폴리머 재질 사이의 마찰 대전 과정에 초기 대전량이 미치는 영향

유종덕 고려대학교 대학원 2023 국내석사

In this paper, the effect of the initial charge on the charging process is confirmed using triboelectric separation. The initial charge between different materials A and B is presented under two conditions: the charge within saturation value in tribocharging process between A and B and following the polarity of the triboelectric series (Initial condition 1), and the charge either greater than saturation value in tribocharging process between A and B or not following the polarity of the triboelectric series(Initial condition 2). In Initial condition 1, the charge generation occurs between the two materials, and it continues until the one of the materials reaches the saturation value. In Initial condition 2, the charge dissipation occurs between the two materials, and even if the tribocharging continues after the charge dissipation occurs, the charge generation converges on the value smaller than saturation value. The converged value can be reached to the saturation value through neutralization or spending enough time. 본 논문은 마찰전하형 정전선별법을 이용하여 초기 대전량이 마찰 과정에 미치는 영향을 확인한다. 서로 다른 재질 A와 B 사이에서 초기 대전량은 2가지 조건으로 제시되며, A와 B 사이 마찰 대전 과정의 saturation value를 초과하지 않는 대전량이면서 대전 서열 상의 polarity를 따르는 조건(Initial condition 1)과 A와 B 사이 마찰 대전 과정의 saturation value를 초과하거나 대전 서열 상의 polarity를 따르지 않는 조건(Initial condition 2)으로 나누어진다. Initial condition 1에서는 두 재질 사이에서 전하 교환이 이루어지며, 한 쪽이 saturation value에 도달할 때까지 마찰이 지속된다. Initial condition 2에서는 두 재질 사이에서 전하 방출이 이루어지며, 전하 방출 후 마찰을 지속해도 saturation value 보다 작은 값에서 전하의 교환이 멈추어 converged value를 가진다. Converged value는 충분한 시간이 지나거나 neutralization을 통하여 saturation value까지 도달할 수 있다.

로봇 안전 표준 기반의 협동로봇 전장 시스템 설계

이관형 고려대학교 대학원 2021 국내석사

With the advent of collaborative robots and the expansion of markets such as service ro-bots with artificial intelligence, humans have come into physical contact by installing ro-bots in various environments. As a result, the demand for standards for robots has in-creased, and safety issues have emerged. International standards related to the safety of collaborrative robots include ISO 12100, ISO 10218-1/2, ISO 13849-1, and ISO TS 15066. The requirements of a standard exists, but there are many unclear factors in the analysis and interpretation of the requirement specified in the standard. This requires specific ex-amples or directions that meet the requirements of the standard. The purpose of this study is to design a collaborative robot electric system based on the robot safety standards. Therefore, we developed motor driver and safety controller, which are the core of collaborative robot electric system, and we proposed collaborative robot sys-tem that complies with safety standards by utilizing it. In addition, the PL of the designed system was evaluated by setting quantitative criteria for safety standards with unclear mat-ters.

