유비추론과 자연모방 교육 기반의 창의적 문제해결 지원 도구 및 문제중심학습(PBL) 지원 도구

이길진 건국대학교 교육대학원 2020 국내석사

자연모방은 유비추론에 기반한 창의적 문제 해결 방법이다. 자연의 생물체 들은 오랜 세월 동안 실패(멸종)와 성공(생존)을 반복하였으며 이러한 실패와 성공의 과정은 고스란히 생체에 기록되었다. 이러한 자연에 관한 정보를 이용하여 인간이 가진 문제를 해결하는 과정을 자연모방이라고 하며 자연모방에 대한 학습은 학습자 들에게 창의적 문제 해결력을 효과적으로 증진시킬 수 있는 방법으로 알려져 있다. 그러나 자연모방의 학습에 관한 교육과정이나 교육자료등에 대한 연구가 부족하여 교육 현장에 효과적으로 적용하지 못하는 한계가 존재하였다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 창의성과 유비추론, 자연모방에 대한 개념을 정리하고 유비추론 기반의 자연모방 학습 지원 도구를 연구하였다. 더 나아가 자연모방을 기반으로 실제 문제와 상황(맥락) 속에서 문제를 해결하며 교과 지식을 학습하고 문제 해결 능력 등을 향상시킬 수 있는 학습자 중심의 문제중심학습(Problem-Based Learning)을 효과적으로 수행할 수 있는 학습 지원 도구를 연구하였다. BID(Bio-inspired Design) is a creative problem solving method based on analogy reasoning. Natural creatures have repeated failures(extinctions) and successes(survival) for a long period, and these failures and successes have been written in the vivo. The process of solving problems using this information about nature is called Biomimicy, BID etc. And learning about Bio-inspired Design is known as a way to effectively enhance creative problem solving ability. However, there was a limitation in that it could not be effectively applied to the educational field due to the lack of research on the curriculum or educational materials on learning of BID. In order to solve these problems, this study summarized the concepts of creativity, analogy reasoning, and BID. In addition, This study has developed creative problem-solving support tools based on BID and analogy reasoning. Furthermore, based on BID, this study has developed educational materials for PBL(Problem-based Learning) which can improve problem-solving skills with solving problems in actual problems and context.

신기술 발굴을 위한 자연모방 방법에 대한 연구

이민기 성균관대학교 일반대학원 2015 국내석사

많은 연구자들에 의해 자연으로부터 영감을 받은 기술 개발에 대한 방법 연구가 이루어지고 있으나 대부분 초기단계에 머물러 있다. 본 연구의 목적은 AskNature의 자연모방 기술 및 제품의 사례 연구로부터 신기술 발굴을 위한 활용 방법을 제안하는 것이다. 본 연구의 연구 방법은 크게 세 부분으로 구성된다. 첫째, 자연모방 기술과 제품이 TRIZ의 40가지 발명원리로 설명이 가능한지 분석하였다. 둘째, Khiteeva의 효율계수 'K'를 이용하여 효율성이 높은 발명원리를 도출하였다. 셋째, TRIZ의 언어학적 구조인 SAO를 활용하여 AskNature의 자연의 전략적 기능 정보를 추출하였다. 본 연구 결과 본 연구에서 대상으로 한 199개의 자연모방 사례들은 29개의 발명원리로 설명할 수 있었으며, 효율계수 'K'를 이용하여 효율성을 기준으로 적용 우선순위를 도출 할 수 있었다. 또한, 효율적인 기술 탐색을 위해 SAO구조를 이용하여 1,689개의 자연 전략적 기능 정보의 활용이 가능한 것으로 발견되었다. 본 연구를 통해 제안된 방법은 효율적인 신기술 발굴 프로세스에 기여할 것으로 기대된다.

