• 대한기계학회논문집A
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• 제39권10호
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• pp.985-993
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• 2015

자유피스톤 스털링 엔진(Free-piston Stirling Engine, FPSE)은 석유자원 고갈로 인한 에너지 비용 상승으로 활발하게 연구되고 있는 신재생 에너지와 폐에너지 회수를 위한 핵심 에너지 변환장치로 주목받고 있다. 기존 스털링 엔진은 두 개의 피스톤과 기구부로 구성되어 열에너지를 기계동력을 변환한다. FPSE 는 기존 스털링 엔진의 단점인 기구부를 제거하고 각각의 피스톤에 스프링을 연결하여 진동 시스템으로 구성된 엔진으로서, 올바른 엔진 설계 및 운전 제어를 위하여 정교한 동역학 성능 예측이 필수적이다. 본 논문에서는 FPSE 의 외부 부하를 고려한 동역학 성능 예측 모델을 제시하고 선형 및 비선형 해석을 통한 성능 예측 방법론을 제시하였다. 선형 해석은 고유치 해석을 통한 근궤적 선도를 이용하여 엔진의 작동점을 예측한다. 비선형 해석은 외부 부하 감쇠의 선형항과 비선형항을 고려하여 수치적분을 통해 엔진 피스톤의 진폭을 예측한다. 이러한 동역학 성능 데이터는 엔진 출력 성능 예측에 활용된다. 또한, 본 논문의 해석 모델은 대표적인 FPSE 인 RE-1000 의 실험결과 및 기존 해석 연구들과 비교/검증하여 신뢰성을 검토하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.414-419
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• 2020

본 연구에서는 사장교의 케이블 가속도계로부터 확보한 방대한 계측데이터의 활용을 확대하고자 인공지능 기반의 케이블 장력 추정 모델을 개발하였다. 케이블 장력 추정 모델은 진동법에 따른 장력 추정 과정에서 고유진동수를 판정할 수 있는 알고리즘을 핵심으로 하며 학습데이터 구성에 적합하고 판정 결과에 대한 성능이 확보될 수 있도록 입력층, 은닉층, 출력층으로 구성되는 인공신경망(Artificial Neural Network)을 적용하였다. 인공신경망의 학습데이터는 케이블 가속도 계측데이터를 진동수로 변환 후 구성하였으며 고유진동수를 중심으로 일정한 패턴을 갖는 특성을 활용하여 기계학습을 진행하였다. 학습데이터 구성 시 다수 패턴의 고유진동수를 대표할 수 있도록 다양한 크기의 진폭을 갖는 진동수를 사용하고 일정 수준으로 진동수를 누적하여 사용할 경우 고유진동수에 대한 판정 성능이 개선됨을 확인하였다. 장력 추정 모델의 성능을 판단하기 위해 계측분석 기술자에 의해 추정한 장력의 관리기준과 비교하였다. 케이블 가속도계로부터 확보한 139개의 진동수를 입력값으로 사용하여 검증을 수행한 결과 실제 정답과 유사하게 고유진동수를 판정하였고 고유진동수에 의해 케이블의 장력을 추정한 결과는 96.4%의 수준으로 관리기준에 부합하는 결과를 보여주고 있다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.40-48
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• 2009

컴퓨터를 중심으로 한 IT 기술의 비약적인 발전과 더불어, 정보산업사회가 고도화되어 감에 따라 사용자 편리를 위한 인터페이스의 지능화, 인간화에 대한 요구가 나날이 증가하고 있다. 이러한 사용자의 요구에 따라 다양한 형태의 인간친화형 사용자 인터페이스 중, 인간의 뇌를 활용한 사용자 인터페이스 즉, BCI에 관한 연구가 최근 산발적으로 다양하게 진행되고 있다. 최근 연구 개발중인 다양한 형태의 BCI 관련 연구들은 DB구축과 관련된 원천기술 확보 측면의 연구가 배제된 체 응용기술 개발 위주로 진행되고 있는 실정이다. 이와 같은 문제점으로 인하여 BCI 관련 연구들은 연구 초기 수준을 극복하지 못하고 있으며, 체계적인 연구가 진행되어지지 않고 있는 실정이다. BCI 관련 연구의 경우 피험자로부터 수집되어지고 있는 뇌파 신호가 실험에 필요한 적절하고 의미 있는 신호인지 구분하기 힘든 실정이다. 또한, 뇌파 수집 시 실험에 불필요한 행동 즉, 심한 눈 깜박임, 침 삼키기, 얼굴 및 몸 움직임에 의한 근전도와 전극의 부착상태, 주변소음, 진동 둥 실험환경에 따른 잡파의 혼입으로 인하여 정확한 뇌파 DB수집에 어려움을 겪고 있다. 이러한 피험자의 움직임 및 실험환경에 의해 혼입된 잡파의 손상된 정보로 인해 BCI 시스템 구현 시 인식률 및 성능저하를 초래할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 뇌파를 활용한 BCI 시스템 구현 시 보다 정확하고 높은 인식률을 위한 기반 연구로서 정확하고 효율적인 뇌파 DB구축 시스템을 제안하며, 잡파가 혼입된 뇌파 DB의 최소화를 위해 피험자의 얼굴 추적을 통하여 불필요한 행동 발생 시 DB수집의 사전 차단 및 자동 제어가 가능한 DB구축 시스템을 제안한다.

