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순응적 날개를 가진 날갯짓 로봇 시뮬레이션을 위한 뉴로컨트롤의 진화연산 최적화
심윤식(Yoonsik Shim) 한국컴퓨터정보학회 2019 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.24 No.12
본 논문은 목표한 방향으로 자유롭게 기동할 수 있는 새 크기의 물리기반 날갯짓 비행로봇 시뮬레이션을 위한 동역학적 신경망 컨트롤러를 생성하는 통합적인 진화연산 방법을 제시한다. 제안된 진화로봇 시스템은 날갯짓 비행의 추가적인 민첩성과 안정성을 위하여 Morphological Computation 개념을 응용한 간단한 날개 순응성 모델과 그와 통합된 Mechanosensory 정보를 활용한다. 역학적으로 불안정한 날갯짓 기동의 안정성 개선을 위해 로봇의 날개는 회전스프링으로 팔의 골격에 연결된 여러개의 패널들로 모델링되어, 새의 깃털에서 영감을 받은 단순한 형태의 날개 유연성을 시뮬레이션 하도록 설계되었다. 신경망 컨트롤러 역시 생물학적으로 의미있는 좌우대칭적 연결구조를 가짐과 동시에 최대의 진화연산 탐색 가능성을 위해 두 개의 fully-connected 신경망 모듈로 이루어지며, 이를 위한 센서정보로서 항법센서와 더불어 각 날개패널의 움직임 정보들이 입력되어진다. 이러한 설계는 각 패널센서로 하여금 잠재적으로 신경망의 날갯짓 패턴 생성에 관여하게 함과 동시에, 날개에 가해지는 힘의 감지와 패널의 굽어짐으로 인한 날개 순응성으로부터 얻을 수 있는 비행의 민첩성과 안정성 향상을 동시에 유도할 수 있다. 본 시스템으로 진화된 날갯짓 로봇은 실시간으로 주어지는 목표방향으로의 효과적인 기동과 함께, 외부의 공기역학적 섭동에 대하여도 더욱 안정적인 비행을 유지함을 보여준다. This paper presents a novel evolutionary framework for optimizing a bio-inspired fully dynamic neurocontroller for the maneuverable flapping flight of a simulated bird-sized ornithopter robot which takes advantage of the morphological computation and mechansensory feedback to improve flight stability. In order to cope with the difficulty of generating robust flapping flight and its maneuver, the wing of robot is modelled as a series of sub-plates joined by passive torsional springs, which implements the simplified version of feathers attached to the forearm skeleton. The neural controller is designed to have a bilaterally symmetric structure which consists of two fully connected neural network modules receiving mirrored sensory inputs from a series of flight navigation sensors as well as feather mechanosensors to let them participate in pattern generation. The synergy of wing compliance and its sensory reflexes gives a possibility that the robot can feel and exploit aerodynamic forces on its wings to potentially contribute to the agility and stability during flight. The evolved robot exhibited target-following flight maneuver using asymmetric wing movements as well as its tail, showing robustness to external aerodynamic disturbances.
양윤식(Yoonsik Yang),공민제(Minje Kong),심진욱(Jinwook Shim),한탁돈(Tak-Don Han) 한국HCI학회 2014 한국HCI학회 학술대회 Vol.2014 No.2
본 논문에서는 사용자의 손을 키넥트로 인식하여 모바일 기기를 제어하는 시스템을 제안한다. 제안하는 모바일 기기 제어 방식은 키넥트로 받은 컬러 영상에서 Skin-Color 알고리즘을 통해 피부 색상을 분리하고, 깊이 영상을 이용하여 일정 거리 이상 되는 픽셀들을 제거한 후 이 두 개의 이미지를 이용하여 손의 ROI를 검출한다. 또한 손의 ROI에서 Finger-tip을 찾기 위해 K-curvature 알고리즘을 이용하고 손가락 개수에 따른 다양한 상호작용을 수행할 수 있도록 한다. 이 인식된 손을 Kalman filter를 이용해 추적한다. 이렇게 인식된 데이터를 가지고 모바일에 맵핑시켜 컴퓨터의 마우스와 같은 제어시스템을 제공한다. This paper propose the system that recognizes the users hand by Kinect and controls mobile devices. Proposed mobile remote control system gets the color image and segments the skin color by using skin-color algorithm, after removing the pixels which is more than a certain distance by using the depth image. Using this two images detects the hand ROI. Also from the hand ROI we use K-curvature algorithm to find the Finger-tips. According to the number of fingers it enables various interactions. By using the detected hand we use kalman filter to track hand. Using this recognized data for mapping on the mobile it offers control system like mouse.
Learning Media on Mathematical Education based on Augmented Reality
( Kalaphath Kounlaxay ),( Yoonsik Shim ),( Shin-jin Kang ),( Ho-young Kwak ),( Soo Kyun Kim ) 한국인터넷정보학회 2021 KSII Transactions on Internet and Information Syst Vol.15 No.3
Modern technology offers many ways to enhance teaching and learning that in turn promote the development of tools for educational activities both inside and outside the classroom. Many educational programs using the augmented reality (AR) technology are being widely used to provide supplementary learning materials for students. This paper describes the potential and challenges of using GeoGebra AR in mathematical studies, whereby students can view 3D geometric objects for a better understanding of their structure, and verifies the feasibility of its use based on experimental results. The GeoGebra software can be used to draw geometric objects, and 3D geometric objects can be viewed using AR software or AR applications on mobile phones or computer tablets. These could provide some of the required materials for mathematical education at high schools or universities. The use of the GeoGebra application for education in Laos will be particularly discussed in this paper.
공민제(Minje Kong),양윤식(Yoonsik Yang),심진욱(Jinwook Shim),한탁돈(Tack-Don Han) 한국HCI학회 2014 한국HCI학회 학술대회 Vol.2014 No.2
본 논문은 사용자에게 쉽게 사용 가능한 새로운 사용자 신체 기반 상호작용을 제안한다. 제안하는 이 새로운 상호작용 방법은 사용자의 신체 중에서 팔과 손 포스처를 이용한다. 키넥트를 통해 사용자의 팔을 인식하고 인식된 팔에 상호작용할 메뉴를 일정 간격으로 나누어 맵핑한다. 인식된 팔의 깊이 값은 후에 인터페이스 메뉴와의 터치 인터렉션을 위해 기본 값으로 저장한다. 그리고 사용자의 손 포스처를 인식하여 손 포스처에 따라 팔에 각각의 다른 메뉴들을 생성한다. 사용자는 메뉴가 맵핑된 팔에 반대 손 손가락으로 메뉴를 터치하여 상호작용 한다. 이때 앞서 저장한 기본값과 터치 인터렉션을 일으킬 반대 손가락간의 거리가 일정 깊이 값내로 인식되면 터치로 인식한다. 우리는 사용성 평가를 통해 사용자들이 팔과 손 포스처를 이용하는 이 새로운 상호작용 방법에 긍정적인 평가를 가지고 있다는 것을 확인할 수 있었다. In this paper, we suggest new body-centered interaction which user can easily interact. This new interaction method uses arm and hand posture among the body part. Through the Kinect, user’s arm is recognized and divided in certain distance for mapping the menu. The recognized arm’s depth values are saved as default value. By user’s posture, the different menus are generated on the arm which divided in certain space. User can select menu by touching the arm with the other hand’s finger. The system recognizes touch when saved default value and finger becomes certain value. We ascertain the positive results of this study from the user evaluation about his new interaction which uses arm and hand posture.