A survey of consensus-based optimization

박소영 서울대학교 대학원 2021 국내석사

본 학위 논문에서는 합의 기반 최적화에 대한 선행연구들을 살펴보고, 이 방법의 효과성을 다른 4개의 자연모방 메타휴리스틱 방법론들과 비교한다. 비교에 사용되는 방법론들은 유전 알고리즘, 입자 무리 최적화, 개미 집단 최적화, 그리고 모의 담금질이다. 합의 기반 최적화는 상대적으로 단순한 규칙에 의거하여 함수를 최적화하지만, 복잡한 문제에 대해서도 잘 작동하며 여타 방법론들을 뛰어넘는 성능을 보였다. 한편, 선행 연구들의 결과에서 확인할 수 있듯이 합의 기반 최적화는 그 유용성을 이론적으로 증명하기에도 용이한 알고리즘이다. 더 구체적으로 언급하자면, 잡음이 없는 형태의 합의기반 최적화는 입자들이 합의에 이른다는 것이 증명되었지만, 그 합의 지점이 반드시 전역적 최적해이지는 않다. 또한, 등방성 잡음을 포함한 합의기반 최적화는 전통적인 평균장 방법을 사용하여 수렴성 연구가 있어왔지만, 이는 제약이 있는 최적화 문제들에 대해서만 성공하였다. 마지막으로, 성분별 잡음을 포함한 합의기반 최적화는 전통적인 평균장 방법보다 더 직접적이고 새로운 방법론을 사용하여 그 수렴성이 증명되었다. In this thesis, we review past studies of consensus-based optimization(CBO) and compare its performance with four other nature-inspired metaheuristics: GA, PSO, ACO, and SA. Consensus-based optimization is a relatively simple algorithm but shows superior performance, successfully optimizing complex test functions. Moreover, CBO allows for theoretical validation of its success in continuous optimization, as indicated in past literatures. To be specific, past studies proved that CBO without noise eventually arrives at a consensus but not necessarily at a global optimum. CBO with isotropic noise has been studied using the classical mean-field theory, which was successful only for constrained problems. Finally, studies proved the convergence of CBO with component-wise noise using a direct, unconventional method.