H.264/AVC SE에서의 다중 암호화 기술을 이용한 저작권 보호

이승현 고려대학교 대학원 2007 국내석사

무선 통신과 모바일 컴퓨팅 그리고 네트워크의 발달은 더 넓은 비즈니스 기회와 멀티미디어 서비스에 대해 다양한 요구를 발생시키고 있다. 정보와 저작권이 있는 콘텐츠의 전송에 사용되는 통신 환경은 점점 유무선 연동, 방송망과 통신망의 융합 등 이종망간의 광대역 통합망이 이루어지고 있으며 이러한 추세는 점차 가속화 될 것이다. 이러한 디지털 융합(Digital Convergence)이 이루어지고 있는 멀티미디어 시스템 환경에서는 동영상의 부호화 방법은 압축효율을 최대화할뿐만 아니라 다양한 단말기 및 변화하는 통신환경에 대응하도록 Spatial, Temporal, SNR의 Scalability 특성을 갖는 비디오 부호화 방법이 요구된다. 이에 최근 MPEG 표준화 그룹에서는 MPEG-4 Part 10 또는 H.264/AVC의 확장성 기능을 지원하는 H.264/AVC의 SE (Scalable Extension)라는 새로운 SVC (Scalable Video Coding)의 표준이 제정될 예정이다. 이러한 SVC는 변화하는 네트워크 대역과 다양한 어플리케이션 목적에 적응 가능한 Spatial, Temporal, SNR Scalability 기술을 동시에 제공한다. 한편 많은 멀티미디어 서비스에서 보안성은 인증 받지 않은 사용자의 콘텐츠 접근과 분배를 제한하는 중요한 요소이다. 따라서 SVC에 적합한 새로운 암호화 시스템의 구현 또한 반드시 필요하다. 본 논문에서는 H.264/AVC SE에서의 Scalability 특성을 그대로 유지시켜주는 스케일러블 암호화 기술을 제안하였다. BL (Base Layer)에는 선택적 암호화 기법을 적용하고 EL (Enhancement Layer)에는 인터모드에서의 움직임 벡터 스크램블링 방법과 인트라 모드의 예측모드 스크램블링 방법을 이용한 암호화 방법을 적용하였다. 각 암호화된 계층에 따라 사용자마다 각각 다른 키로 접근이 가능하도록 하여 사용자의 권한에 따른 저 품질에서 고 품질의 콘텐츠에 접근할 수 있도록 하였다. 또한 제안된 기술은 간단한 연산방법을 사용하여 암호화 속도가 빠르고 에러에 대해 강하고 비트스트림의 오버헤드가 거의 없는 장점이 있다. Recent advances in multimedia communication, mobile computing and data networking are providing us with growing business opportunities and demands for multimedia services. Consumer networks, increasingly used for information and commercial content delivery, are destined to be heterogeneous. In this situation, the provided quality of service is changed adaptively for the capabilities of terminal and network environments. Various types of scalability have been studied and the required scalabilities are different depending on contents of services. So recently, the SVC (scalable video coding) is currently being developed as an SE (Scalable Extension) of the H.264/AVC. The H.264/AVC SE offers temporal, spatial, and SNR scalability to varying network bandwidth and different application needs. Meanwhile, for many multimedia services, security is an important component to restrict unauthorized user's access and distribution of multimedia contents. This situation has requirement for novel cryptography system implementations that can operate at scalable video coding. In this thesis, I proposed the multiple encryption technique that can preserve scalability of H.264/AVC SE. The base layer is encrypted by selective encryption, the enhancement layer is encrypted in inter mode by using MV (Motion Vector) scrambling and in intra mode by using prediction mode scrambling. Each encrypted layer can also be accessed by a different key. This techniques are adjustable to provide different levels of security for different requirements of the multimedia applications and also fast, error-resilient, and has negligible compression overhead.

식물성 염료를 적용한 염료감응형 태양전지의 특성연구

김동조 부산대학교 대학원 2015 국내박사

Abstract The natural dye, curcumin, was extracted from Curcuma longa L. using a simple extraction technique. The dye was then used as a sensitizer in a dye-sensitized solar cell (DSSC) without further purification, and its characteristics were studied.The dye was treated with acetic, nitric and hydrochloric acid for stabilization and increasing the conversion efficiency. The current conversion efficiency was 0.60% for the acetic acid-treated curcumin dye, which was double that of the nitric and hydrochloric acids treated dyes. The short-circuit current (Jsc), open-circuit voltage (Voc) and fill factor of the DSSCs made from the acetic acid treated dye were 1.6544 mA cm-2, 0.5511 V and 0.6646 respectively. Therefore, the addition of acetic acid to the curcumin dye results in slightly higher conversion efficiency than the bare dye, whereas the conversion efficiency is suppressed when the dye is treated with nitric and hydrochloric acid. This paper briefly discusses the effects of naturally obtained curcumin dye on the performance in DSSCs. The natural dye, anthocyanin, was extracted from the flowers of Rhododendron species with three different colors, pink, red and violet, using a simple extraction technique, and was used as the sensitizer in dye-sensitized solar cells. The dyes were treated with nitric and acetic acids to examine their effects on the power conversion efficiency. According to the experimental results, the performance was better with the acetic acid-treated anthocyanin. The Jsc value for the acetic acid-treated pink, red and violet dyes increased to 0.887, 0.932 and 0.737 mA/cm2 compared to nitric acid treated and bare dye. The conversion efficiency of the acetic acid-treated pink, red and violet was 0.35%, 0.36%, 0.28%, respectively, which was higher than the nitric acid-treated and bare dye. This paper briefly discusses the simple extraction technique of these natural dyes and their performance in DSSCs Key words : Natural dye, Curcumin, Dye-sensitized solar cell, Photocurrentconversion efficiency, Anthocyanin, FT-IR, Conversion efficiency

