원자력시설 유지보수 및 해체시 다관절 매니퓰레이터 이상동작에 대한 작업자의 반응특성과 안전속도 수준을 다루고 있다. 매니퓰레이터 팔의 속도, 오류 가능성, 오류 형태와 같은 여러 가지 작업 조건에 따 라 작업자의 반응시간, 고장 경보(false alarm), 실패(miss) 횟수 등에 대한 작업자의 반응 특성을 분석하 였다. 매니퓰레이터 팔의 속도와 이상동작 형태는 반응시간에 영향을 주지만, 이상동작 가능성에 영향을 미치지 않았고, 두 요인 이상의 교호작용은 대체로 영향이 없었다. 매니퓰레이터 팔의 속도변화에 따른 반응시간 특성은 이상동작 형태에 따라 다르지만 대체로 약간 증가하는 추세를 보였다.

기계식 마스터-슬레이브 매니퓰레이터의 결점인 접근 지역의 제한을 극복하기 위해 차세대관리 공정장치 원격 유지보수용 천정이동 서보 매니퓰레이터(Bridge Transported Servo Manipulator, BTSM) 시스템을 개발하고 있다. 서보 매니퓰레이터는 핫셀 내 천정이동 브릿지(bridge)에 부착되는 슬레이브 매니퓰레이터와 핫셀 밖 운전지 역에 설치되는 마스터 매니퓰레이터로 구성된다. 각각의 매니퓰레이터는 몸체 회전, 상부 팔 틸트(tilt), 하부 팔 틸트, 하부 팔 회전, 손목 팬/틸트(pan & tilt) 및 잡는 운동(grasp motion)의 7 자유도를 갖는다. 하부 팔 회전, 손목 팬/틸트 및 잡는 운동은 매니퓰레이터의 무게에 비해 취급 용량을 크게 하고, 마찰을 작게 하기 위하여 와이어 구동 메카니즘을 채택하였다. 그러나, 와이어 구동 메카니즘은 한 축이 움직일 때 다른 축도 영향을 받을 수 있는 단점이 있다. 본 논문에서는 이와 같은 단점을 극복하기 위해 와이어 구동 링크(link) 사이의 전달 특성을 수식화 하였다. 와이어구동 링크들간의 전달특성 분석 및 실험을 통해서 이들의 기대하지 않은 동작 특성을 확인하였다. 또한, 제안한 보상식을 통해서 기대하지 않은 동작을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.

본 연구는 중학교 남자 투창 선수들의 기록수준별 창던지기 동작에 대한 운동학적 분석을 통하여 기록에 영향을 미치는 요인을 규명하고자 하였다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 제 47회 전국 소년체육대회에 참여한 중학교 남자 선수들이 수행한 창던지기 종목을 2대의 비디오카메라로 촬영 후 결선에 진출한 선수 8명과 결선에 진출하기 못한 선수 8명에 대하여 3차원 동작 분석을 실시 하였다. 기록 수준에 따른 운동학적 변인 차이를 규명하기 위하여 SPSS 20을 이용하여 독립 t 검증을 실시하였다(p<.05). 그 결과 결선진출 집단이 결선미진출 집단에 비해 투사속도, 스트라이드 길이, 릴리즈 시 무릎각도에서 크게 나타났고, 공격각과 창의 자세각에서는 작게 나타났다(p<.05). 창의 공격각도, 릴리즈 시 창그립과 파울라인 거리, 무게중심의 수직속도 변화에서 변동계수가 크게 나타났다. 이러한 결과를 요약하면 중학교 남자 선수들의 기록 향상을 위해서는 동작의 일관성을 유지하면서 마지막 스트라이드 길이를 길게 하고 지지발 착지 시 무릎각을 최대로 신전시키면서 창의 자세각을 낮추어야 한다.

본 연구는 다양한 음높이 구조에서 감각정보 형태에 따른 타이밍 동작 제어 특성을 알아보는데 있다. 이를 위하여 오른손이 우세손인 16명의 연구 대상자가 실험에 참여하였다. 실험 과제는 리듬 지각 및 타이밍 협응 프로그램을 수행하는 것으로서 목표 과제의 타이밍 구조를 지각한 후 동일한 타이밍으로 키보드 자판을 누르는 것이었다. 각 연구 수행자는 세 가지 음높이 조건(단음, 상승음, 하강음)의 네 가지 리듬 구조를 감각정보 조건(단일(청각)감각, 다중(시청각)감각)에 따라 각각 12회씩 총 24회를 무선적으로 수행하였다. 타이밍 동작 제어 특성을 살펴보기 위하여 절대적 타이밍 오차와 상대적 타이밍 오차를 분석하였으며, 개인차를 고려한 결과를 도출하기 위하여 음높이 구조별 타이밍 능력을 절대적 및 상대적 타이밍 오차 기준에서 각각 상대 비교하여 상승음이 우수한 집단(AG)과 하강음이 우수한 집단(DG)으로 분류하여 분석하였다. 16명의 전체 연구 대상자의 결과를 살펴보면, 절대적 타이밍 오차의 분석에서는 다중감각 조건보다 단일감각 조건에서 타이밍 능력이 우수한 것으로 나타났으며, 상대적 타이밍 오차 분석에서는 단일감각 조건보다 다중감각 조건에서 타이밍 능력이 우수한 것으로 나타났다. 타이밍 능력별로 AG와 DG 집단의 비교 분석 결과, 단일감각 조건에서 타이밍 능력이 우수한 집단은 다중감각 조건에서 수행력이 떨어진 것으로 나타난 반면, 단일감각 조건에서 타이밍 능력이 떨어진 집단은 다중감각 조건에서 수행력이 향상된 것으로 나타났다. 이러한 결과는 과제제한 요소와 개인제한 요소의 성격에 따라 타이밍 동작 제어 특성이 다르게 나타난다는 것을 의미하는 것으로, 리듬 및 타이밍 과제의 현장 적용에 있어서 과제와 개인의 특성을 고려하여야 한다는 것을 시사한다.