자연의 형태를 이용한 모방적 조형 연구

왕운비 건국대학교 일반대학원 2016 국내석사

在现代信息时代,形态各异、新颖奇特的产品造型设计走入了人们千姿百态的生活,以往单调乏味的产品外观已不能满足现代人们的审美需求。大众对时尚的审美层次的提高,使得设计界用新的思维模式来不断创新成为必然。在互联网时代和知识经济时代,产品更新换代的速度可谓日新月异,而仿生学以它独有的模仿设计魅力,越来越被人们接受和喜爱,并且在不断提升我们的生活品质。因此,产品设计的推陈出新迫切需要将仿生学引入设计领域。同时仿生设计学也吸引了越来越多来自于学者和企业的热情和关注。因此,进行仿生设计的研究和应用具有重要意义。 二十一世纪是一个以科技飞速发展和情感化消费为主要特征的感性时代,在许多领域,自然界的诸多元素已作为设计借鉴的宝贵资源被加以模拟应用。在设计领域,仿生的应用有利于提高产品的物质价值和精神价值。仿生设计作为工业设计的潮流和趋势,已日益成为重要的产品设计方法。工业设计方面,产品仿生设计能够满足消费者的情感需求,适合感情匮乏时代人们的精神需求。本论文从理论和实践的角度,重点对产品仿生设计中的在形态仿生、色彩仿生、肌理仿生等方法进行研究 本文主要研究的是如何根据仿生设计理论以及相关产品设计理论和方法,分析研究产品仿生设计方法、原则与程序,并以自己的设计实践来应用和验证。本文研究内容和解决的问题如下: (1)研究分析仿生设计及设计相关理论 通过对仿生设计基本理论和产品仿生设计相关基础理论的研究,分析研究产品仿生设计应用的基础理论。 (2)研究提出设计理论指导下产品仿生设计的一般方法程序 依据仿生设计在产品设计中的应用情况,对其进行有针对性的分类,综合研究提出设计理论指导下产品仿生的一般设计方法和步骤。 (3)研究产品仿生设计的具体方法、原则和意义 本文将仿生设计的相关理论研究,运用于产品仿生设计方法的分析过程,结合具体实例,分析、研究、总结产品仿生设计的具体方法、原则和意义,提出仿生设计的细节操作,包括造型手法、详细设计规则和实际应用方法,形成了以理论架构为支持的产品仿生设计方法。 仿生设计学与旧有的仿生学成果应用不同,它是以自然界万事万物的“形”、“色”、“音”、“功能”、“结构”等为研究对象,有选择地在设计过程中应用这些特征原理进行的设计,同时结合仿生学的研究成果,为设计提供新的思想、新的原理、新的方法和新的途径。在某种意义上,仿生设计学可以说是仿生学的延续和发展,是仿生学研究成果在人类生存方式中的反映。 仿生设计学是仿生学与设计学互相交叉渗透而结合成的一门的边缘学科,仿生学涉及的领域极其广泛,内容非常丰富,其形式多种多样,特别是由于仿生学和设计学涉及到自然科学和社会科学的许多学科,因此也就很难对仿生设计学的研究内容进行划分。这里,我们是基于对所模拟生物系统在设计中的不同应用而分门别类的。归纳起来,仿生设计学的研究内容主要有:色彩仿生、结构仿生、质感仿生、形态仿生、构造仿生等方面。模仿生物的设计的仿生设计,既有仿形态、仿色彩、仿机理、仿结构、仿功能的设计。是模仿大自然中的形态,通过概括、提炼和艺术夸张等手法,再运用变色、变形等配合,将自然形态类似或上升为高于自然形态的艺术境界,从而达到给人以美的享受。 实例部分主要运用形态仿生设计学,通过研究生物体和自然界物质存在的外部形态及其象征寓意,通过艺术手法将形态仿生有效地运用到照明设计之中。灯具这一产品为人们的日常生活与工作提供了方便,没有哪个产品能像灯具一样与人们的日常生活如此的紧密联系。在生活水平相对低下的时期,消费者对灯具关注点主要集中在灯具的照明功能上,随着生活水平的提高,物质生活越来越丰裕,消费者对灯具的需求已经从单纯的照明功能向深层次的精神文化层面发展。灯具除了为人类带来光明的同时,也丰富了人们的精神与文化生活。现在的灯具创新设计风格在不断的变化,对灯具的设计的要求也在不断的提高,不仅功能好,还要外表美观,具有经济效应等。根据不同的空间、不同的场合、不同的对象选择不同的照明方式和灯具,并保证恰当的照度和亮度。灯光照明是装饰美化环境和创造艺术气氛的重要手段。为了对室内空间进行装饰,增加空间层次,渲染环境气氛,采用装饰照明,使用装饰灯具十分重要。在现 代家居建筑、影剧建筑、商业建筑和娱乐性建筑的环境设计中,灯光照明更成为整体的一部分。 汲取大自然的营养是仿生学的基础,仿生设计将仿生学应用于工业设计活动中,模仿并超越大自然优越的机能,提升设计层次和空间。同样,将仿生设计运用于产品造型中, 使产品造型与仿生设计有机结合,是塑造优秀产品造型的有效途径之一。其中重要步骤是有效地提炼仿生对象的形态、色彩和表面肌理,并将其巧妙地运用到造型活动中, 这将关系到产品造型的艺术品质。 此外,应结合新的设计理念,使仿生造型做到形态、人机使用、文化和情感性的有机统一。 产品造型设计是现代工业设 정보시대가 발전되는 오늘날, 형태가 제각기 다르고 새로운 제품조형 디자인이 다양한 생활 속에 들어섰고 단조로운 구식의 외형은 현대인의 심미요구에 만족할 수 없게 되었다. 유행에 대한 사람들의 안목이 제고되면서 디자인 업계가 새로운 방식으로 창신을 하는 것이 필연적으로 되었다. 인터넷과 지식경제시대, 나날이 새로워지는 제품이 계속 업데이트되고, 바이오닉스 디자인학은 특유의 모방디자인 매력으로 사람들의 사랑을 받게 되고 우리의 생활품질을 바꾸고 있다. 때문에 디자인 학계의 문화유산계승에는 바이오닉스학을 디자인공간으로 편입할 필요가 있다. 이와 동시에 바이오닉스 디자인학은 점점 많은 학자와 기업의 주목을 받기 시작하였다. 따라서 바이오닉스 디자인에 대한 연구와 응용은 중요한 의미가 있다. 우리 인간은 자연 속에 살면서 그 자연과 모든 물체가 어떤 색과 형태를 이루고 있음을 늘 보아 잘 알고 있다. 자연모방 분야는 자연이 가지고 있는 디자인적 요소들의 연구 및 모방을 통해 인류의 과제를 해결하려는 데에 그 목적이 있다. 자연에서 볼 수 있는 모든 형상은 어떤 리듬이나 규칙적인 상호 관계 속에서 이루어져 있다. 자연이 제시하는 조형적인 구조에서 합리적이고 경제적인 구조를 발견할 수 있으며, 디자인의 미적 측면에서도 새로운 시도가 가능하다고 본다. 