배관로봇을 위한 탐사 및 검사 방법에 관한 연구

이정섭 성균관대학교 일반대학원 2010 국내석사

본 논문에서는 배관로봇을 위한 탐사 및 검사 방법에 대해 소개한다. 먼저 배관 탐사 방법에 관한 방법론 에서는 영상처리 및 랜드마크 인식에 기반한 탐사방법을 제안하고 있다. 영상처리를 통한 랜드마크 인식 알고리즘은 로봇 전방에 장착된 특수하게 설계된 조명에 의해 랜드마크에 발생하는 그림자 영역을 활용하여 영상처리를 실시하게 되는데, 이러한 랜드마크 인식 알고리즘의 진행과정은 다음과 같다. 첫째, 전처리 과정을 통해 노이즈가 제거된 흑백 영상을 받는다. 둘째, 라벨링 및 면적 필터링을 통해 구하여진 그림자 영역의 중심좌표를 이용하여 랜드마크의 진행방향에 대한 각도를 추출한다. 셋째, 패턴 매칭을 통해 랜드마크영역 확인 작업을 실시한다. 이와 같은 과정을 거처 랜드마크로 인식될 경우 얻어진 랜드마크 내 홀의 각도정보 및 거리정보를 갱신하며 배관 내 지도를 작성한다. 배관 검사 방법에 관한 방법론 에서는 PSD센서를 이용하여 관거의 변형률을 추정하는 방법에 대해 소개하고 있다. PSD센서를 이용한 관거 측정 방법 여러 개의 PSD센서를 배관 중심축에 대하여 방사형으로 배치하여 배관 내측 벽면까지의 각 지점에 대한 거리를 측정한 뒤 이를 취합하여 분석 후 배관의 변형 정도를 측정하는 방법이다. 각 센서로부터 받은 정보로부터 배관의 중심 위치 및 변형률을 추정하기 위하여 Least Square Circle Fitting알고리즘을 기반의 관거 변형률 추정 알고리즘을 제시하였다. 제안된 탐사 및 검사 방법에 대한 검증을 위하여 각각의 목적에 맞게 구성된 배관망 테스트 베드에서의 주행실험을 실시함으로서 그 성능을 검증하였다. In this thesis we present navigation and inspection method for an in-pipe robot. Firstly, we introduce an autonomous in-pipe robot navigating system using vision-based landmark recognition. We propose to use special features of the pipelines (such as elbows or branches) as landmarks by recognizing the shadows of the elbows and branches. To obtain consistent shadow images, an illuminator was specially designed. By analyzing the shadow, the robot can easily identify these landmarks and detect the direction of the passage and the type of landmarks. Secondly, we propose a pipe deformation inspecting system based on PSD sensor mechanism. The system measures the distortion rate and detects the defected point of the pipeline which is buried under the ground. The PSD sensor system composes of an array of 25 PSD sensors are which mounted radially outward directions to the inner surface of pipeline, which makes the robot measure the cross-sectional shape of the pipeline. To obtain the deformation rate, the shape information of pipeline is estimated through a least square circle fitting algorithm. In order to evaluate the proposed algorithm, a series of experiments are performed and it's feasibility was validated.

