This study presents the implementation of a direct power control (DPC) system based on virtual flux for an eco-friendly ship utilizing a low voltage DC distribution within a Simulink environment. The proposed system regulates the DC bus voltage and the instantaneous power of the generator. The electrical load of the generator is classified into three levels (low, medium, and high) and subjected to ±10% variations. Under these conditions, the characteristics of the DC bus voltage and current, instantaneous active and reactive power as well as the voltage and current of the generator, are thoroughly analyzed. The simulation results indicate that the DC bus voltage and instantaneous active and reactive power remain stable and well-regulated at their set-points despite load fluctuations. Furthermore, the voltage and current of the generator, consistently maintain sinusoidal waveforms and remain in phase. These findings validate the effectiveness of the proposed virtual flux-based direct power control strategy, demonstrating its suitability for DC distribution applications in maritime vessels.

해양 환경에서 발생하는 화재는 일반적인 화재 상황에 비해 빠르게 화염이 전파되기 때문에 초기 발견과 대응이 매우 중 요하다. 최근의 화재 감지 시스템은 카메라 센서와 딥러닝 검출 모델을 활용하여 개발되고 있지만, 해양 환경에 특화된 딥러닝 모델 을 학습하기 위해 해양 환경에서 화재 데이터를 실제로 수집하는 것은 기술적, 경제적 측면에서 어려움이 존재한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 언리얼 엔진 기반 가상 데이터 생성 도구를 활용하여 가상 환경에서 해양 환경을 구축하고 여러 상황 의 시나리오에서 데이터를 수집하여 해양 환경 화재 가상 데이터셋을 구축하였다. 가상 데이터셋으로 학습한 RT-DETR-L 모델은 실 제 해양 환경에서 발생한 화재 상황을 수집하여 제작한 테스트 데이터셋에서 mAP50:95 0.529를 달성하였다. 또한 가상 데이터로 학습 한 검출 모델은 일반적인 화재 상황이나 항만시설에서 연기만 발생하는 상황에서도 화재를 검출하는 것을 볼 수 있었다. 이를 통해 실제 데이터가 아닌 가상 데이터셋을 사용하여 데이터셋을 구축하여도 해양 환경 화재와 같은 특수한 상황에서의 검출 모델 성능 향 상에 도움을 줄 수 있다는 것을 확인하였다.

대한민국 교육은 코로나19 팬데믹으로 대면 교육에서 비대면 교육으로 전환되었다. 학생들이 사회에 대해 배 울 수 있는 그룹 활동 교육은 축소되거나 중단되었고, 비대면 서비스기술 발전으로 메타버스라는 새로운 서비 스를 탄생시켰다. 본 논문에서 저자는 한국 초·중·고교에서 요구하는 집단 활동 교육을 비대면으로 체험할 수 있는 'Virtual School'(VS)이라는 플랫폼을 제안한다. 이 플랫폼은 학생들이 사용하기 쉬운 VRChat과 3D 가상 환경 렌더링을 위한 Unity 3D 엔진을 기반으로 한다. VS 플랫폼은 졸업식, 입학식, OX 퀴즈 등 다양한 활동 을 제공한다. 해당 플랫폼은 부산진고등학교에서 시범 운영되었으며, 메타버스 관련 비대면 교육 플랫폼 연구 분야에서 활발히 활용될 것으로 기대한다.

