수중운동체에는 필수적 기능을 담당하는 함교, 러더와 같은 다양한 부가물들이 장착된다. 이들 부가물과 선체의 접합부에는 유선의 박리로 인해 다양한 와류가 생성된다. 이러한 와류는 수중운동체의 추진기로 유입되어 수중방사소음의 증가와 같은 부정적 효과 를 야기해 스텔스 성능의 향상을 위해서는 반드시 저감되어야 한다. 본 연구에서는 부가물과 선체의 접합부에서 생성되는 말발굽와류 (HSV)와 뿌리와류(RV)를 저감하는데 효과적인 와류저감장치(VRD)에 대한 설계기준을 도출하였다. 먼저, 접합부 와류의 레이놀즈 상사특 성 만족 여부를 분석함으로써 설계기준 도출에 부가물의 제원과 유속의 영향을 레이놀즈수로 대체하였다. 또한 VRD의 형상을 정의하기 위해 베지어 곡선을 활용해 VRD의 3차원 표면을 파라미터화하였다. 이후, 와류저감을 위한 VRD의 설계기준 도출을 위해 다양한 제원의 VRD의 와류저감 성능을 분석함으로써 최적의 길이 대 높이 비율이 선정되었다. 최종적으로 대상 범위의 부가물들에 대해 최적 비율을 만족하는 다양한 크기의 VRD 성능이 비교 분석되었다. 이를 종합하여 임의의 부가물에 대해서도 와류저감 성능을 나타낼 수 있는 VRD 의 무차원화 설계기준이 도출되었다.

본 연구는 2018년부터 2022년 상반기까지 약 5년간 노인 수중운동 프로그램과 관련하여 운동 프로그램을 적용한 국내 선행 문헌 14편을 연구대상으로 선정하여 특성, 운동프로그램 기간, 구성, 효과에 대해 분석하였고 결과는 다음과 같다. 국내 KCI등재지에서 발행된 선행문헌을 대상으로 분석하였고 결과 는 다음과 같다. 첫째, 성별에서는 여성노인을 대상으로 한 연구가 대부분이었고 연령은 65세 이상, 그리고 피험자 수는 50명 이하, 그리고 건강상태는 대부분 건강한 노인들을 대상으로 한 논문들이었다. 둘째, 수중 운동 프로그램 적용 기간은 8주-12주 미만, 주당 운동 횟수는 3-4번, 그리고 1회 운동 시간은 60분 미만 과 60분을 적용한 운동프로그램이 대부분이었다. 셋째, 수중운동 프로그램 구성 내용에서는 유산소 운동프 로그램으로 구성한 논문들이 대부분이었다. 넷째, 체력 요인, 심리적 요인, 신체조성 요인, 혈액성분 요인, 기타 요인 등 수중운동적용 효과가 있음을 확인하였다.

본 연구의 목적은 12주간 수중걷기운동이 비만 노인 여성의 신체조성, hs-CRP, HOMAIR 및 혈압에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시하였다. 체지방률 30% 이상인 비만 노인 여성 중 운 동군(10명), 대조군(10명)으로 총 20명으로 실시하였으며, 모든 검사항목은 동일한 방법과 조건으로 신 체조성, hs-CRP, HOMA-IR 및 혈압을 사전, 사후 총 2회 측정하였다. 수중걷기운동은 12주간, 주 3 회, 1회 50분, RPE 11-14 강도로 실시하였다. 측정변인에 대해 평균값과 표준편차(M±SD)를 산출한 후 사전 운동군과 대조군의 신체적 특성과 각 측정변인에 대한 동질성 검정을 위하여 독립 t-test를, 집 단 내의 사전·사후 평균치 변화에 대한 차이 검증은 종속 t-test를, 집단 간 차이에 대한 주효과 검정 및 집단 간 시기 간 상호작용 효과는 반복측정 분산분석을 이용하였다. 본 연구결과 운동군에서 신체조성, 체지방률(p<.05), 인슐린(p<.01), HOMA-IR(p<.01) 및 수축기 혈압(p<.05)이 유의하게 감소하였다. 따 라서 수중걷기운동이 비만 노인 여성의 비만 및 심혈관질환의 개선에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료 된다.

