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현재 건조 지역에 태양광 패널을 설치하는 경우는 많지 않다. 일반적으로 스프링클러를 이용해 물을 분사하여 패널에 붙은 먼지를 제거한다. 이때 건조 지역의 경우는 물이 부족하여 공급하기도 힘들 뿐더러 상당량의 전력과 물이 소모된다. 또한, 건조 지역에서의 증발량이 타 지역에 비해 많기에 효과적인 청소와 물의 회수, 주기적인 물의 공급이 원활하지 않다. 따라서 추가적인 물의 사용을 최대한 줄이고, 패널을 효과적으로 관리하며, 이를 자동화시키는 방법에 관해 연구하고자 하였으며, 실제 모형을 만들어 실험하였다. 박스 형태의 환경을 재현할 수 있는 장치를 제작하여 환경을 재현하고자 하였으며, 정량의 모래를 떨어지게 하여 변인을 통제하였다. 이때 조작 변인은 태양광 패널의 청소 방법이며 바람, 표면의 소수성 코팅, 레일터와 솔을 사용한 제거가 있다. 실험 결과. 솔로 청소하는 것이 가장 효율적이었다. ▪ 주제어: 태양광 패널 자동화 청소, 발전량 측정
연구목표는 왕달팽이(Achatina fulica)의 치설의 구조와 배열, 물리적 특성을 분석하고 종간 차이를 비교와 치설의 구조적 특성을 마이크로 니들패치에 적용하여 마이크로 니들패치를 개선할 수 있는 방안을 고안하는 것이다. 치설의 구조와 배열, 물리적 특성을 알기 위해서 실체 현미경과 주사전자현미경(SEM)을 통해서 치설 을 관찰하였다. 그리고 시중에 있는 마이크로 니들패치를 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 달팽이 치설의 구조와 비교하였다. 기존 마이크로 니들패치의 단점을 분석하고 그것을 보완하였다. ▪ 주제어: 왕달팽이, 치설, 마이크로 니들패치, 생체모방기술
단거리 이동에 있어 가격의 이점으로 인해 최근 공유 전동 킥보드 서비스의 이용자가 급증하였다. 현재 국내에서 서비스되고 있는 공유 전동킥보드는 대부분 비고정형(Dockless) 방식을 채택하고 있으며, 전동킥보드 운영사가 직접 이동수단을 수거하여 충전한 뒤 다시 재배치하는 운영 방식을 취하고 있다. 비고정형 방식은 사용자의 편의성을 극대화하나 무분별한 방치로 인해 보행자와 자동차의 통행에 방해를 주고 GPS 오차로 이동수단의 분실 또는 파손 가능성이 높으며 관리가 어렵다. 공유 킥보드 산업이 마주한 가장 큰 도전 과제는 외부 피해를 최소화하는 방식으로 사업의 성장 속도와 기존 인프라 사이의 균형을 유지하는 것이다. 퍼스널 모빌리티 공유 서비스는 주차, 대기 문제 등 도시 문제를 해결할 수 있는 좋은 솔루션이자 차세대 근거리 교통수단으로 빠르게 성장 중이기에 문제의 해결이 더욱 시급해진 시점에서 자율주행을 이용한 퍼스널모빌리티의 공유 서비스의 개선으로 해결하고자 한다. ▪ 주제어: 전동이륜평행차, 구조적 안정성, 경로 추종 제어, 퍼스널 모빌리티 공유 서비스
본 연구는 거꾸로 우산 메커니즘과 이중 레이어 메커니즘의 기구학적 분석을 진행하고 거꾸로 우산 메커니즘을 변형해 튼튼한 구조물에서 적용이 가능한 거꾸로 우산 메커니즘을 제시한다. 거꾸로 우산의 가장 특징적인 장점인 공간 활용 능력과 가장 큰 단점으로 예상되는 구조의 정밀성을 제시한 메커니즘에서 수치적으로 평가하고, 단점을 보완할 방법으로 이중 레이어 메커니즘 및 그 설계를 이론적으로 제시한다. 거꾸로 우산 메커니즘의 수식적인 분석들을 통하여 전개가 될 수 있는 받침살, 힘점의 범위를 계산하였고, 제한된 범위 속에서 프로토타입을 만들어보며 어느 값일 때 전개축소 비율이 최대이며 작동하는 지 확인하였다. 제시한 메커니즘들을 튼튼한 소재로 제작한 후 Tracker로 메커니즘의 성능을 평가하였다. ▪ 주제어: 거꾸로 우산 메커니즘, 하방 공간 개선, 공간 활용 능력, 이중 레이어 메커니즘, 구조 정밀성
코로나19가 전세계적으로 유행하면서, 코로나19의 증상을 디스플레이링할 수 있는 중요 지표로서 산소포화도를 측정할 수 있는 펄스 옥시미터의 중요성이 점점 커지고 있다. 본 연구에서는 산소포화도를 측정하기 위한 펄스 옥시미터 회로를 실제 제작한다. 또한, 펄스 옥시미터 회로를 동작시키고 측정 결과를 디스플레이에 출력하기 위한 아두이노를 활용하여, 개인적으로 쉽게 사용할 수 있는 산소 포화도 측정 시스템을 구현한다. 더 나아가서, 시스템의 전력을 에너지 하베스팅으로 공급하고 시스템을 구성하는 요소들을 물리적으로 유연한 형태로 가져감으로써 구현할 수 있는, 에너지 하베스팅 기반의 저전력 웨어러블 산소포화도 측정기기 개발에 대한 가이드 라인을 제시한다. ▪ 주제어: 산소포화도, 펄스 옥시미터, 에너지 하베스팅, 웨어러블 기기, 플렉시블 소재