• 한국산업보건학회지
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• 제26권2호
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• pp.178-187
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• 2016

Objectives: Diisocyanates are a potent inducer of diseases of the airways, especially asthma. In this study, toluenediamine(TDA) and methylenedianiline(MDA) in urine were evaluated as biomarkers of exposure to tolunenediisocyanate(TDI) and methylenediphenyl diisocyanate(MDI), respectively. Methods: Workers exposed to TDI and MDI, as well as non-occupationally exposed subjects, were studied and pre- and post-shift urine samples were collected from 8 control subjects and 8 workers from a factory which manufactures polyurethane products for reducing noise and vibration in automobiles. Airborne TDI and MDI(n=8) were sampled on solvent-free glass filters impregnated with n-butylamine and detected by liquid chromatography atmospheric pressure ionization tandem mass spectrometry. Urinary TDA and MDA were detected as pentafluoropropionic acid anhydride(PFPA) derivatives by liquid chromatography electrospray ionization tandem mass spectrometry. Results: The median levels of urinary 2,6-TDA(p<0.001), 2,4-TDA(p=0.001), and MDA(p<0.001) of workers in post-shift samples were significantly higher than those of controls. The median levels of urinary 2,6-0TDA($0.63{\mu}g/g$ creatinine vs $0.34{\mu}g/g$ creatinine, p=0.017) and MDA($4.21{\mu}g/g$ creatinine vs $3.18{\mu}g/g$ creatinine, p=0.017) of workers in post-shift samples were significantly higher than those of the pre-shift samples. There were significant correlations between the urinary 2,6-TDA, 2,4-TDA, and MDA of workers in post-shift samples and the airborne 2,6-TDI(rho=0.952, p<0.001), 2,4-TDI(rho=0.833, p=0.001), and MDI(rho=0.952, p<0.001). Conclusions: These urinary diamines, metabolites of diisocyanates, in post-shift samples were useful biomarkers to assess occupational exposure to diisocyanates.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제17권2호
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• pp.71-79
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• 2016

본 논문에서는 차량 내부 환경에서 음성인식 성능을 향상시켜 안정적인 차량 제어를 위한 방법으로 사용하는 음원 위치추정방법의 성능 비교와 개선 방법을 제안하였다. 일반적으로 음원 위치추정에는 TDOA알고리즘을 사용하는데 여기에는 시간영역에서 상호상관함수를 이용하는 방법과, 주파수 영역에서 계산하는 GCC-PHAT 방법이 있다. 이중 GCC-PHAT 방법은 상호상관함수보다 반향과 잡음에 강한 특성을 보인다고 알려져 있다. 본 연구에서는 반향과 잡음이 많은 차량 환경에서 위 두 방법의 성능을 비교하고 추가로 미디언 필터 사용을 제안하여 음원위치 추정 성능과 시스템의 안정성을 나타내는 지표로 사용하는 분산값이 모두 향상됨을 확인하였다. 실험결과에서 음성을 사용한 실험에서는 두 방법의 성능 차이가 거의 없지만, 노래신호를 사용한 음원위치 추정에서는 GCC-PHAT 방법이 상호상관함수에 비해 인식률이 10% 우수함을 확인하였다. 또한 미디언 필터를 추가한 경우에는 상호상관함수 방법의 인식률을 최고 11%까지 향상시킬 수 있었고 분산값에서도 두 방법 모두 안정적인 성능을 보여주었다.