본 연구는 조형디자인 요소의 자연 형태의 질서를 모방한 조형연구에 대한 접근 방법으로서, 첫째로 조형디자인의 개념과 영역을 알아보며, 자연 모방에 대한 일반적 고찰을 통하여, 자연모방의 정의 및 구분에 대하여 조사한다. 둘째로 자연계에서 발견한 형태의 과학적인 질서의 구성 및 활용에 대한 분석하고, 현 시점에서 나타나있는 자연모방의 활용 사례를 분석하여, 중요성과 실용성 연구에 활용한다. 그리고 조사된 사례들을 유형별과 이미지로 분류하고 실제로 이용을 가능한 점을 제시한다. 마지막으로 자연모방활용을 시킬 수 있는 특징들을 파악하도록 한다. 국내외 자연모방의 활용에 대한 사례연구를 통해 문제점을 해결한 경우와 조형의 특성에 적합한 활용과 그 성격에 맞는 방향성을 알아본다. In the modern information age, novelty product design of various shapes enters into people’s lives. Monotonous appearance of products can not meet the aesthetic needs of modern people. The public fashion aesthetic level has increased, making it necessary that the design community to make innovation with a new mode of thinking. In the era of Internet and knowledge economy, products replace with each passing day, so bionics, with its unique imitation design charm, is getting accepted and loved by more and more people, and it is improving our life quality. Therefore, it is an urgent need to introduce the bionics into the design field for the innovation of product design. Meanwhile bionic design has also attracted the the passion and attention of a growing number of academics and businesses. Therefore, the research and application of bionic design has important significance. Living in the nature, we humans have always seen that the nature is consisted of different objects, each has its own color and form. Ecological imitation field aims to solve the human being’s problems through the study and imitation of nature design elements. All the shapes found in nature form in a certain rhythm or a regular relationship. I believe that we can find rational and economic structures in the formative structures in the nature, and that new attempt at aesthetic aspects of design is also possible. This study, using an access method of formative study based on imitating the nature structural order of formative design elements, firstly looks out the concept and scope of the formative design, and give the definition and classification of ecological imitation through a general study on the natural ecological imitation. Secondly, it analyses the formation of the scientific order of shapes found in nature and the existing practical case of ecological imitation, and make use of the research on significance and practicability of ecological imitation. It classifies the cases in the research based on images and give practical points of view. Finally, it tries to master the features that can practicalize the ecological imitation and summarize the formative characteristics through the study of ecological imitation cases from all over the world.