목적 : 본 연구는 지역사회 거주 노인을 대상으로 가상현실 기반 일상생활활동 중재를 병행한 가정환경개선 서비스를 제공하였을 때 일상생활 안전 및 낙상 예방에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 연구방법 : 본 연구는 지역사회에 거주하는 만성질환 노인 9명을 대상으로 서비스를 제공하였다. 프로그램은 총 4회기에 걸쳐 제공되었으며 가정을 방문하여 주거환경 평가 및 수정을 진행하고 수정된 환경에 적응할 수 있도록 일상생활훈련을 진행하였다. 또한 대상자가 센터로 방문하여 가상현실 환경 내에서 일 상생활동작 훈련을 하였다. 아울러 일상생활활동 중재의 일환으로 운동 처방 및 코치를 제공하였다. 결과 : 중재 전·후 가정 내 안전 및 낙상 위험요소는 Home Falls and Accidents Screening Test(HOME-FAST) 평가 결과 평균 6.2(SD ± 3.9)에서 11.7(SD ± 3.7)로 개선되었다(p = .00). 낙상 관련 행동요인은 Falls Behavioural Scale(FaB) 평가 결과 97.8(SD ± 3.9)에서 103.1(SD ± 6.2)로 향상되었고(p = .02), 활동특이적 균형 자신감은 Activity-specific Balance Confidence Scale(ABC)평가결과 496.6(SD ± 303.7)에 서 742.2(SD ± 315.7)로 향상되었다(p = .02). HOME-FAST, FaB, ABC 모든 평가에서 서비스 전후 통계적으로 유의한 차이를 나타냄으로써 본 프로그램이 가정 내 낙상 예방 및 낙상 위험 행동요인의 개선에 효과가 있으며, 낙상에 대한 균형 자신감의 향상을 확인하였다. 또한, 본 연구에서 시행한 혼합형 중재 모델의 가정환경개선 서비스에 대하여 전반적인 만족도가 매우 높은 것으로 나타났다. 결론 : 가상현실기반 일상생활활동 중재를 병행한 가정환경개선 서비스 모델을 통해 지역사회 거주 노인의 낙상 예방과 일상생활에서의 안전사고 감소를 위한 효율적인 작업치료 중재가 이루어지기를 기대한다.

The aim of this study is to verify the effects of user experiences such as present, flow and arousal between game play under 3D virtual environment(VE) and general video game play. For this purpose, Oculus Rift play test experimental treatment methodology was adapted for analysis. As a result, for the present hypothesis between the VE game and general video game, cognitive and present hypotheses were all adopted except for emotional presence, and there was no difference in arousal effect. And, VE game had significant differences in emotional presence, flow concentration effect, flow merging action & awareness and arousal effect compared with general video game. As the study verified that VE game had higher effect in presence effect, sense of realism and user experience of players than general video games through experimental studies, it contributes to elaborate 3D virtual environment game interface design and user experience study.

This paper proposes the design and implementation of a system to provide a web-based ubiquitous 3D virtual reality education environment for secondary students to help experiment freely with safety by computer simulation in physics education. To realize this system, ThreeJS, one of the famous 3D graphics libraries based on javascript, has been used to support WebGL(Web Graphic Library). Hence the system became browser independent to give flexibility for most users. It is designed to make the mouse control change the position of the camera of the 3D graphics, so that the user can observe the virtual motion in various viewpoints. In contrast to the other local PC based education systems, this web-based system is much easier for distribution and management.

본 연구에서는 다양한 색채환경에 대한 반응을 파악하기 위해 3차원 가상환경 인터페이스를 개발하고, 개발된 인터페이스에 대해 사용자가 어떻게 감성적으로 인터렉션하는지를 평가하였다. 3차원 가상환경은 후면 투사형 대형화면을 통해 제시되었으며, 가구를 포함한 실내 환경요소에 12가지 색채조합을 적용한 후, 피실험자들에게 색채조합에 대한 반응과 아울러 가상환경 인터페이스를 통한 감성적 인터렉션을 함께 평가하도록 하였다. 총 34명의 대학생들이 실험에 참여하였으며, 피실험자들은 대형화면 (8'×6')에 제시되는 고화질의 색채 환경 속에서 표준 입력장치를 사용하여 360도로 시선을 움직일 수 있었다. '공간적 실재감(Spatial Presence)', '주제와 연관성(Topic Involvement)', 및 '유쾌함(Enjoyment)'에 관한 자기보고형 설문지를 통해 가상환경파의 인터랙션을 통한 감성 및 인지적 반응을 파악하였다. 현 연구는 향후 디자인 연구, 특히 환경디자인 연구에 3차원 가상환경 인터페이스를 적용하고자 하는 연구자들이 사용자 인터랙션을 사전에 이해하는데 기여할 것으로 기대된다.

This research aim concerns questioning how we can generate environments suggestive of nature fused with built environments through textiles. Through literature reviews and experiments with available the 3D imaging techniques of Holography, Lenticular and other new technologies, We have researched towards finding the most effective method for 3D imaging techniques for textile applications. This objective is to produce intriguing textile patterns and images in which the objects and colours change as viewpoints change. Experimental work was carried out in collaboration with professional textile researchers, scientists, artists and designers conducting research in this field.

