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로봇팔 3D 바이오 프린팅의 건축 활용을 위한 기초 연구 - 클로렐라-카올린 분말의 재료 배합비와 출력 성능 조사 -
최형인(Choi, Hyoung-In),윤주희(Yoon, Ju-Hee),이황(Yi, Hwang) 대한건축학회 2020 대한건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.40 No.2
The bio-printing is a popular subject in the field of additive manufacturing(AM), yet it has been mainly addressed in medical science and material engineering. This study explored the possibilities of architectural use of bio-printing, focusing on the printability and scalability of bio-material composition. We developed an instrumental procedure and tools that enable composite-material (chlorella, clay, and extra additives) printing. A bio-printable paste extruder was installed on the industrial 6-axis robot arm to test various arrangements and configuration of building and bio-material mixture in the AM process. Test results showed that a high water-content ratio is prone to printability. When used ethanol improved cohesiveness of composites, but relatively large deformation was found in final shapes. The results of this study suggest that it is critical to have clearly informed physical characteristics of bio-material and mixture constituents for large-scale bio-printing. This work contributes to extend the knowledge of architectural AM using bio-printing technology.
높이 조절 세면대의 높이별 여성고령자 와 젊은 여성의 하지부의 joint moment와 EMG 분석
최형인(Hyoung In Choi),홍재수(Jea Su Hong) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회 학술대회 Vol.2014 No.2
본 논문은 고령자 및 장애인을 위한 높이 조절 세면대에 관한 논문이다. 높이 조절 세면대의 높이를 조절하여, 각각의 높이별로 하지부의 5개의 근육인 Rectus femoris, Vastus Lateralis, Tibialis anterior, Biceps femoris, Gastrocnemius와 척추기립 근의 %MVC와 함께 knee joint moment, hip joint moment를 여성 고령자와 젊은 여성 피험자를 대상으로 측정하여 이를 생체역학적인 관점에서 분석 하여 비교하였다. 세면동작에서 노인그룹이 젊은 그룹보다 더 많은 근육 활성도를 보였다.
낙상 시 하지 관절의 생체역학적 분석 및 IMU sensor와의 분석
최형인(Hyoung In Choi),홍재수(Jea Su Hong),전경진(Keyoung Jin Chun),고철웅(Cheol Woong Ko) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회 학술대회 Vol.2014 No.2
본 연구는 건강한 성인남성 2명을 대상으로 한 낙상 실험이다. 낙상 시 피험자의 4번째 요추와 5번째 요추 사이에 부착된 IMU sensor의 가속도 데이터와 Pelvic, Knee, Ankle의 각 관절의속도 데이터, 그리고 Rectus femoris, Vastus Lateralis, Tibialis anterior, Biceps femoris, Gastrocnemius의 하지부의 5가지 근육의 EMG 데이터를 측정하고, 분석 하였다. EMG 데이터는 근육의 MVC를 각각 측정하여 %MVC화하여 표준화 하였다. IMU 센서에서 측된된 가속도는 측정된 최대 가속도는 약 7g에서 13g 사이로 나타났다. 측정된 최소 가속도는 약 0.1g에서 0.6g 사이로 나타났다.
건축 바이오 3D 프린팅을 위한 하이드로겔 및 천연 재료의 출력 성능
최형인(Choi, Hyoung-In),이황(Yi, Hwang) 대한건축학회 2022 대한건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.42 No.1
Additive manufacturing (AM) using regenerated biomaterials is in its infancy despite the urgent need for alternatives to fuel-based products and in spite of the exceptional mechanical properties, availability, and biodegradability associated with water–based natural polymers. This study presents water-based robotic fabrication as a design approach and enabling technology for AM using biodegradable hydrogel composites. Our research focuses on the combination of expanding the dimensions of the fabrication envelope, developing structural materials for additive deposition, incorporating material-property gradients, and manufacturing architectural-scale biodegradable systems. This work presents a robotically controlled AM system to produce biodegradable-composite objects combining natural hydrogels, such as Hyaluronic Acid, Gelatin and Cellulose, with other organic aggregates. It demonstrates the approach by designing, building, and evaluating the mechanics and controls of a multichamber extrusion system. Finally, it provides evidence of large-scale composite objects fabricated by our technology that display graded properties and feature sizes ranging from micro - to macroscale. Fabricated objects may be chemically stabilized or dissolved in water and recycled within minutes. Applications include the fabrication of fully recyclable products or temporary architectural components such as tent structures with graded mechanical and optical properties. Proposed applications demonstrate environmental capabilities such as water-storing structures, hydration - induced shape forming, and product disintegration over time.