목적 : 본 연구의 목적은 수중 및 지상에서 시행된 강제유도운동치료의 효과를 비교함으로써, 수중에서 시행된 강제 유도운동치료가 편마비를 가진 뇌성마비 아동의 상지운동기능 및 일상생활동작에 어떠한 영향을 미치는지 알아보 는 것이다. 연구방법 : 본 연구는 개별사례 연구 설계 중 대상자간 다중기초선을 이용한 교차설계를 이용하였으며, 편마비를 가 진 뇌성마비로 진단받은 아동 3명을 대상으로 하였다. 기초선 측정은 대상자 1이 4회, 대상자 2가 7회, 그리고 대 상자 3이 10회였으며, 치료회기는 대상자 1이 14회, 대상자 2가 11회, 그리고 대상자 3이 8회였다. 상지 기능과 일상생활동작의 평가는 Box and Block Test(BBT)와 Pediatric Motor Activity Log(PMAL)를 사용하여 시행되 었다. 결과 : 강제유도운동치료가 수중에서 적용되었을 때 대상자 1, 2, 3의 BBT 점수는 각각 27%(21.5점에서 27.3점으 로), 14%(33점에서 37.5점으로), 7.6%(46점에서 49.5점으로)로 증가되었으며, 지상에서 적용되었을 때 각각 16%(21.5점에서 25점으로), 6%(33점에서 35점으로), 0%(46점에서 46점으로)로 증가되거나 유지되었다. 대상 자 1, 2, 3의 PMAL 점수는 수중에서 적용되었을 시 각각 38%(0.8점에서 1.1점으로), 31%(1.3점에서 1.7점으 로), 17%(1.8점에서 2.1점으로)로 증가되었으며, 지상에서 적용되었을 시 각각 25%(0.8점에서 1.0점으로), 15%(1.3점에서 1.5점으로), 11%(1.8점에서 2.0점으로)가 증가되었다. 수중 강제유도운동치료와 지상 강제유도 운동치료 후 측정된 BBT와 PMAL의 측정값 사이에 유의한 차이가 있었다(p<.01). 결론 : 치료과정 동안 강제유도운동치료를 수중과 지상에서 교차 적용한 결과, 강제유도운동치료가 수중에서 시행 될 때 상지운동 기능에 보다 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다.

목적 : 본 연구의 목적은 편마비 아동에게 수중에서 시행하는 대칭운동이 상지기능에 미치는 영향을 알아보는데 있다. 연구방법 : 연구의 대상자는 뇌병변으로 인한 좌측편마비 진단을 받은 8세 아동이었다. 본 연구는 개별사례 실험 연구방법 중 반전연구(ABA)를 사용하였으며, 각각 8회기의 기초선 과정, 치료기간, 그리고 치료 후 관찰기간 동안 상지기능을 평가하였다. 상지기능의 평가는 Bruininks-Oseretsky 운동기능 발달검사 소항목인 동전 옮기기와 Grooved 페그보드 검사를 통하여 이루어졌다. 또한 팔뻗기 과제에 대한 동작분석은 치료기간 전과 후에 각각 측정되었다. 대상자는 치료선 과정과 치료 후 관찰기간에는 일반적인 물리치료 및 작업치료를 받았으며, 치료기간에는 이에 더하여 40분간의 수중 대칭운동을 추가로 시행하였다. 결과 : 동전 옮기기와 페그보드 검사로 평가된 상지기능은 기초선과정보다 치료기간 동안에 향상되었으며, 이는 치료 후 관찰기간에도 지속적으로 유지되었다. 팔뻗기 과제에 대한 동작분석 결과 치료기간 후에 과제 완료시 체간의 굴곡 보상이 감소되었으며 견관절의 굴곡과 주관절의 신전이 움직임이 증가되었다. 또한 견관절과 주관절의 움직임 형태가 안정적으로 변하였다. 결론 : 수중 대칭운동은 편마비 아동의 상지 기능 및 움직임의 향상에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다. 향후에는 많은 대상자들을 포함하고 장기간 시행된 연구가 계속적으로 이어져야 할 것이다.

