본 연구의 목적은 그래핀(Graphene)을 사용하여 폴리우레탄 나노웹(Polyurethane Nanoweb)에 전기전도성을 부여하고, 이를 이용하여 나노웹 기반의 스트레인센서(Strain Sensor)를 개발하는 것이다. 이를 위해 1% 그래핀 잉크를 폴리우레탄 나노웹에 푸어코팅(Pour-coating)한 후 PDMS(Polydimethylsiloxane)로 후처리를 하여 착용 가능한 스트레 인센서를 완성하였다. 시료 표면에 전도성 물질이 잘 코팅되었는지 확인하기 위해 전계방사형 주사전자현미경 (FE-SEM)를 이용하여 시료의 표면 특성을 평가하였다. 시료의 전기적 특성 평가는 멀티미터(Multimeter)를 사용하여 시료의 선저항(Linear Resistance)을 측정하고, 시료를 각각 5%, 10% 인장하였을 때 선저항이 어떻게 변하는지 비교하였다. 또한 시료의 성능을 평가하고자 게이지율(Gauge Factor)을 구하였다. 착의평가 실험은 완성된 스트레인센서를 더미에 착용시킨 후 MP150(Biopac system Inc., U.S.A.)과 Acqknowledge(ver. 4.2, Biopac system Inc., U.S.A.)를 사용해 인장에 따른 호흡신호를 측정하였다. 표면 특성을 평가한 결과, 모든 전도성 나노웹 시료들이 그래핀 잉크로 균일하게 코팅되어있음을 확인하였다. 인장에 따른 저항값 측정 결과, 그래핀을 처리한 시료인 시료 G가 가장 낮은 저항값을, 그래핀을 처리한 후 열처리를 한 시료인 시료 G-H가 가장 높은 저항값을 가졌고, 시료 G와 시료 G-H의 경우 길이가 5%, 10%로 늘어남에도 선저항값의 변화가 안정적으로 증가하는 것으로 나타났다. 저항값 결과와는 달리, 시료 G가 시료 G-H보다 더 높은 게이지율을 보였다. 실제로 착의평가 결과, 시료 G-H를 이용해 만든 스트레인센서가 안정된 Peak값으로 측정되어 좋은 품질의 신호를 얻었다. 그러므로 본 연구를 통해 그래핀 잉크를 처리한 폴리우레탄 나노웹이 호흡 센서로서의 역할을 충분히 수행하는 것을 확인하였다.

가상현실이란 디지털로 표현된 가상 환경을 뜻하며 인터넷 쇼핑, 아바타 등 기본적으로 디지털 환경을 일컫는 단어이며, 최근에는 머리에 장착하는 디스플레이(HMD : Head Mounted Display)의 등장으로 사용자가 현실과 유사한 환경을 직접 경험하는 체험형 콘텐츠로서 의미를 확장했다. 현재 가상현실은 게임을 비롯한 힐링 콘텐츠, 관광, 군사 시뮬레이션 다양한 분야에서 주목받고 있으며 HMD의 보급 또한 활발하다. 사용자가 가상현실 콘텐츠를 체험하기 위해서는 몇 가지 제약이 발생하는데, 사용자의 시야가 차단되 현실공간감각이 상실된다. 따라서 기존에 사용되었던 입력장치인 키보드, 마우스 등의 사용에 어려움이 있으며 HMD를 개발하는 개발사들은 위의 문제를 해결하고자 가상현실 체험에 특화된 핸드트래킹 디바이스를 제공한다. 하지만 이 또한 상호작용, 이동, 제스처가 손에 집중되어있어 가상환경에 익숙하지 않은 이용자의 사용자 편의가 낮다. 본 논문은 이러한 이동의 문제를 아두이노를 통해 제작한 발 트레킹 디바이스로 이동을 분리시켜 해결하고자 하였다. IMU의 각속도계와 가속도계를 이용해 다리의 궤적을 측정하려 하였고, 이때 발생한 오차는 상보필터를 통해 해결하였다. 또한 기본적으로 발생하는 센싱-통신-연산 과정에서의 노이즈는 두가지 이동평균기법과 생략평균값을 이용해 안정화 시켰다. 사용자는 해당 장비와 Oculus Rift를 착용하고 Unity3d환경으로 구축된 실험환경에서 임무 수행 속도, 이동방향 오차율등을 측정해 기존 HMD컨트롤러와 본 논문에서 제시하는 컨트롤러를 비교 검증했다. 실험 결과 임무 수행 속도와 이동 오차율 모두에서 본 논문에서 제시하는 장치가 우수한 데이터를 제공하였다. 본 실험 결과를 토대로 이동조작 분리가 높은 접근성을 제공한다는 것을 확인하였다. 본 논문은 HMD 이동 컨트롤러를 포함한 이후 개발되는 다양한 사용자 제스처 인식 컨트롤러에도 적용 가능할것으로 보인다.