본 논문은 3D 가상공간상에서 농촌에서 경험할 수 있는 작물재배, 가축사육 등을 가상 체험 할 수 있는 환경을 제공하여, 사용자에게 주말농장 체험과 유사한 경험을 할 수 있도록 한다. 기존의 웹 형태의 온라인 농작물재배/축산물 사육 시뮬레이션에서는 각종 텍스트 문서에 정지화상(사진이미지)을 적절히 조합하여 보여주는 형태가 대부분이며, 동영상으로 되어있는 내용들도 고정적인 이미지를 통한 정보습득 및 학습하는 형태로 되어있는데, 사용자들은 이 내용들보다 더욱 상세하고 많은 내용들을 필요로 하는 실정이다. 본 논문은 3D그래픽과 다중접속 네트워크 기술로 현실감 있는 가상의 농장 환경을 제공하여, 작물재배와 같은 기초적인 부분부터, 토지 환경 등을 간단하고 직관적인 인터페이스로 쉽게 접근할 수 있는 시뮬레이션 환경을 제공하며 농작물 재배가 실제 환경과 유사하도록 시뮬레이션 엔진을 구성하였다. 본 논문에서 구현된 시스템은 농업 교육이라는 건전한 놀이문화를 제공하고, 지방자치단체에서 시행하는 귀농 정책과 연계하여 시너지 효과를 가지며, 교육기관과 연계하여 작물 재배에 관한 학습 교재로서 기능을 가진다

본 연구에서는 교양지구과학과목을 수강하는 36명의 예비과학교사를 대상으로 가상현실(VR)의 사용을 한 차시에 걸쳐 시도하였다. 수업을 하기 전과 후에 구성주의 학습환경 조사(CLES)를 실시하였다. CLES의 주된 초점은 수업이 학생중심 수업환경을 얼마나 잘 보조하고 지원하는가다. 학생의 자신의 수업환경에 대한 사전 및 사후검사는 여섯가지 하위 영역으로 나뉜다.: 학생적절성, 비판적 시각, 교실통제의 나눔, 학생 간의 타협, 과학적 불확정성, 태도이다. 아울러 가상현실에 대한 미래교사의 인식에 대한 설문지도 실시하였다. 미래의 과학교사들이 가상현실 자료를 교실에서 사용하는 것에 대하여 어떻게 생각하는가를 본 연구를 통해 알아보고자 했다. 이들 결과를 바탕으로 교사 주도의 수업환경을 학생의 적극적 참여를 유도하는 수업에로의 변화를 도모하는 것과 같은 기존에 연구되지 않은 측면을 제안하여가상현실의 잠재력에 대한 보다 완벽한 이해를 꾀하려 하였다.

Virtual Reality(VR) is a new technology which makes humans communicate with computer. It allows the user to see, hear, feel and interact in a three-dimensional virtual world created graphically. In this paper, we introduced VR into psychotherapy area and developed VR system for the exposure therapy of acrophobia. Acrophobia is an abnormal fear of heights. Medications or cognitive-behavior methods have been mainly used as a treatment. Lately the virtual reality technology has been applied to that kind of anxiety disorders. A virtual environment provides patient with stimuli which arouses phobia, and exposing to that environment makes him having ability to over come the fear. In this study, the elevator stimulator that composed with a position sensor, head mount display, and audio system, is suggested. To illustrate the physiological difference between a person who has a feel of phobia and without phobia, heart rate was measured during experiment. And also measured a person's HR after the virtual reality training. In this study, we demonstrated the subjective effectiveness of virtual reality psychotherapy through the clinical experiment.