The purpose of this study was to investigate the effect of submerged relaxation therapy for the spasticity on the affected side in three subjects with post-stroke hemiparesis. A single-subject alternating design with multiple baselines across individuals was employed in this study. Each subject alternately participated in a range of motion exercises on the mat and in the pool, and relaxation exercises in the pool. The muscle tone of the affected side was measured using the tone assessment scale (TAS). Measurements were made immediately and one hour following the intervention. The findings showed a therapeutic effect of submerged relaxation exercise on reducing spasticity for all subjects. The effect of submerged relaxation exercise on decreasing muscle tone was maintained for one hour measurements after the submerged relaxation exercise, although the mean TAS score assessed one hour after intervention was higher than that assessed immediately. The results of this study suggest that submerged relaxation exercise has a positive effect on decreasing spasticity on the affected side in persons suffering from post-stroke hemiparesis. Future research on submerged relaxation exercise should focus on objective evaluation and functional the aspects relevant to activities of daily living.

Ischemic stroke results from a transient or permanent reduction in cerebral blood flow that is restricted to the territory of a major brain artery. Thus, this study was performed to examine (1) the effects of swimming exercise on the improvement of muscle atrophy, and (2) exercise and HSP 70 expression in an ischemic stroke model induced by middle cerebral artery occlusion. The results of this study were as follows: One week after ischemic stroke was induced, changes appeared in the muscle weight of the gastrocnemius muscle due to muscle atrophy in the affected side. Group II showed statistically significant difference from group III eight weeks after ischemic stroke was induced. (p<.05). One week and eight weeks after ischemic stroke was induced there was significant decrease in the relative muscle weight of the gastrocnemius muscle in each group except Group IV, while there was statistically significant increase in group II eight weeks after ischemic stroke was induced, compared to group III (p<.05). For neurologic exercise behavior tests, Group II generally had the highest score, compared to other groups. In immunohistochemical observations, Group II showed a decrease in HSP 70. The above results suggest that swimming exercise improved muscle atrophy, changed the HSP 70 expression of ischemic stroke in rats, and contributed to the improvement of exercise function.

Osteoporosis is the most prevalent metabolic bone disease and is characterized by diminished bone strength predisposing to an increased risk of fracture. Thus, this study was performed (1) to examine the effect of aquatic exercise on osteoporosis caused by an ovariectomy in the rats, and (2) to elucidate involvement of histopathologic findings in mediating these actions. The results of this study were as follows: 1. Body weight of the subjects increased after the experiment. There was a statistically significant difference (p<.05) between Group I (sham operated) and Group II (control group). 2. In respect to the length, circumference and weight of the femur, there was no statistically significant difference between the control group and the other groups (p>.05). 3. With the osteocalcin level used as one of the bone formation indexes the bone mineral density increased in every group in comparison with the control group, and in particular, there was a statistically significant difference between Group III and Group IV. The above results suggest that aquatic exercise treatment is effective in the prevention and treatment of osteoporosis.

In this paper, a high performance underwater vehicle which can be manufactured at low cost is designed and fabricated, and its performance is verified through experiments. To improve efficiency, the Myring equation is used to design the appearance and the duct structure including the thruster is planned to increase the propulsion efficiency while reducing the drag force. Through various methods, it is secured stable waterproof performance, and also is devised to have high speed movement and turning performance. The developed underwater vehicle is equipped with a high output BLDC motor to achieve a linear speed of up to 2 m/s and can change direction rapidly with stability through four rudders. The rudders are driven by coupling a timing belt and a pulley by extending the axis of a servo motor, and are equipped at the end of the body to turn heading. In addition, for stable posture control, the roll keeps its internal center of gravity low and maintains its stability due to restoring force. By controlling the four rudders, pitch and yaw are handled by the PID controller and show stable performance. To investigate the horizontal turning performance, it is confirmed that the yaw rate controller is designed and stable yaw rate control is performed.

In this paper we present (1) analysis of imaging sonar measurement for two-view relative pose estimation of an autonomous vehicle and (2) bundle adjustment and 3D reconstruction method using imaging sonar. Sonar has been a popular sensor for underwater application due to its robustness to water turbidity and visibility in water medium. While vision based motion estimation has been applied to many ground vehicles for motion estimation and 3D reconstruction, imaging sonar addresses challenges in relative sensor frame motion. We focus on the fact that the sonar measurement inherently poses ambiguity in its measurement. This paper illustrates the source of the ambiguity in sonar measurements and summarizes assumptions for sonar based robot navigation. For validation, we synthetically generated underwater seafloor with varying complexity to analyze the error in the motion estimation.