투명전극을 이용한 Active skin에 관한 연구

권혁용 성균관대학교 일반대학원 2012 국내석사

본 연구에서는 투명전극을 이용한 Active Skin을 개발하고자 한다. Active Skin은 촉각 센싱과 자극을 제시하는 역할을 수행하는 장치이며, 센서와 자극기가 결합된 다수의 촉각셀이 기질에 내장되어 유연함과 신축성을 보유한 신개념 햅틱 인터페이스이다. 이 장치에 사용되는 촉각센서와 촉각 제시 장치는 탄성필름의 양면에 유연한 전극으로 구성되어 있으며, 각 촉각셀은 독립적으로 센싱과 구동이 가능하다. 이러한 구조를 이용하여 가해진 자극에 적절하게 반응을 하거나 접촉상태에 따른 능동적 촉각센싱이 가능한 촉각인터페이스이다. 본 연구의 목표는 그래핀(Graphene)과 투명한 유전탄성체(Dielectric Elastomer)를 이용하여 투명한 센서와 구동기가 내장된 촉각 인터페이스를 개발하는데에 있다. Active Skin이라는 장치는 재료로 사용되는 유전탄성체와 전극의 특성에 따라 성능이 다르게 나타난다. 이에 따라 투명한 기질을 사용하기 위하여 유전탄성체 중에서 실리콘, 폴리우레탄, VHB 등의 물성에 대하여 실험하고 적합성을 분석하였으며, 유연하고 신축성이 있음과 동시에 투명성과 높은 전도성을 보유하는 그래핀이라는 투명전극에 대하여 센서와 구동기로의 적용을 연구하였다. 이어서 기질과 전극의 물성을 분석한 후에 그래핀의 생성에서부터 투명한 기재에 부착시키고 센서와 구동기로써 각각 구동을 실험하는 과정을 진행한다. 연구되는 촉각센서는 센서 표면에 작용하는 외력에 의한 두께, 면적 변화에 따른 정전용량(capacitance) 변화를 이용하여 접촉력을 센싱할 수 있다. 정전용량 변화는 상업적으로 이용 가능한 CDC(capacitance to digital converter integrated circuits)를 이용해 측정하였다. 측정된 정전용량 변화는 디지털 데이터로 변환되어 I2C(inter-intergrated circuit)통신에 의해 마이크로컨트롤러(micro controller)로 전달되고 수집된 데이터는 CAN통신에 의해 PC의 유저인터페이스로 전송된다. 촉각제시장치를 구동하기 위하여 고전압 구동회로를 이용하였다. 구동회로는 센서의 회로와 마찬가지로 마이크로 컨트롤러(PIC18F4580)과 D/A converter를 이용하여 구성하였고, PC와 구동회로 사이에는 CAN통신으로 제어가 이루어진다. 이러한 여러 재료의 물성분석과 센싱 및 구동 회로를 바탕으로 투명전극을 이용한 센서와 구동기를 제작, 평가하고, "Response by Touch"기술이 실현 가능한 신개념 햅틱 인터페이스로의 발전 가능성을 살펴보 았다.

비전 기반 통합 센서를 이용한 모바일 매니퓰레이터의 힘 제어에 관한 연구

전상욱 부경대학교 대학원 2008 국내석사

Industrial manipulator robot could be done only in limited workspace and has shortcoming that it can't work about task object in out of workspace. In the integrated sensor, vision sensors provides means for a robot to know its global task environment. Force sensors are essential in controlling the tool / work piece contact or for monitoring interacting forces to protect tool or the task object from damage. Task based on integrated sensor can contribute to the ever growing industrial demand to increase velocity and precision of the robotic task, especially in an unstructured working environment. The goal of the mixed vision control and force control is to fuse their advantages, while overcoming their shortcomings. This paper presents a force Control of Mobile Manipulator using Integrated Sensors based on Vision. In this paper, using vision sensor (1) the distance to the contour from the center of the image and the angle of the contour is detected by the relative area method that measures the image features of interest directly from the thresholded image without any intermediate steps. (2) A set of contour edge points is detected by canny edge detector. Then, the curvature of contour is calculated by the tangent contour model. A force information is obtained from a strain-gauge type force sensor. It constantly control contact force between tool and object of task. Finally, experimentation is performed by a mobile manipulator at a straight line section and a curved line section of the object contour using Webots simulator. x, y-direction is position control direction and z-direction is force control direction. Proposed system overcome for a shortcoming which has a limited workspace of the fixed manipulator arm and follow a real time path in unstructured environments using vision sensor.