발레에 있어서의 "자연의 모방" 개념에 대한 시론 : 발레닥시옹 ballet d'action을 중심으로

한상윤 서울대학교 대학원 2015 국내석사

국 문 초 록 본 논문은, 오늘날 통용되고 있는 발레의 공연 형식을 정립하는 데 가장 크게 기여했다고 평가받는 인물인, 쟝 조르쥬 노베르의 주저(主著),『춤과 발레에 대한 서한』에서, “자연의 모방” 개념을 둘러싸고 나타나는 일련의 문제점들을 해명하기 위한 시도이다. 그는 발레의 목표가 “자연의 모방”이라고 주장하였으되, 이를 사실적인 몸짓 연기인 판토마임으로 간주하였고, 이것의 실행이 원활히 이루어지기 위해서는 춤의 스텝이 단순화되어야 할 뿐더러 없어지는 데 이르러야 한다고 역설했던 것이다. 노베르의 이러한 논의는, 발레의 목표인 “자연의 모방”이 오히려 발레를 없애야 한다는 주장을 낳고 있는 것으로 보일 수 있으며, 이러한 이해는 위에서 언급한 그에 대한 일반적인 평가와 상충된다. 노베르 본인은 재현하는 바 없는 기교적인 춤을 완전히 포기한 적이 한 번도 없었으며, 오히려 자신의 저술을 통하여 이러한 춤의 실행에 관한 전문적인 조언을 상세히 남기고 있을 뿐 아니라, 자신이 안무한 작품에도 기교적인 춤 장면이 곳곳에 배치되어 있음을 스스로 밝히고 있다. 이러한 모순들을 해명하기 위하여, 본론 I은 우선 “자연의 모방” 개념이 발레 이론 상에서 처음에 가졌던 의미는 무엇이었는지에 주목하였다. 르네상스 시대부터 18세기 후반에 이르기까지, 서유럽에서 가장 널리 통용되고 있던 예술 이론은, 여러 예술들이 “자연의 모방”이라는 공동의 목표를 이루기 위해 서로 도움을 주고 받으며 연대 관계를 이루고 있다는 것이었다. 이러한 논의는 “시는 그림처럼”이라는 호라티우스의 조언에 근거를 두고 있었으며, 이렇게 해서 문학과 미술은 서로를 제재로 삼거나 참조하며 공생해 나가게 되었다. 16세기 프랑스에서 본격적으로 발전하기 시작한 발레는, 이같은 지배적인 예술 이론의 영향을 받아 자신의 이론적 토대를 구축하기 시작하였다. 17세기 발레 이론을 집대성한 메네스트리에는, 발레는 “몸의 움직임”을 수단으로 삼기 때문에 그림보다 사물의 본성 및 영혼의 태도를 더 잘 드러낼 수 있다고 했으며, 비극과 희극이 인간의 행동만을 다루는 것과 달리, 동물이나 추상적인 관념도 춤의 대상으로 삼는다고 했다. 그는 춤의 모방 대상에는 한계가 없고, 춤은 “모든 것”을 모방한다고 하였다. 이처럼 그가 “전체”를 모방 대상으로 삼은 점이 춤의 장르적 성격을 규정하게 된다. 그림이 무엇이든 화폭에 담을 수 있는 것과 마찬가지로 춤은 무엇이든 몸짓으로 나타내지만, 그림은 한 순간 밖에 보여주지 못하는 반면 춤에는 시간의 차원이 개입되므로, 춤은 그림보다도 실재의 모습을 더 잘 보여주는, “움직이는 그림”으로서의 존재 이유를 갖는다. 또, 발레는 “모든 것”을 모방하기 때문에 인간의 영역에 국한되지 않는데, 말은 인간만이 가지고 있는 능력이므로, 말을 버리는 편이 발레의 포부에 어울리는 것이 된다. 고대적인 의미에서의 시, 즉 연극은 시간적인 차원을 갖지만, 그것이 말을 수단으로 삼기에 인간 밖에는 다룰 수가 없는 것이다. 움직임을 수단으로 삼는 발레는, 이렇게 해서 “말 없는 시”라는 고유성을 갖게 된다. 그리고, 이 “말 없음”에 의해 발레는 도덕과 교육 대신, 유희와 즐거움을 위한 것이 된다. 이로써, 서사 구조를 갖지 않은 발레는 오페라나 비극의 막간극이라는 위치를 부여받게 되는데, 이는 다음 세기에 주요한 비판의 대상이 된다. 