본 논문에서는 수상 및 수중운동체의 안정성 및 안정화기법에 관해 고찰한다. 선박이 운동을 하게 되면 부가질량이 변하게 되고 대칭인 시스템행렬이 비대칭이 된다. 비대칭성에 따라 시스템의 안정성해석방법도 달라지는데 예를 들어 가속도 피드백을 통해 비대칭요소를 제거하여 대칭으로 변환시키는 것이 가장 대표적인 해석 및 안정화 기법이다. 시스템 모델자체는 어디까지나 모델이기 때문에 대상시스템을 명확하게 수식으로 표현할 수 없으므로 피드백에 의한 비대칭요소를 소거시키는 방법은 타당하지 못하다. 따라서 본 논문에서는 대칭행렬이 비대칭행렬로 변하는 제약에 구애받지 않는, 보다 일반성을 갖는 안정성해석법을 제안하였다. 그리고 시스템 안정성 조건을 행렬부등식으로 변환하여 나타내었다. 이것은 안정성 해석 및 안정화를 위한 제어이득을 효율적으로 계산할 수 있는 방법으로 다양한 제약조건에도 유연하게 대응할 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안한 기법의 유효성을 검증하였다.

이 연구는 수중 운동, 균형 훈련과 복합 운동이 파킨슨 유발 흰쥐 모델에 미치는 영향을 관찰하기 위해 수산화도파민(6-hydroxydopamine)을 흰쥐의 좌측 내측전뇌다발에 주사하여 파킨슨 모델을 제작하였다. 실험동물은 수중 운동을 적용한 실험군 I, 균형 훈련을 적용한 실험군 II, 복합 운동(수중 운동+균형 훈련)을 적용한 실험군 III, 수술 후 표준사육장에서 운동을 적용하지 않은 대조군으로 배치하였다. 수술 후 7일, 14일, 21일에 실험동

본 연구의 목적은 16주간의 수중운동이 만성 편마비 환자들의 정신건강 및 신체적 자아 효능감에 미치는 영향을 구명하여, 이 환자들의 삶의 질 향상에 도움이 되는 재활 운동프로그램을 제공하는데 있다. 연구대상은 서울특별시 P복지관 만성 편마비 환자 16명(실험집단 8명, 통제집단 8명)으로 하였으며, 공변량분석을 통해 측정된 자료의 유의성 검증을 하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 수중운동은 만성 편마비 환자들의 긴장, 분노, 피로, 활력과 같은 정신건강 요인에는 긍정적인 변화를 주었으나, 우울과 혼동 같은 요인에는 통계적으로 유의한 영향을 주지 않았다. 둘째, 신체적 자아 효능감 요인인 신체 능력과 자기표현 자신감의 변화에도 긍정적인 영향을 미쳤다. 따라서 환자의 특성을 고려한 적절한 수중운동은 만성 편마비 환자뿐만 아니라 다른 장애인의 정신적 재활에 도움이 될 것으로 기대된다.

병렬기구를 이용하여 항만공사를 위한 수중로봇을 개발하였다. 수중으로 큰 피복석을 옮기기 위해 수중로봇은 크레인에 의해 권양된다. 수중로봇의 요오와 피치운동은 유압 실린더에 의해 제어되지만 롤 운동은 제어되지 않는다. 롤 운동을 위해 로봇 양쪽에 프로펠러가 장착되어 제어된다. 본 논문은 수중로봇의 롤 운동제어에 관한 것이다. 롤 운동 각도를 측정하기 위해 자이로 센서가 사용되었다. 로봇의 롤 운동을 2차 비선형 시스템으로 나타내고 반복 리스트 스퀘어 방법과 적응인식 방법으로 동적 모델을 찾았다. 동적 모델로 외란을 보상하기 위한 제어입력을 계산하고 PD 제어, 반복 리스트 스퀘어 모델 베이스 제어, 적응 모델 베이스 제어를 롤 운동제어에 적용했다. 수중로봇의 시스템을 설명하고 제안한 제어기의 시뮬레이션과 실험결과를 보인다.

본 논문에서는 수중운동체의 운동수학모형 정립 및 최적제어 방안 연구를 위해, 수중운동체의 6자유도 운동 방정식을 유도하고, UUV 모형의 사항시험을 통해 6방향의 유체력을 구하였다.