A wireless sensor network is emerging technology and intelligent wireless communication paradigm that is dynamically aware of its surrounding environment. It is also able to respond to it in order to achieve reliable and efficient communication. The dynamical cognition capability and environmental adaptability rely on organizing dynamical networks effectively. However, optimally clustering the cognitive wireless sensor networks is an NP-complete problem. The objective of this paper is to develop an optimal sensor network design for maximizing the performance. This proposed Ranking Artificial Bee Colony (RABC) is developed based on Artificial Bee Colony (ABC) with ranking strategy. The ranking strategy can make the much better solutions by combining the best solutions so far and add these solutions in the solution population when applying ABC. RABC is designed to adapt to topological changes to any network graph in a time. We can minimize the total energy dissipation of sensors to prolong the lifetime of a network to balance the energy consumption of all nodes with robust optimal solution. Simulation results show that the performance of our proposed RABC is better than those of previous methods (LEACH, LEACH-C, and etc.) in wireless sensor networks. Our proposed method is the best for the 100 node-network example when the Sink node is centrally located.

낙동강 하구에서 연속관측 자료를 바탕으로 담수의 방류와 수온 및 염분의 시간에 따른 반응을 조사하였다. 낙동강 하구 서쪽 해역에 계류형 센서를 설치하고 2017년 4월 1일부터 2018년 3월 31일까지 10분 간격으로 수온과 염분을 측정하였다. 담수의 방류량은 평상시에 200 m3 s-1 d-1 이하로 유지되었으나, 풍수기에는 500 ~ 1000 m3 s-1 d-1 이상의 많은 양의 담수가 빈번하게 방류되었다. 담수의 방류는 대조기에는 간조를 전후하여 발생하였고, 소조기 동안에는 계속적으로 일어났다. 평상시에 수온과 염분은 소조기 동안 큰 변동 없이 안정 되는 경향을 보이는 반면에, 대조기에는 방류주기에 따라 규칙적인 변동을 나타내었다. 연구기간 동안 염분은 평균 29이었으며, 평상시에 염분 농도는 평균 이상으로 유지되었고 일시적인 감소 이후에도 빠르게 회복되었다. 풍수기에는 약 3개월 동안 평균 이하의 저염환경이 지속되었다. 이러한 결과는 담수의 방류량뿐만 아니라 방류의 지속시간과 대량 방류의 빈도가 낙동강 하구의 표층 수온과 염분의 변동성에 영향을 미치는 중요한 요인이 된다는 것을 의미한다.

The gas sensor is essential to monitoring dangerous gases in our environment. Metal oxide (MO) gas sensors are primarily utilized for flammable, toxic and organic gases and O3 because of their high sensitivity, high response and high stability. Tungsten oxides (WO3) have versatile applications, particularly for gas sensor applications because of the wide bandgap and stability of WO3. Nanosize WO3 are synthesized using the hydrothermal method. Asprepared WO3 nanopowders are in the form of nanorods and nanorulers. The crystal structure is hexagonal tungsten bronze (MxWO3, x =< 0.33), characterized as a tunnel structure that accommodates alkali ions and the phase stabilizer. A gas detection test reveals that WO3 can detect acetone, butanol, ethanol, and gasoline. This is the first study to report this capability of WO3.