본 연구의 목적은 시각적 착시에 따른 지각과 동작의 제어 특성을 규명하는 것이다. 지각과 동작의 제어 특성을 살펴보기 위해 사용한 시각적 착시는 주변원의 크기에 따라 중심원의 크기가 달라 보이는 에빙하우스 착시 도형이다. 본 연구의 목적을 달성하기 위해 오른손잡이 성인 10명이 자극 형태에 따라착시도형과 일반 도형에서 지각판단 과제와 잡기 과제를 수행하였다. 지각판단 과제에서 피험자는 자신이 생각하는 중심원의 크기를 엄지와 검지 손가락의 그립 크기로 나타내도록 하였다. 잡기 과제에서는 연구자의 신호에 의해 중심원을 엄지와 검지 손가락으로 잡는 과제를 수행하였다. 본 연구에서 나타난결과를 살펴보면, 에빙하우스 착시가 지각판단과 잡기 동작에 영향을 주는 것으로 나타났다. 즉, 착시에 의한 지각적 차이가 실제 잡기 동작에서 그립 크기와 최대 그립 크기의 차이를 유발하였다. 그러나 중심원의 크기가 작게 보이는 착시 도형의 잡기 과제에서는 그립 크기에 대한 착시 효과가 거의 나타나지않았다. 이러한 연구결과는 지각과 동작의 분리성과 연합성을 명확히 밝히는 데에 한계가 있으나, 두 시각 시스템이 서로 상호작용한다는 결과를 지지한다고 할 수 있다.

This paper analyzes the motion of a horseback riding robot which has two actuators and three joints. It is impossible to control the saddle to get to any position and orientation using the two motors because the robot has less degrees of freedom than the number of joints. Therefore it is required to know the possible location and orientation along with the velocity characteristics of each pose prior to motion planning. For this purpose, this paper analyzes the characteristics of the robot motion. The authors derive the forward and inverse kinematics of the robot motion and developed the trajectory editor for motion planning. Also, Jacobian of the robot is analyzed. It reveals that one of the actuator has little influence to the speed of the saddle motion while the other affects the speed of the saddle motion dominantly. The approach of the paper can be applied for the analysis of characteristics of a robot which has less number of actuators than that of joints.

본 연구는 연속적인 두 분절 움직임에서 두 번째 목표물의 난이도 변화에 따른 하지 동작의 제어 특성에 대하여 규명하였다. 시작지점에서 출발하여 첫 번째 분절 움직임을 완성한 후 곧 바로 두 번째 분절 움직임을 실시하는 순서로 연결하여 동작을 수행하도록 지시하였다. 첫 번째 목표물은 고정시킨 반면 두 번째 목표물의 크기와 거리에 변화를 주어 분절간 움직임의 형태를 동작 시간과 속도, 그리고 영점교차 등의 운동학적 측정을 통하여 분석하였다. 연구결과, 두 번째 목표물의 거리 조건은 첫 번째 분절 움직임 수행에 영향을 미치는 것으로 나타나 맥락-의존 효과가 관찰되었다. 이러한 결과는 동작의 상대적인 순서에 대한 제어가 운동 수행을 담당하는 효과기(effector)와는 무관하게 상위 제어체계에서 조직화되고 실행된다는 것을 시사한다. 반면 목표물의 크기 조건은 하지 동작의 움직임 계획과 실행에는 크게 관여하지 않는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 과제-특수적 운동 환경과 하지 동작의 제어 형태에 기인한다고 볼 수 있다.

