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소프트 그리퍼 제작을 위한 유연회로 적층 제조 기초 실험
조정호(J. Cho),전종호(J. Jeon),유호진(H. Yoo),신승철(S. Shin),김한솔(H. Kim),이건호(K. Lee),이인환(I. H. Lee) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
소프트 그리퍼는 로봇 끝단에 부착되어 다양한 응용분야가 예측되는 미래 유망 제조업종이다. 본 연구는 소프트 그리퍼에 내재될 각종 센서 및 제어 신호 전달용 회로를 3D 프린팅 기술을 이용해 적층하는 방법에 관한 기초 실험에 관한 것이다. 소프트 그리퍼에 내재될 회로는 어느 정도의 벤딩과 스트레칭에도 적은 전기 저항 변화량을 가져야 한다. 이를 위해 유연성을 가지며, 적층 가능한 전도성 소재를 발굴하고 이를 3D 프린팅 기술로 적층하는 것이 목적이다. 본 연구에서는 이를 위한 기초 실험으로 나노 사이즈의 구리와 은 분말을 PDMS (Polydimethylsiloxane)에 섞어 전도성을 테스트하였다. 분말의 고른 분산과 농도 조절을 위한 기초 실험이 포함되어 있으며, 기존에 잘 알려진 전도성 3D 프린팅 소재인 실버 페이스트와 CNT (Carbon Nano Fiber)에 대한 기초 실험도 병행하였다. 공학적인 목적 달성을 위해 소재의 비용도 함께 고려하여 적절한 소재와 적층용 용액 비율을 선정하였으며, 그 전도성을 확인하였다. 기초 실험 결과, 기존에 알려진 실버 페이스트와 CNT 는 전도성이 우수하였으나, CNT 는 높은 전기 저항 변동을 보였다. 구리 분말은 전도성이 확보되지 못했고, 은나노 분말은 PDMS 용액 내에서의 중량 비율이 55% 이상이어야 전도성이 확보되었다. 경제성을 고려하였을 때, 기존의 실버 페이스트보다는 은나노 분말과 PDMS 의 교반 용액을 적용하는 것이 타당해 보인다.
신종호(J. Shin),김기성(K. Kim),김건휘(G. H. Kim),조정호(J. Cho),이인환(I. H. Lee) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
그리퍼의 동역학 모델은 다양한 불확실성을 포함하고 있기 때문에 정확한 모델링이 쉽지 않다. 이러한 시스템의 경우, 전통적인 제어기법만을 활용할 시, 대상 시스템의 전체적인 성능을 저하시킬 수 있다. 한편, 최근 인공지능 분야에서 큰 각광을 받고 있는 강화학습은 시스템의 모델 정보가 부재한 상황에서도 충분한 제어 성능을 보장할 수 있다. 강화학습은 시스템에 입력을 가하고, 이에 따라 변화하는 시스템의 상태를 획득하여 다음 스템의 제어입력을 결정하게 된다. 이를 위해서는 시스템의 상태에 따른 보상이 적절히 주어져야 하며, 획득된 보상을 최대화 시키는 방향으로 제어 입력을 학습하게 된다. 따라서 적절한 시스템 모델이 없는 상황에서도 충분한 반복학습을 통해 성능을 보장할 수 있게 된다. 본 논문에서는 강화학습 기법을 활용한 그리퍼 제어시스템을 개발한다. 이를 위하여, 기존 연구에서 진행되었던 그리퍼 동역학 모델을 실제 그리퍼 시스템이라 가정한다. 가정된 그리퍼 모델을 통해 학습에 필요한 상태 정보와, 상태를 변화시키는 제어입력을 동시에 접근 및 저장/변환할 수 있는 형태로 시스템을 구축하고, 강화학습을 진행한다. 강화학습은 가치 기반 혹은 액터-크리틱 기반 강화학습 기법을 적용하며, 다양한 입력을 활용하여 학습하는 형태로 개발한다. 최종적으로 제안한 기법의 타당성을 검증하고 실제 그리퍼 제작후 적용 가능성에 대해 분석한다.
$BaTiO_3$의 입도와 분체특성과의 상관 관계 연구
전명표,조정호,김병익,Chun, M.P.,Cho, J.H.,Kim, B.I. 한국결정성장학회 2005 한국결정성장학회지 Vol.15 No.6
수열합성법에 의해 제조된 티탄산바륨 (BT01, BT02, BT03, BT04, BT05)의 입자크기와 분체특성과의 상관관계를 비표면적, 제타전위, XPS, XRD 및 SEM에 의해 조사하였다. 레이져광산법에 의해 측정된 입자의 크기는 비표면적과 XRD를 통해 결정된 격자이방성과 밀접한 관계가 있음을 보였다. 분말의 비표면적은 입자의 크기가 증가함에 따라 감소하였으며, BT03 시료는 동일한 입자크기의 BT04에 비하여 큰 비표면적을 보였으며, 이는 입자들의 응집에 기인하는 것으로 SEM사진 및 XRD 분석을 통하여 밝혀졌다. 입자의 크기가 증가함에 따라 제타전위는 증가하는 경향을 보였으며, BT02와 BT03 분말은 다른 분말에 비하여 제타전위가 큰 음의 값을 나타내었다. XPS 분석결과 분쇄시 티탄산바륨과 물 사이의 반응에 의한 $Ba^{2+}$ 이온의 용출과 관련이 있는 것으로 분석되었다. The relationship between particle size of hydro-thermally synthesized barium titanate powders (BT01, BT02, BT03, BT04, BT05) and the powder properties was investigated by means of particle size, specific surface area, zeta potential, XPS, XRD and SEM. Particle size determined by laser light scattering is closely related with specific surface area and the tetragonality (c/a) obtained from XRD. The specific surface area of the samples inversely decreased with increasing particle size except BT03 powder. BT03 sample showed higher surface area than BT04 sample of equivalent particle size, which was attributed mostly to the agglomeration of particles in terms of SEM image and XRD analysis. Zeta potential increased with increasing particle size with the exception of BT02 and BT03 which showed larger minus value of zeta potential in comparison with other BT powders. Beta potential results of BT02 and BT03 are considered to be related with the dissolution of $Ba^{2+}$ ion in these powers which was examined by XPS.