국내 고도성장기 이후 본격 건설되기 시작한 사회 기반 시설물은 노후화가 빠르게 진행되고 있다. 특히 사고 발생 시 대량 인명 피해로 직결될 수 있는 교량, 터널 등의 대형 구조물들에 대한 안전성 평가가 필요하다. 하지만, 기존의 유선 센서 기반의 SHM을 개선한 무선 스마트 센서네트워크는 짧은 신호도달거리로 인해 경제적이고 효율적인 시스템 구축이 힘들다. 따라서 LoRa LPWAN시스템은 사물인터넷의 확산과 더불어 저전력 장거리통신이 각광을 받고 있으며, 이를 구조건전성 모니터링에 응용함으로써 경제적이면서도 효율적인 SHM 구축이 가능하다. 본 연구에서는 LoRa LPWAN의 구조건전성 모니터링에 적용 가능성을 검토하고 비면허 통신 대역을 사용함으로 인해 발생하는 채널간의 충돌을 해결하면서 대역폭을 효율적으로 활용할 수 있는 채널 기반의 LoRa 네트워크 운영방법을 제안한다.

Wireless sensors are more favorable in measuring structural response compared to conventional sensors. This is because they are easier to use with no issues with cables and are considerably cheaper. There are several applications that can be used in recording and analyzing data from MEMS sensor installed on an iPhone. The Vibration App is one of the applications used and there has not been adequate research conducted in analyzing the performance of this App. This paper analyzed the performance of the Vibration App by comparing it with the performance of an ICP sensor. Results show that natural frequency results are more accurate (error less than 5%) in comparison to the amplitude results. This means that built- in MEMS sensor in smartphones are good at estimating natural frequency of structures. In addition, it was seen that the results became more accurate at higher frequencies (5.0Hz and 10.0Hz).

In recent years, the use of smartphones is becoming more common with the pace of development of society, and the development of technologies utilizing smartphones is proceeding rapidly. Although most LBS technologies are used in combination with a GPS system, there is a disadvantage that it is difficult to receive GPS signals according to the characteristics of buildings. Therefore, in this paper we conducted a study on the smartphone users’ indoor position estimation only using the built-in sensor of smartphone without a connection with smart devices, and it showed that the accuracy was increased.

In the case of the visually impaired, in order to pick up an object, the entire shape is grasped while straddling the object first. When we grasp the characteristics of the object sufficiently by using the tactile sense of the hand, we touch the point which is the center of gravity and listen to the object once. When you want to perform object-graping with only the tactile sense under the conditions of other senses, such as vision, a series of actions is repeated. This paper deals with the behavior based control study of the robot hand using the tactile sense and applied to the 4 DOF hand developed by our laboratory by evolving the subsumption architecture (SA) proposed by R.Brooks.

이 실험연구는 PSC 교량의 생애주기 프리스트레스 측정용 헤테로코어 광파이버 센서를 개발하기 위한 선행연구이며, 기존의 헤테로코어 변위센서의 정밀도를 향상하기 위한 실험이다. 실험결과 최대 2μm 단위의 변위 변화량을 측정할 수 있었다. 즉, 변위측정 길이가 30cm의 센서모듈을 설계했을 때 설계기준압축강도(fck)가 40MPa인 경우 0.2MPa 단위의 응력변화를 측정이 가능함을 확인하였다. 따라서 본 실험의 결과는 향후 진행될 내부매립용 센서모듈 개발에 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

PURPOSES: The performance of both string line and multi-sonic sensor systems were investigated with respect to achieving smoothness in a 5 cm-thick Stone Mastic Asphalt (SMA) wearing layer. METHODS: String line and multi-sonic sensor systems were applied in the leading and trailing lanes, respectively, with two-lane simultaneous paving. RESULTS: Two systems did not show any significant statistical difference in initial International Roughness Index(IRI). The multi-sonic sensor system produced smoothness similar to that by the string line system. CONCLUSIONS : The string line system was found to be very effective in eliminating roughness below a wavelength of about 2 m, confirming that a string line reference is the best system to obtain a smoother surface. A multi-sonic sensor system evidently demonstrated the capability of replicating a reference level and, partly showed a roughness averaging effect within the system length. It can further be concluded that the effect of smoothness of the underlying layer on the upper layer smoothness cannot be ignored.