• 한국광학회지
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• 제30권6호
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• pp.249-254
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• 2019

광섬유가 지니는 패러데이 효과를 이용하여 전류의 세기를 측정하는 광전류 센서 소자를 설계 및 제작하였다. 센서 소자의 동작 안정성을 향상시키기 위하여 편광회전 반사 간섭계와 사분 파장 위상 간섭계 구조를 도입하였다. 이 복잡한 구조를 구성하는 다양한 광소자들은 하나의 폴리머 광집적회로로 구성하여 작은 크기로 제작되었다. 본 구조를 이용하면 외부에서 별도의 바이어스 피드백 제어가 필요 없는 상태에서 전류를 측정하는 센싱 동작을 수행할 수 있다. 또한 온도변화나 외부진동으로 인한 광센서 특성 변화를 제거하여 안정적인 특성을 유지하는 광전류센서를 구현할 수 있다. 그러나 패러데이 효과를 결정짓는 베르데상수는 온도에 따라 미소한 값의 변화를 가지고 있다. 본 연구에서는 이 변화로 인한 광전류센서의 온도의존성을 극복하기 위한 연구를 수행하였다. 편광회전 반사 간섭계의 부품인 광섬유 사분 파장판의 길이를 최적값으로부터 벗어나는 상태로 맞추어 줌으로써 베르데 상수의 온도의존성에 의해 나타나는 광전류센서의 스케일 팩터 변화를 보상해줄 수 있었다. 온도변화를 보상한 광전류센서는 주변 온도를 상온에서 85℃로 올리는 동안, 센서 측정 신호의 온도 의존성이 0.2% 이내로 유지되는 것을 확인했다.

• 대한소아치과학회지
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• 제24권4호
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• pp.763-770
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• 1997

The air abrasive technique is a non-mechanical method by which teeth are treated before restoration and stains and calculi are removed from tooth surfaces using the kinetic energy of small particles. The air abrasive technique in dentistry was first introduced in the 1950's with as instrument called 'Airdent'. But, as the main restorative materials of the period were amalgam and gold, and the instrument's inability to control the flow of particles caused the particles to be spread throughout the clinics, widespread use was not possible. In the 1990's, as these techincal problems were solved and more interest in new restorative materials rose in an effort to preserve sound tooth structure, new developements took place in instruments related to the air abrasive technique. The air abrasive technique produces less pressure, vibration and heat that might cause patient discomfort and facilitates the preservation of sound tooth structure. It also reduces the need for anesthesia and is less harmful to the pulp. Other advantages include increase in dentin bonding strength of composite resin, lower possibility of saliva contamination and maintenance of a dry field. But there is not direct contact between the nozzle and the tooth, the operator cannot use his or her tactile sense and must rely solely upon visual input. Other disadvantages are: the tooth preparation depends on the operator's ability; alpha-alumina particles, after bouncing off the tooth surface, cause damage to dental mirrors; the equipment is expensive and takes up a certain amount of space in the clinic. The author conducted case report using the air abrasive technique on patient visiting the Department of Pediatric Dentistry at Seoul National University Dental Hospital and arrived at the following conclusions. 1. The tooth preparation capability of different air abrasive devices varied widely among manufacturers. 2. It was more effective in treating early caries lesions and stains compared to lesions where caries had already progressed to produce soft dentin. 3. The cold stream and noise caused by the evacuation system was a major cause of discomfort to pediatric patients. 4. As there is no direct contact with tooth surface when using the air abrasive technique for tooth preparation, considerable experience and skill is required for proper tooth preparation.

• 센서학회지
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• 제19권5호
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• pp.361-368
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• 2010

