steel reinforced recycled concrete (SRRC) filled circular steel tube composite columns, in this study, the cyclic loading tests of 11 composite columns was carried out by using the load-displacement joint control method. The seismic damage process, hysteretic curves and performance indexes of composite columns were observed and obtained. The effects of replacement rates of recycled coarse aggregate (RCA), diameter thickness ratio, axial compression ratio, profile steel ratio and section form of profile steel on the seismic damage behaviors of composite columns were also analyzed in detail. The results show that the failure model of columns is a typical bending failure under the combined action of horizontal loads and vertical loads, and the columns have good energy dissipation capacity and ductility. In addition, the replacement rates of RCA have a certain adverse effect on the seismic bearing capacity, energy consumption and ductility of columns. The seismic damage characteristics of composite columns are revealed according to the failure modes and hysteretic curves. A modified Park-Ang seismic damage model based on the maximum displacement and cumulative energy consumption was proposed, which can consider the adverse effect of RAC on the seismic damage of columns. On this basis, the performance levels of composite columns are divided into five categories, The interlayer displacement angle and damage index are used as the damage quantitative indicators of composite columns, and the displacement angle limits of composite columns at different performance levels under 80% assurance rate are calculated as 1/105, 1/85, 1/65, 1/28, and 1/25 respectively. On this basis, the damage index limits corresponding to each performance level are calculated as 0.045, 0.1, 0.48, 0.8, and 1.0 respectively. Finally, the corresponding relations among the performance levels, damage degrees, interlayer displacement angles and damage indexes of composite columns are established. The conclusions can provide reference for the seismic design of SRRC filled circular steel tube composite columns, it fills the vacancy in the research on seismic damage of steel reinforced recycled concrete (SRRC) filled circular steel tube composite columns.
본 연구는 철봉운동에서 기본이 되는 동작인 몸펴 한번 뒤돌아 내리기 동작을 단계적으로 분석한 후, 이를 토대로 하여 현재 시합상황 중 가장 널리 사용되는 응용동작인 몸펴 두 번 뒤돌아 내리기 동작과 몸펴 두 번 뒤돌며 한번 비틀어 내리기 동작의 운동학적 분석을 수행하여 개개분절 간의 상호작용을 해부학적 3차원 각운동과 각속도로 설명하고 이해할 수 있는 운동학적 자료를 제시하는데 있다. 피험자들은 현재 K대학교에 재학중이며 대학 대표선수인 남자 기계체조 선수 7명을 선정하였으며, 연구에 사용된 인체의 모델은 Zatsiorsky와 Seluyanov(1983, 1985)이 사용한 16개의 분절로 이루어진 인체의 모델을 사용하였다. 신체무게중심이 이동방향을 설명할 수 있는 투사각도 및 투사속도는 공중동작의 회전수가 증가할수록 신체무게중심이 투사되는 각도가 증가되며, 이렇게 증가된 신체무게중심의 투사각도는 신체무게중심의 최고점을 증가시키는 경향을 보였다. 3차원 투사속도를 살펴본 결과 Z방향(수직방향)은 공중돌기 회전수가 증가할수록 증가하는 경향이 나타났으나, 운동진행 방향인 Y방향 속도와 좌우측 기울기를 설명할 수 있는 X방향 속도에서는 의미 있는 차이를 보이지 않았다. 철봉 내리기 공중동작에서의 신체분절 및 각도 변화도 중요하지만 각운동량을 만들어내기 위한 동작준비구간의 각도 변화가 더욱더 중요하다고 할 수 있다. 즉, 상체가 철봉 아래 봉과 수직될 때부터 릴리즈 순간까지의 각도 변화에 주목해야 하는 데, 회전수가 증가할수록, 어깨관절 각도와 엉덩관절 각도 변화가 두드러지게 나타나 준비구간의 추기기 동작(Whip swing)의 주된 관절로 작용을 한다. 관성좌표계에 대한 상체의 움직임을 나타내는 3차원 방향의 각도 즉, 뒤돌기(somersault)각도, 틀기(twist)각도 그리고 기울기(tilt)각도로 설명이 되는데, 본 연구의 결과 릴리즈시 뒤돌기 각은 세가지 내리기 동작 유형에 따라 평균 57,7도, 38.8도 그리고 39.7도로 나타났으며, 기울기 각은 평균 -1.5도, -5.4도 그리고 -8.4도로 유의한 차이를 보이고 있으며, 틀기각도는 평균 13.4도, 10.6도 그리고 23.3도로 몸펴 두번 뒤돌며 한번 비틀어 내리기 경우 가장 큰 수치를 나타냈다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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