본 연구는 다섯 개의 분절간 각도가 다른 시각 정보에 대한 시간 타이밍의 지각과 동작의 제어 특성을 밝히는 데 목적이 있다. 이를 위해 18명의 여자 성인을 대상으로 컴퓨터 모니터에 제시되는 시각정보를 보면서 J키와 F키를 이용하여 각 분절의 길이에 맞는 시간 타이밍 과제를 수행하였다. 분절간 각도는 10°, 30°, 60° 인 실험 조건에서 각 분절의 길이에 맞는 시간 타이밍의 지각적 특성과 실제 타이밍 반응의 결과를 살펴보았다. 지각적 특성은 제시되는 시각 정보를 어떻게 지각하였는지를 실제 반응 이후 설문을 통해 알아보았으며, 실제 타이밍 반응은 실제 반응 타이밍 시간과 분절의 길이에 따라 정해진 시간 값 간의 상대적 타이밍 오차와 절대적 타이밍 오차를 계산하여 분석하였다. 그 결과, 각도 조건에 따라 각도 조건에 따른 시간 타이밍에 대한 지각이 전반적으로 다르게 나타나 시각적 착시가 일어났음을 확인하였다. 그러나 실제 동작은 각도 조건에 관계없이 동일한 타이밍 반응을 보이는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 지각과 동작의 처리과정의 분리적인 특성을 제시한 Milner와 Goodale(1995)의 지각-동작 가설과 동작 제어시 계획 단계와 다른 온라인 제어에 의한 동작 수정이 이루어진다는 Glover(2002)의 계획-제어 가설과의 관련 가능성을 찾을 수 있다.

본 연구는 기술수준과 공 속도에 따른 탁구 포핸드 스트로크 타이밍 제어 특성을 규명하는데 그 목적이 있다. 실험에 참여한 연구대상자는 전국대회에서 상위 5위 이내에 입상한 경력이 있는 숙련자 5명, 대학탁구 동아리에 가입하여 활동 중인 중간숙련자 5명, 그리고 탁구 수업경험이 있는 초보자 5명의 대학생을 선정하였다. 실험과제는 다양한 속도조건에서 투사되는 공을 빠르고 정확하게 반대편 코트의 목표지점으로 포핸드 스트로크를 하는 과제로 하였다. 탁구 포핸드 스트로크 동작 분석을 위해 2대의 카메라로 비디오 촬영을 실시하였고, KWON3D를 사용하여 백스윙 시점의 공과 눈까지의 3차원 좌표를 구하여 타우(tau: τ)값을 산출하였다. 산출된 타우값을 기술수준과 공 속도조건별로 이원변량분석을 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 공 속도별 기술수준에 따른 타우값으로 본 백스윙 시점은 느린 속도조건에서는 기술수준이 높을수록 백스윙 시점이 늦었고, 중간 속도조건과 빠른 속도조건에서는 기술수준이 높을수록 백스윙 시점이 빠른 특성을 보였다. 둘째, 기술수준별 공 속도에 따른 타우값으로 본 백스윙 시점은, 초보자와 중간숙련자는 속도조건별로 공 접촉순간까지의 시간에 차이가 많았지만, 숙련자의 경우에는 모든 속도조건에서 접촉시간때까지의 시간에 유의한 차이가 없이 비교적 일정한 값으로 동작 시작의 타이밍 제어가 이루어졌다. 이상의 결론을 종합해 보면, 기술 숙련성이 높을수록 공 속도에 관계 없이 일정한 접촉시간정보인 타우값에 의해서 동작 시작의 타이밍이 제어되는 반면, 초보자와 중간숙련자는 공의 속도에 따라서 백스윙 시점의 접촉시간정보를 잘 활용하지 못하는 것으로 볼 수 있다.

본 연구는 기술수준과 목표거리에 따라 나타나는 골프 퍼팅 동작의 제어 특성을 구명하는데 그 목적이 있다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 경력 8년 이상이고 핸디 3 이하인 남자 골프 숙련자 4명과 경험이 전혀 없는 남자 골프 초보자 4명을 피험자로 선정하였고, 1m, 2.5m, 4m 거리의 홀에 최대한 정확하게 공을 넣도록 하였다. 골프 퍼팅 동작의 분석을 위해 비디오 촬영을 통한 영상분석으로 클럽헤드의 좌표를 산출하였으며, KWON3D(권영후, 1993)를 사용하여 분석한 뒤 본 실험을 위해 개발된 프로그램을 사용하여 클럽헤드의 저크(Jerk) 및 저크코스트(Jerk-Cost)를 산출하였다. 결과에 대한 운동학적 변인을 기술수준별, 거리조건별로 분석한 결과 숙련된 수행은 동작의 형태가 일정하고 일관적이었으며, 초보자의 수행은 힘의 배분이 일정하게 이루어지지 않았고, 필요 이상의 힘을 사용해 클럽헤드를 움직여 동작의 편차가 크게 나타나는 특성을 보였다. 거리조건별 기술수준에 따른 저크코스트의 경우, 모든 거리조건에서 숙련자는 효율적인 제어를 통해 동작의 수행에 필요한 양의 힘만을 적절히 배분하여 초보자에 비해 일반적으로 낮은 값의 저크코스트를 나타냈으며, 기술수준별 거리조건에 따른 저크코스트의 경우, 초보자는 거리조건에 따른 유의한 차이가 없이 비교적 높은 값을 가졌으나, 숙련자의 경우 목표거리가 증가함에 따라 유의한 차이를 보이며 높은 값을 가졌다.