ACROSS device, which is composed of an implantable microphone, a signal processor, and a vibrating transducer, is a fullyimplantable middle ear hearing device(F-IMEHD) for the recovery of patients with hearing loss. And since a microphone is implanted under skin and tissue at the temporal bones, the amplitude of the sound wave is attenuated by absorption and scattering. And the vibrating transducer attached to the ossicular chain caused also the different displacement from characteristic of the stapes. For the gain control of auditory signals, most of implantable hearing devices with the digital audio signal processor still apply to fitting rules of conventional hearing aid without regard to the effect of the implanted microphone and the vibrating transducer. So it should be taken into account the effect of the implantable microphone and the vibrating transducer to use the conventional audio fitting rule. The aim of this study was to measure gain characteristics caused by the implanted microphone and the vibrating transducer attached to the ossicle chains for the gain compensation of ACROSS device. Differential floating mass transducers (DFMT) of ACROSS device were clipped on four cadaver temporal bones. And after placing the DFMT on them, displacements of the ossicle chain with the DFMT operated by 1 $mA_{peak}$ current was measured using laser Doppler vibrometer. And the sensitivity of microphones under the sampled pig skin and the skin of 3 rat back were measured by stimulus of pure tones in frequency from 0.1 to 8.9 kHz. And we confirmed that the microphone implanted under skin showed poorer frequency response in the acoustic high-frequency band than it in the low- to mid- frequency band, and the resonant frequency of the stapes vibration was changed by attaching the DFMT on the incus, the displacement of the DFMT driven with 1 $mA_{rms}$ was higher by the amount of about 20 dB than that of cadaver's stapes driven by the sound presssure of 94 dB SPL in resonance frequency range.

• 한국측량학회지
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• 제26권1호
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• pp.93-100
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• 2008

줌 렌즈를 이용해 피사체를 촬영할 때 카메라 렌즈의 줌, 포커스, 조리개수치와 같은 요소들은 촬영 현장의 상황에 따라 변하게 된다. 특히 줌 조작을 하여 카메라 렌즈의 초점거리를 변화시키면 렌즈의 기하학적 배열은 크게 변하기 때문에 렌즈모델도 그에 따라 변하게 된다. 본 연구에서는 일반적인 카메라의 촬영 조건하에서 줌 조작시 렌즈모델이 어떻게 변하는지를 조사하였다. 이를 위해 포커스와 조리개 등의 요소를 카메라가 임의로 조절하는 상황에서도 모델의 각 요소들을 효과적으로 모델링할 수 있는지를 검토해보았다. 이를 위해 렌즈모델 추정을 위한 이미지를 촬영후 각각의 초점거리별로 자체검정을 실시하여 렌즈모델의 각 변수들을 수집하고 정리하였다. 그리고 수집된 데이터에서 패턴을 찾아 매개변수의 변화 양상이 특정한 패턴을 보이는지 관찰하였다. 그 결과 포커스와 조리개 수치를 통제하지 않는 조건임에도 불구하고 방사왜곡과 관련된 매개변수에서 일정한 패턴이 관찰되었으며 특히 방사왜곡의 2차항의 계수가 뚜렷한 선형성을 가지고 있음이 확인되었다. 이 계수를 모델링하고 촬영시의 초점거리를 알고 있으면 영상 촬영시 줌 조작을 하여도 별도의 자체검정 과정 없이 영상의 왜곡을 상당부분 제거할 수 있을 것으로 기대된다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제25권2호
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• pp.167-175
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• 2021

Far-infrared rays (FIR) are known to have various effects on atoms and molecular structures within cells owing to their radiation and vibration frequencies. The present study examined the effects of FIR on gene expression related to glucose transport through microarray analysis in rat skeletal muscle cells, as well as on mitochondrial biogenesis, at high and low glucose conditions. FIR were emitted from a bio-active material coated fabric (BMCF). L6 cells were treated with 30% BMCF for 24 h in medium containing 25 or 5.5 mM glucose, and changes in the expression of glucose transporter genes were determined. The expression of GLUT3 (Slc2a3) increased 2.0-fold (p < 0.05) under 5.5 mM glucose and 30% BMCF. In addition, mitochondrial oxygen consumption and membrane potential (ΔΨm) increased 1.5- and 3.4-fold (p < 0.05 and p < 0.001), respectively, but no significant change in expression of Pgc-1a, a regulator of mitochondrial biogenesis, was observed in 24 h. To analyze the relationship between GLUT3 expression and mitochondrial biogenesis under FIR, GLUT3 was down-modulated by siRNA for 72 h. As a result, the ΔΨm of the GLUT3 siRNA-treated cells increased 3.0-fold (p < 0.001), whereas that of the control group increased 4.6-fold (p < 0.001). Moreover, Pgc-1a expression increased upon 30% BMCF treatment for 72 h; an effect that was more pronounced in the presence of GLUT3. These results suggest that FIR may hold therapeutic potential for improving glucose metabolism and mitochondrial function in metabolic diseases associated with insufficient glucose supply, such as type 2 diabetes.