본론 II는 두 부분으로 나누어져 있다. 첫번째 부분에서는, 18세기에 이성주의적인 언어관에 대한 전적인 신뢰에 균열이 발생하면서, 공연에서는 스펙타클, 즉 “시각적인 것”의 중요성이 증대되고, 의사 소통에 있어서는 “몸짓”이 대안적인 수단으로 주목받게 되는 양상을 다루었다. 18세기 전반의 예술 담론 양상을 잘 보여주는 뒤보스는, 예술 작품의 판단에 있어 학문에 입각한 토론보다는 감상자의 주관적인 “느낌”이 더 믿을만한 것이라고 하였으며, 예술 작품의 창작에 있어서도 아카데미의 규칙이란 천재성을 지닌 작가에 한해서만 쓸모가 있다고 주장하였다. 그는 비극의 힘이 스펙타클의 시각적인 호소에서 나온다고 생각했으며, 이러한 관점에서 연기의 시각적인 측면, 즉 “몸짓”에 관심을 가졌다. 그는 그리스 로마 고전에 입각하여 이러한 주제를 논하면서, 고대에 몸짓만으로 이루어졌던 배우의 예술인 “판토마임”에 주목하였다. 계몽주의 시대에 들어서자, 판토마임은 더 이상 고전 연구의 차원에 머무르지 않게 된다. 콩디약은 인간이 언어보다 앞서서 가장 오래된 기호 체계인 “행동 언어”를 발명하였다고 주장했다. 그는 모방적인 몸짓으로 이루어진 이 언어를 당대 무대 예술로서의 판토마임 및 춤과 동일시하였다. 뒤이어, 디드로는 이 판토마임을 당대의 연극과 발레 관행을 개혁할 가장 효과적인 수단으로 제시하였다. 그는 연극에서 말을 줄이고 판토마임을 통한 몸짓 연기의 비중을 높일 것을 주장하였으며, 춤 역시 판토마임을 도입하여 서사 구조를 갖춘 독립된 공연 형태가 되어야 한다고 했다. 이러한 고찰을 통하여 얻어진 관점을 바탕으로, 본론 II 의 두번째 부분에서는 노베르의 텍스트를 본격적으로 다루면서, 앞서 제기된 모순들을 명확히 드러내고 그것들의 해명을 시도하였다. 노베르는 뒤보스와 마찬가지로 천재성 없는 안무가와 무용수들의 노예적인 모방에 반대하며, 이에 대한 해법으로 “자연의 모방”을 제시하는데, 이것은 곧 판토마임을 가리킨다. 그는 발레 안에 판토마임의 자리를 마련하기 위해, 기존 발레의 기교적인 스텝을 비롯하여, 이를 가능케 해 주는 아카데미의 규칙들을 철폐할 것을 주장한다. 노베르는, 발레의 모방 역시 연극에서와 마찬가지로 원본과 모본이 흡사한 경지에 이르러야 한다고 주장한다. 이러한 그의 언급들은 발레가 춤을 버리고 판토마임으로 대체되어야 한다는 의미인가 ? 그러나 이렇게 이해할 경우, 그가 자신의 발레 작품들 안에 춤을 온존시켰을 뿐 아니라, 모방하는 바 없는 기교적인 스텝들의 실행 방법들에 대해 직접 자세한 지침을 남겼다는 점을 설명할 수 없게 된다. 노베르가 춤을 배제시키려 하지 않았다는 전제를 가지고 텍스트를 다시 살펴보면, 그는 “행동적인 춤 danse en action”을 “행동 장면 scene d’action”과 같은 의미로 사용하며, 노베르가 스텝을 철폐해야 한다고 주장하는 것은 “danse en action”에 한해서이다. 발레와 판토마임이 결합된 새로운 장르의 이름인 “ballet d’action”은 정작 노베르의 텍스트에서 보이지 않으며, “ballet d’action”을 “danse en action”과 혼동하였을 때 위와같은 오해가 발생한다. 따라서, 노베르는 “자연의 모방”이라는 목표를 통하여 발레에 판토마임과 그것을 통한 서사 구조를 도입하자고 주장하였던 것이며, 이로써 발레는 막간극의 지위에서 독립적인 공연 형식으로 올라설 수 있었던 것이다.