위 연구 동기 및 배경의 통계자료에 따라 휠체어로 인한 사고를 사전에 방지하여 줄이고 현재 출시되어 있는 휠체어보다 더욱 효율이 높은 스스로 위험을 인지하여 안전성을 높이는 휠체어를 제작하고자 한다. 현재 우리 사회에서 혁신적인 변화가 일어나고 있는 사물인터넷, 빅데이터등 첨단정보통시기술도 활용하여 이를 휠체어에 적용시키고자 한다. ▪ 주제어: 3D 프린터, 전동 액추에이터, 물리엔진
자동차는 우리가 일상에서 가장 많이 접하는 교통수단 중 하나이다. 그만큼 우리의 삶과 밀접하게 연결되어 있고 사용 빈도가 높아짐에 따라 사고 비율도 높아질 것이다. 그렇기에 안전성을 확보해 사고로 인한 인명피해를 줄이는 것이 중요하다. 이러한 안전성을 확보하려는 노력중 하나가 자동차 경량화이다. 자동차 경량화를 통해 질량을 줄임으로써 교통사고 시의 충격량을 줄이고 나아가 연비를 syvdu 환경에도 좋은 영향을 미친다. 이 연구에서는 Fusion 360이라는 3D 모델링, 시뮬레이션 프로그램을 활용해 충돌 시 자동차 경량화에 따른 충격의 감소를 알아본다. 더하여 아두이노를 통해 실제 경량화 소재에 따른 충격의 완화 정도를 조사하고, 아두이노와 Fusion 360 시뮬레이션을 통해 가장 효율적으로 충격을 줄여줄 수 있는 경량화 소재를 알아보고자 한다. ▪ 주제어: 자동차 경량화, 경량화 소재, Fusion360, 시뮬레이션, 3D모델링
우리 주변에서 지나치던 문제점에서 창의적 문제 해결 프로세스를 활용하여 문제점을 찾고 그를 해결할 해결책을 구상하여 그에 대한 공학적 설계를 진행한다. ▪ 주제어: 디자인 사고, 융합적 사고, 창의성, 사용자 관찰
Raspberry Pi와 Python OpenCV의 알고리즘을 이용하여 안티 드론 레이저를 제작하였다. Raspberry Pi 4는 연구 과정에서의 Python 알고리즘을 원활하게 구동하였고 Raspberry Pi를 이용한 효과적인 안티 드론 레이저 개발에 대한 가능성을 얻을 수 있었다. 그리고 다양한 tracking 알고리즘에 대한 실험을 통해 OpenCV Tracking API인 CSRT의 성능을 71% 성공률이라는 값으로 결과를 입증하였다. 라즈베리파이라는 경제적인 제어기를 이용해서 효과적이고 실용적인 안티 드론 레이저, 객체 추적 장치를 만들 수 있다는 결과를 보여주었으며, 이 결과를 활용할 수 있는 분야가 매우 넓고 안티 드론 레이저를 직접 개발하는 과정에서 공학적 원리와 알고리즘을 학습할 수 있었다 ▪ 주제어: 레이저, 안티 드론, 객체 인식, 개체 추적
로켓 엔진의 효율을 높이기 위한 방법으로 노즐이 고안되었으나, 그 노즐 외곽 곡선의 형상에 관한 일반적인 식은 없었다. 이 연구에서는 노즐의 기본 성질을 바탕으로 그 식을 도출해 내었다. 우선 주어 진 노즐 목에 대하여 확장비를 나타내는 식을 더 일반화했다. 노즐 배출구의 반지름을 유도했으므로, 노즐에 흐르는 유체의 점성을 고려하여 노즐 벽의 기울기를 계산하면 로켓 노즐 외곽 곡선의 방정식을 얻을 수 있다. ▪ 주제어: 노즐, 수렴-발산형 노즐, 드 라발 노즐, 로켓 엔진
길거리나 대부분의 건물에서 휠체어의 사용이 어려움을 느꼈다. 오르막 길과 같이 휠체어를 사용하여 가기 위해 큰 힘이 필요한 곳에서 힘이 부족할 경우 자의적으로 해결하기 어려울 것이다. 이를 위해 동력이 구현된 휠체어를 구상해 보았고 친환경적인 동력이 가능한 구조를 생각해 보다 태엽을 떠올리게 되었다. 휠체어를 놔둔 상태에서 태엽을 손으로 감을 수 있도록 하고 동력이 필요할 때 사용자가 태엽을 풀 수 있도록 하여 휠체어를 끌기 쉽게 할 수 있도록 구상하였다. 태엽스프링을 주문제작하고 태엽스프링을 바퀴와 연결시키며 사용자가 쉽게 사용할 수 있는 장치를 만들어 휠체어에 사용할 수 있도록 만들었다. ▪ 주제어: 에너지 저장, 태엽, 휠체어
에어포켓 형 매트의 에어포켓(반구) 안에 태양광 모듈과 빛을 모아주는 렌즈, 거울을 설치한다. 렌즈가 집광하고 거울에 반사된 태양 빛을 이용하여 태양광 모듈이 더 많은 전기를 생성하게 하는 것이 목적이다. 추가로, 에어포켓의 공기로 건물을 단열할 수 있으며, 태양광 모듈은 반구 안에서 외부환경으로부터 보호된다. 진행한 실험은 태양광 모듈의 효율이 가장 높은 렌즈의 설치 형태는 어떠한지 알아보는 실험이다. 시뮬레이션을 통해 모형을 결정하고 반구에 렌즈와 거울을 붙여 직접 제작한다. 전압과 전류를 pasco를 이용하여 측정하여 제작한 반구에서의 전력을 측정한다. 실험해본 결과 효율이 아무것도 없는 태양광 모듈보다 대략 20% 높았다. ▪ 주제어: 태양광발전, 매트, 볼록렌즈, 태양