In this study, the odor generated in a livestock farm with 500 heads of finisher breed in 661 m² was monitored during 6 months using a gas sensor, a wired / wireless communication system and database server. Odor unit, ammonia, hydrogen sulfide, and total volatile organic compounds (TVOC) were monitored using the gas sensor. To show the tendency of odorous substances generation, the odor concentration was shown in the graph on a monthly and daily basis. Among the analysis items, the maximum generation of odor was found to be closely related to the generation of hydrogen sulfide. Through observing the daily and monthly trends of odor substances, it was found that each substance was a useful indicator for monitoring odor, because ammonia, hydrogen sulfide, odor and TVOC were increased and decreased in a similar pattern. The odors were highest in the hours of the early morning (00:00-05:00), the evening (18:00-23:00), and the morning (06:00-11:00) in a day. After the use of the microbial agent was discontinued in autumn (October), anaerobic digestion of the manure in a pit proceeded and the amount of hydrogen sulfide increased. Therefore, despite a slight decrease in ammonia production, the odor unit level did not decrease after October but rather was somewhat increased. In the future, the use of the odor monitoring system is expected to improve the efficiency of odor sources management.

Recently, measuring instruments for SHM of structures has been developed. In general, the wireless transmission of sensor signals, compared to its wired counterpart, is preferable due to the absence of triboelectric noise and elimination of the requirement of a cumbersome cable. However, in extreme environments, the sensor may be less sensitive to temperature changes and to the distance between the sensor and data logger. This may compromise on the performance of the sensor and instrumentation. Therefore, in this paper, free vibration experiments were conducted using wireless MEMS sensors at an actual site. Measurement was assessed in time and frequency domain by changing the temperature variation at(- 8℃, - 12℃ and - 16℃) and the communication distance (20m, 40m, 60m, 80m).

Nickel oxide(NiO) thin films, nanorods, and carbon nanotube(CNT)/NiO core-shell nanorod structures are fabricated by sputtering Nickel at different deposition time on alumina substrates or single wall carbon nanotube templates followed by oxidation treatments at different temperatures, 400 and 700 oC. Structural analyses are carried out by scanning electron microscopy and x-ray diffraction. NiO thinfilm, nanorod and CNT/NiO core-shell nanorod structurals of the gas sensor structures are tested for detection of H2S gas. The NiO structures exhibit the highest response at 200 oC and high selectivity to H2S among other gases of NO, NH3, H2, CO, etc. The nanorod structures have a higher sensing performance than the thin films and carbon nanotube/NiO core-shell structures. The gold catalyst deposited on NiO nanorods further improve the sensing performance, particularly the recovery kinetics.

In recent years, the diminishing of operation and maintenance cost using advanced maintenance technology is attracting many companies’ attention. Especially, the heavy machinery industry regards it as a crucial problem since a failure of heavy machinery requires high cost and long downtime. To improve the current maintenance process, the heavy machinery industry tries to develop a methodology to predict failure in advance and to find its causes using usage data. A better analysis of failure causes requires more data so that various kinds of sensor are attached to machines and abundant amount of product usage data is collected through the sensor network. However, the systemic analysis of the collected product usage data is still in its infant stage. Many previous works have focused on failure occurrence as statistical data for reliability analysis. There have been less works to apply product usage data into root cause analysis of product failure. The product usage data collected while failures occur should be considered failure cause analysis. To do this, this study proposes a methodology to apply product usage data into failure cause analysis. The proposed methodology in this study is composed of several steps to transform product usage into failure causes. Various statistical analysis combined with product usage data such as multinomial logistic regression, T-test, and so on are used for the root cause analysis. The proposed methodology is applied to field data coming from operated locomotive and the analysis result shows its effectiveness.