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로봇공학의 발전에 따라 제어공학의 중요성이 커지고 있다. 이에 따라 본 연구는 로봇을 제어하기 위해서는 로봇 스스로의 위치와 자세를 알아야 한다. 이때 위치와 자세를 측정하기 위한 센서 중 하나인 IMU 센서를 이용해 가속도, 각속도, 지자계 센서 값을 측정한다. 측정된 센서 값들을 센서 퓨전 기술을 사용하여 센서의 위치 및 자세를 측정하고, 측정된 값과 실제 값을 비교하면서 두 값의 오차를 줄이는 것을 목표로 한다. 또한 센서 측정을 바탕으로 공부하고 연구한 측정 이론을 적용하면서 각 이론의 장단점과 로봇 움직임 등의 결과를 분석하고 이를 개선하기 위한 내용도 포함된다. 이 과정에서 사용된 프로그램인 Arduino, Processing, Matlab에 대해 학습할 수 있었고, 센서를 구동시키는 방법을 스스로 알아내면서 컴퓨터와 프로그래밍, 소스 코드에 대한 이해도를 높일 수 있었다. 그리고 실제 병렬 로봇을 설계하고 3D 프린터로 제작하여 동작해보았다. 주제어: IMU센서, 제어 공학, 병렬로봇, 피드백
본 연구의 목적은 진화적 관점에서 감쇠진동 효과가 우수한 나뭇가지 구조를 분석하고 이를 활용해 조경, 농업, 공업, 건축분야 등에 적용하기 위함이다. 구조에 따른 감쇠진동 효과를 탐구하기 위해 3D 프린터를 이용해 나뭇가지의 구조를 구현해 보았지만, 진동이 잘 관찰되지 않음에 따라 야광팔찌와 우레탄을 이용해 실험하였다. 본 연구에 앞서 실제 나뭇가지의 진동 양상이 일반적인 단진동과 어떠한 점이 다른지에 대해 알아보았다. 1. 잎과 잔가지의 유무, 2. 나뭇가지의 재료적 특성(습도), 3. 나무의 길이를 조작변인으로 설정해 각 실험에 슬로 모션이 포함된 영상을 촬영해 진동이 멈추는 시간을 분석해본 결과 나뭇가지의 길이가 짧고, 잎과 잔가지 가 있는 경우에 나뭇가지의 상쇄간섭 효과가 더 컸다. 이를 토대로 모델링 나무를 제작하여 실제 나무와 진폭에 따른 진동시간이 유사함을 파악하고, 1. 나뭇가지의 개수와 2. 위치, 3. 이루는 구조에 따라 진폭에 따른 진동 시간을 분석하였다. 이를 통해 가지가 적고, 나뭇가지가 나무의 아래쪽에 분포하며, 가지가 아래쪽나기나 반대로 나기의 구조를 가질 때 진동 시간이 줄어듦을 확인할 수 있었다. 주제어: 나뭇가지, 나뭇가지의 구조, 진동시간, 감쇠진동, 상쇄간섭
여러 물성 측면에서 기존 재료 대비 뛰어난 값을 보이는 MWCNTs와 공정 과정이 확립되어 다양한 분야에 활용되고 있는 SiC, 현대 기술에 필수요소가 된 희유금속들은 그 자체로도 연구의 가치가 매우 높다. 하지만, 아직 실생활에 사용할 정도가 되기 위해서는 공정상 단점들을 극복해야 한다. 이에 각 재료의 장점은 살리며 공정을 수월하게 하기 위해 MWCNTs-SiC-희유금속 (Rh, Pd, Pt)의 혼합분말을 제조하여 혼합분말의 특성을 연구해보고자 하였다. 각 혼합분말은 MWCNTs의 OD와 희유금속의 함유량에 따라 다른 조건의 혼합분말로 제조 되었고, 이들 중 OD 및 희유금속 함유량에 따른 결과 비교를 할 수 있는 3가지 조건의 혼합분말을 입도분석하였다. 입도분석 결과는 조건별 비교분석 되었다. 주제어: MWCNTs, 나노복합체, Rh, Pd, Pt