뇌기능 장애 환자에서 자세균형 제어능력의 저하는 보행 및 일상생활동작 수행 등에 어려움을 초래하며 이에 대한 정확한 평가 및 치료를 위하여 일상의 환경변화와 유사한 상황을 제공하고 이에 따른 자세균형 조절 능력을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구는 뇌기능 장애 환자에서 가상적 움직이는 환경에 따른 자세균형 조절 기능을 정확히 평가하고 환경의 움직임이 자세균형 조절에 미치는 영향을 분석하였다. 15명의 뇌기능 장애 환자들과 정상인 15명을 대상으로 실생활과 유사한 환경의 조성을 위하여 HMD를 이용한 가상 환경 움직임(Virtual Moving Surround)을 네 가지 다른 패턴으로 제공하였다. 자세동요의 정도는 힘판을 이용하여 신체압력중심의 변화를 전체이동거리, 동요주파수, 최대 빈도 COP 위치로 측정하였으며 가상 환경의 차이에 따른 변화를 비교 분석하였다. 연구결과 검사 재검사 신뢰도평가에서 일관된 분석결과를 나타냈고 뇌 기능장애 환자와 정상인의 분석에서는 두 그룹간의 차이를 확인할 수 있었다. 특히 전후로 빠르게 변하는 가상 환경에서 가장 큰 자세동요를 나타내었고 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 본 연구를 통해 뇌기능 장애 환자에서 가상 환경 변화가 자세균형 조절에 미치는 영향을 확인할 수 있었으며 이러한 환자들을 위한 치료와 평가 환경 조성 등에도 유용한 자료로 쓰일 수 있을 것으로 사료된다

이전 연구에서 가상현실에 몰입하는 동안 넓은 시야(field of view : 150˚)와 빠른 운행속도(70km/sec)가 사이버 멀미를 심화시킨다는 결과를 얻었다. 피험자의 90%가 좁은 시야(50˚)와 느린 운행속도(30km/sec)에서 사이버멀미 증상이 적었다. 본 실험에서는 피험자가 생리적인 동요를 경험할 때마다 바이오피드백 방법을 사용하여 사이버 멀미 감소 가상환경(cybersickness alleviating virtual environment ; CAVE)을 제시한 후, 그 효과를 관찰하였다. 피부전도도, 말초체온, 말초 혈류량, 심박률, 눈 깜박임, 뇌전위의 변수들을 입력하는 인공 신경망으로 구성된 실시간 멀미 탐지 시스템과 CAVE-제시 피드백 시스템을 구축하였다 이 시스템들은 생리적 측정치들이 사이버 멀미의 출현을 신호할 때마다 피드백 출력으로 좁은 화면과 감소된 운행속도를 일시적으로 제공하였다. 36명의 피험자를 대상으로 SSQ(simulator sickness questionnaire)와 자기보고를 이용하여 사이버 멀미의 빈도와 심각도를 조사하였다. 모든 피험자는 한달 간격으로 CAW 조건과 non-CAYE 조건에서 두 번 가상현실을 경험하였다. 사이버멀미의 빈도와 심각도는 non-CAVE 조건보다 CAVE 조건에서 유의미하게 감소하였다. 즉, 전기 생리학적 특징들에 기반한 인공 신경망에 의해 제공된 좁은 시야와 느린 운행의 가상환경은 사이버 멀미 증상들을 감소시켰다 이러한 결과들은 생체신호 피드백 시스템을 이용하여 인간 친화적 가상환경을 구축할 수 있는 가능성을 보인 것이다.

본 논문에서는 가상환경하에서 사용자가 느끼는 물체의 무게감에 관해 연구하며, 3D mouse에 스프링의 탄성력을 이용한 근력입력장치를 새롭게 디자인한다. 근력입력장치는 몰입형 가상환경에서 사용자들의 악력을 이용하여 힘이나 무게를 느낄 수 있도록 고안된 장비이다. 본 논문에서는 물체의 부피와 무게감에 관한 실험, 물체의 재질과 무게감에 관한 실험, 근력입력장치의 악력과 무게감에 관한 실험 등 세 가지 실험을 수행하여 비교·분석한다. 실험결과의 통계적 분석 및 사용자 설문지 분석을 통해서 얻은 결론은 몰입형 가상환경하에서 부피와 재질은 사용자들에게 현실감 있는 무게감을 느끼는 데 중요한 역할을 하지 못하지만, 근력입력장치의 악력을 사용할 경우 현실감을 증대시키며 무게감을 느끼는 데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서 제안한 근력입력장치는 무게감을 제공하는 데 효과적이다.