DNA chip의 제작과 분석을 위한 micro-arrayer 및 scanner 개발

정남수 釜慶大學校 2005 국내박사

적응적 탐색 구간을 적용한 고속 움직임 보상 프레임 보간법

남상재 고려대학교 대학원 2008 국내석사

By skipping a few frames in a Group-Of-Picture (GOP), the target bit rate of the transmitted video can be achieved. However, the frame skipping degrades the temporal resolution of the decoded video. To recover from the degradation, motion compensated frame interpolation (MCFI) is widely employed at the decoder. Among various approaches to handle this problem, bilateral motion estimation (ME) with non-overlapping contiguous block grid, [1]-[8], can perfectly eliminate the overlapped and hole regions while others yield some artifacts. Although the bilateral ME results in reliable MVs without overlapped and hole regions, the full re-estimation of MVs with a large fixed-search-window (FSW) puts enormous computational loads on the decoder. Occasionally, the MV estimated by the bilateral ME does not represent the true motion, especially when objects in the scene rotate or zoom. In this work, we introduce a fast MCFI method using adaptive-search-window (ASW). To reduce the computational complexity of the bilateral ME, the proposed ASW replaces the FSW. The ASW reduces the number of candidates in the search range effectively based on the distribution of transmitted MVs in neighboring frames. Experimental results show that the proposed algorithm provides better performance than the conventional approaches. 화상그룹 내의 몇몇 프레임을 제거하여 낮은 비트 전송률에서도 비디오 데이터를 전송할 수 있다. 그러나 몇몇 프레임을 제거하는 것은 시간해상도의 질을 하락시키는 요인으로 작용한다. 이러한 문제점을 보완하기 위하여, 움직임 보상 프레임 보간법은 많이 사용 되고 있다. 그 중에서 인접한 블록 격자가 겹쳐지지 않는 양방항 움직임 보상 프레임 보간법은 중첩된 부분이나 틈새를 완전히 제거한다. 하지만 고정된 탐색구간을 가진 움직임 추정은 디코더 단에서 많은 연산량을 요구하기 때문에, 특히 휴대용 기기와 같은 복잡한 연산을 하기 어려운 장비에 적용하기에는 무리가 따른다. 뿐만 아니라, 움직임 추정방식은 잔류값이 최소화 되는 블록이 선택 되므로, 실제 움직임 벡터와는 다를 수 있다. 본 논문은 적응적 탐색구간을 적용한 고속 움직임 보상 프레임 보간법을 제안한다. 제안된 방법은 복원하려는 프레임에 대한 움직임 벡터를 예측하기 위하여 양방향 움직임 보상법을 사용한다. 양방향 움직임 보상법에서의 연산량을 줄이기 위해서, 주위의 움직임 벡터의 분포를 기반으로 하여 탐색구간의 위치와 크기를 조정하는 방식을 채택하였다. 실험결과를 통해 보았을 때 상대적으로 적은 복잡도를 가지면서 복원되는 프레임의 화질은 좋게 유지되는 것을 볼 수 있다.

Anti-Lock Brake System을 위한 피에조 밸브 Controller의 개발

독고종훈 고려대학교 대학원 2008 국내석사

As an intelligent valve piezoelectric valve is to be applied to various fields of application. Piezoelectric valves have fast response time and good linearity for pressure control but its hysteresis displacement by its stack actuator influences on pressure control in electro-hydraulic braking. Solenoid valves are traditional element to control hydraulic pressure but this paper proposes piezoelectric valve for brake pressure control with hysteresis compensation. Piezoelectric valve need high voltage for its displacement. This paper proposes the controller with a flyback DC-DC converter for main voltage source to supply programmable voltage level for 8 channel piezoelectric valves through step down DC-DC converters. This step down DC-DC converter topology has one flyback transformer and 8 step down DC-DC converter. Flyback converter is to be stable by optimized compensator with three pole, two zeros at the worst condition of charge current of 8 piezoelectric valves. The step down DC-DC converter has three FET to make a programmable voltage level without wasting charge current. The proposed method is to use dead zone with delta voltage range made by comparator, which isolates the charge and discharge current for piezoelectric valve. The stopping distance shows the difference between solenoid valves and piezoelectric valve with same ABS control method. Anti-winding up control is applied to ABS simulation to prevent saturation command of controller. The result is that piezoelectric valve controller is better than solenoid controller because piezoelectric valve controller designed to have about 1ms response time but solenoid valve has usually 4~5ms response time. The hysteresis compensation simulation result also shows a little bit shortened stopping distance.