일상생활에서 사용되는 전자기기가 빠른 속도로 늘어남에 따라 전자파에 대한 우려는 점점 증가하 고 있다. 이에 따라 전자파의 발생에 대한 사전주의 대책이 필요하다고 여겨서 이러한 주제를 선정 하였다. 공기, 벽돌, 흙 3가지 매질과 5, 10, 15cm 두께에 대한 전자파 측정 실험을 진행하였다. 매질 에 따라서는 전반적으로 흙, 공기, 벽돌 순으로 전기장의 세기가 가장 컸고 매질의 두께가 늘어날수 록 전체적으로 감소하였지만 벽돌과 흙의 경우, 감소폭이 매우 좁았다가 10cm 이후부터 급격히 변화하는 양상을 보였다. 추후에는 나무도막의 투과율에 대한 실험 또한 진행하여 이를 토대로 가장 효과적인 전자파 차단 지반 구성을 제안하고자 한다. 주제어: 전자파, 지반의 깊이, 지반의 매질
본 연구는 LCR 회로의 이론적 공명 진동수와 실제 공명 진동수와의 관계를 조사하고 이를 통해 SSTC 의 효율성을 높이고자 하였다. 오실로스코프, 함수발생기 등을 활용하여 1차 코일의 턴 수, 공명진동수 등 다양한 변인에 대한 LCR 공명의 효율성을 분석해보고 이를 이론과 비교해볼 수 있었다. 주제어: LCR, 공명, SSTC
이 연구의 목적은, 다양한 귓바퀴 모양과 인공지능 알고리즘을 이용하여, 보다 효과적인 방향 탐지 장치를 만드는 것이다. 수많은 인간과 동물이 하듯, 기계 또한 귓바퀴 모양을 사용한다면 훨씬 더 적은 수의 마이크로 효과적인 방향 구분이 가능할 것이다. 두 개의 귓바퀴가 각각 접합된 마이크를 통해서 모든 구 좌표계의 각 단위 방향에서 녹음된 박수 소리를 딥러닝 데이터 수집기를 통해서 수집한 이후, CNN을 활용한 인공지능 알고리즘으로 소리 방향 분석의 정확도를 회귀 문제로 접근하여 구하는 연구이다. 주제어: 딥러닝, 귓바퀴, 소리 방향, TSM
2차원 위성사진 정보에서 건축물의 높이를 구하는 기술은 비행체 사고 예방과 탐사, 구출 분야에서 엄청난 위력을 발휘할 수 있다. 하지만, 건축물 높이 계산에서의 오차를 최소화하는 프로그램 제작은 지구 과학, 수학 분야에서 높은 정밀함을 요구한다. 본 연구에서는 태양 고도각에 따른 그림자 길이를 활용한 건축물의 높이 측정용 소프트웨어를 직접 개발하고, 프로그램의 오차를 직접 확인하기 위한 실험 역시 진행하였다. 데이터 분석 결과, 그림자 길이에 따른 태양고도의 상대오차가 약 2.3%로 나타났다. 이후 균시차를 고려한 근사식을 변경한 결과, 상대오차를 약 0.3%까지 줄이는 데에 성공하였다. 최종적으로 2.5%에서 6.5% 사이의 오차 범위에서 건물의 높이를 추정하는 데에 성공하였다. 주제어: 구면 삼각법, 그림자 길이, 소프트웨어, 건축물 높이
최근 전동킥보드는 많은 이들이 이용하는 대중적인 이동수단으로 거듭나고 있다. 또, 플라이휠이라는 소재는 회전 에너지를 저장해두는 장치로, 현재까지도 자동차의 회전 출력을 고르게 하기 위해 필수적으 로 사용되고 있다. 비록 전동킥보드는 출력이 전기이므로 플라이휠을 이용하여 회전 출력을 고르게 할 필요는 없지만 널리 사용되고 있는 자동차 이외의 이동수단인 전동킥보드에 플라이휠을 설치하여 에너지 저장 과정과 및 발전설비를 통한 에너지 변환 등을 시각화하고자 하였다. 이를 위해 바퀴와 함께 회전하는 보조 축과 클러치를 사용했으며, 구체적인 발전 설비를 디자인, 설계하였다. 최종적으로 3부분에 걸쳐 설계를 완성했으며 현재 제작 의뢰 중에 있다. 본 연구가 앞으로의 에너지 하베스팅 장치 설계에 선례가 되기를 기대한다. 주제어: 전동킥보드, 플라이휠, 발전, 설계, 제작