이효석 소설의 타자 인식과 모방 양상 연구

정실비 서울대학교 대학원 2008 국내석사

자연과 건축의 유사성을 통한 건축의 중심성 개념의 해석에 관한 연구 : 파올로 포르토게시의 이론을 중심으로

조석희 인하대학교 대학원 2024 국내석사

본 논문은 파올로 포르토게시의 저서 자연과 건축(Nature and Architecture)에 나타나는 자연과 건축의 유사성을 살펴, 건축공간의 중심성 개념을 규명하려는 것이다. 자연과 건축의 유사성을 통한 중심성을 해석하는 것은 다양성을 지향하 는 현대건축에서 탈중심적인 공간구성이 나타나는데, 현대건축에서 여전히 중심 성 개념이 유효하다는 것을 재고하려는 시도이다. 이를 위해 먼저 자연의 개념과 자연과 건축의 관계를 정리한다. 그리고 포르 토게시의 저서를 살펴, 자연과 건축의 유사성 이론에 관하여 정의한다. 자연과 건축에서 유사성은 꽃, 과일 및 식물과 같은 자연의 형태를 관찰하는 것을 통해 출발하였다. 즉, 자연의 형상을 모방하거나 자연의 생장 및 작동원리와 같은 자 연법칙의 메커니즘을 모방한 것이다. 따라서 자연과 건축의 유사성은 두 가지로 나눌 수 있다. 첫째는 자연의 형상을 모방하거나 추상화하여 건축에 응용한 형 태적 유사성이며, 둘째는 생장 및 작동원리의 자연법칙을 모방하여 건축에 응용 한 원리적 유사성이 있다. 건축의 역사에 있어서 공간 내 ‘중심성’은 언제나 존재하였다. 건축에서 중심 성은 평면도에서 파악되는 기하학적 중간 점에 위치하는 중심을 일반적으로 인 식한다. 이러한 위치상에 중심은 건축에 있어서 시각적인 인식주체로서, 심리적 으로 안정되고 균형감을 느낀다. 자연의 유사성과 연관된 중심성은 시작과 끝, 메멘토 모리, 시간, 기념비적 상징, 에워쌈, 집중, 안정, 균형에 관한 의미적 특 성을 가진다. 공간에서 중심성을 구성하는 유형은 형태적 중심성과 원리적 중심 성으로 분류하여 고찰하였다. 따라서 이 연구에서는 자연과 건축에서 나타나는 유사성인 형태적 유사성과 원리적 유사성을 바탕으로 중심성 개념의 유형과 특 성을 정의하였다. 연구의 구체적인 대상은 원초적인 만다라부터 시작하여 르네상스, 바로크, 계몽주의, 모더니즘 건축물을 걸쳐 현대에 프랭크 게리의 빌바오 구겐하임 미술관 을 설정하였다. 사례연구를 통해 건축공간의 중심성이 현대에서도 여전히 유효 하다는 것을 전제하에 연구하였다. 건축공간의 중심성에 대하여 분석하며 유형 과 특성을 도출하여 건축물 사례를 통해 비교하였다는 점에서 본 논문의 의의 를 찾을 수 있다. 본 연구에서 얻어진 결과는 건축을 해석하는 방식에 도움이 될 것이고, 건축에서 설계 및 구성 방법론에 기초적 연구가 된다. 주요어 : 중심성, 자연, 유사성, 모방, 파올로 포르토게시

카본 나노 튜브 복합체 기반 신체 기능기 구조 모사 인장 센서 연구

나현민 고려대학교 대학원 2024 국내석사

본 연구에서는 인간의 피부내에 존재하는 여러가지 기계수용체 중에서 인장인지에 관여하는 루피니 소체를 구조적, 기능적으로 모사하여 인장센서를 제작하였다. 인장센서의 주재료로는 CNT 와 부가형 경화 러버 폴리머인 Ecoflex를 사용하였다. 진공 필터링으로 제작한CNT sheet 내에 폴리머를 충진시켜 루피니 소체에 존재하는 신경 다발과 유체와 유사한 내부 조성 및 소체를 감싸는 슈반 세포의 역할을 각각 부여하였다. 제작된 센서의 인장에 대한 응답특성 및 진동에 관한 특성을 고찰하였다. 제작된 루피니 모방 센서는 70%의 넓은 인장범위와 38의 Gauge Factor, 그리고 높은 선형성을 나타내었다. 또한, 12000회의 인장을 10000초 동안 장시간의 사용시에 저항 데이터의 안정성에 대해서도 우수한 결과를 보여줌으로써 매우 안정적인 구조임을 확인하였다. 또한 응용 부분으로서는 센서를 손가락 관절에 부착하여 손가락의 움직임에 따라 안정적이고 정량적인 응답 특성을 확인하여 e-skin등에 적용이 가능하다는 것을 제시하였고, 눈 깜빡임, 턱의 움직임, 상박(팔뚝)의 근육 수축 시 부착된 센서가 넓은 주파수 영역에서 작은 인장변화에도 충분히 반응하여 경련 등 순식간에 빠르고 작은 크기로 발생하는 생체 징후를 포착하는 분야에도 응용이 가능함을 보여주었다. 본 연구는 피부의 기계수용체인 루피니 소체를 구조적, 기능적으로 모방했기 때문에 주위 환경에서 발생하는 인장에 관한 물리적 자극에 대해 더 인간친화적으로 안정적으로 받아들였다는 점에서 가치가 있다. 이러한 점에서 인간과 그 주변 환경을 상호친화적으로 이어주거나 인간과 유사하게 인장을 인지하는 것을 필요로 하는 VR, AR, health monitoring과 같은 분야에 유용하게 활용이 가능할 것이다.