일반적으로 열전발전 시스템은 유체를 사용한 고온부와 저온부에서 나타나는 온도 차이를 이용하여 발전한다. 본 연구에서는 기체와 액체 중 비열이 높은 물을 작동 유체로 사용하여 태양열 발전과 같이 열 공급이 불규칙한 상황에서 더 높은 효율의 열전발전이 이루어질 수 있는 시스템을 설계하였다. 또한, 유체를 사용할 경우 열전발전의 효율은 온도 차이와 유속에 영향을 받는다. 이에 대하여 본 연구에서는 고온부와 저온부의 유체의 온도와 유속에 초점을 두어 직접 발전기를 제작하고 실험을 진행하였다. 실험 결과를 바탕으로 온도 차와 유속에 따른 출력과 열효율의 경향성을 분석하여 열효율 또는 출력을 극대화할 수 있는 유속과 온도를도출하였다. 주제어: 열전발전, 열전 소자, 폐열, 유속
본 연구는 사람 추종 기술을 통해 사람과의 상호작용 기능이 향상된 로봇을 개발한다. 초기에는 가변형 기술과 사람 추종 기술을 더한 실내형 서비스 로봇을 목표로 했지만 사람 추종 기술의 적합성이 더 높다고 판단하여 추종 기술에 중점을 맞추어 연구를 진행했다. ROS플랫폼인 turtlebot3와 intel realsense 를 이용하여 영상정보 속 추종 대상을 선정해 추종 대상과 일정 거리, 각도를 유지하며 주행하는 기술 을 개발한다. Gazebo 시뮬레이션을 활용해 가상 환경에서 실험해본 후 실제 로봇에 적용한다. 본 연구를 통해 실내 서비스 로봇의 상호작용 기능 향상을 기대한다. 주제어: 객체 인식, 추종, 컴퓨터 비전, 로봇 제어
본 연구에서는 플라스틱 병의 포장에 사용되는 비접착식 열수축 라벨의 제거 용이성을 향상시키기 위하여 라벨 절취선의 구조를 연구하였다. 기존 비접착식 라벨들의 문제점을 파악하기 위하여 7종의 음료 수 라벨을 여러 기준으로 비교하였다. 현미경으로 절취선 구멍의 규격을 측정하고, 마이크로미터로 라벨 의 두께를 측정하여 비교했다. 절취선이 쉽게 뜯어지는 정도를 수치화하기 위하여 본교생을 대상으로 설문조사를 실시해 절취선의 뜯어짐 척도를 구하고 그를 바탕으로 분석하였다. 주제어: 에코 절취선, 비접착식 라벨, 페트병 라벨, 분리수거, 재활용
우리나라에서는 고등교육과정으로 갈수록 난해한 이론 위주의 수업이 진행된다. 이는 고등학생들의 교육에 대한 흥미도를 떨어뜨리는 원인으로 작용하는 바가 크다고 생각되었고 이를 해소하는데 이바지하고자 본 연구를 진행하였다. 본 연구는 Fusion 360 등을 통해 설계된 3D 프린트된 일부 부품과 카드보드지, 그리고 캔 위성 제작 키트를 이용하여 학생들이 구현하기에 무리가 없고, 실험의 성공률 이 높은 실험 과정 및 절차를 만들어낼 것과 ‘체렌코프 복사’를 접목, 학생들이 직접 관찰할 수 있게 하자는 데에 초점을 맞추고 진행되었다. 현재 시험적인 고체 부스터 제작과 캔 위성의 제작은 마친 상태이며, 캔 위성에 탑재될 실험 장치의 제작에 임하고 있다. 주제어: 로켓, 캔 위성, 체렌코프 복사, 플라스틱 섬광체, 뮤온