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초음파와 탄성 구조 모델을 이용한 캘빈 폼 재료의 탄성계수 평가
김우찬(Woochan Ethan Kim),김노유(Nohyu Kim) 한국비파괴검사학회 2016 한국비파괴검사학회지 Vol.36 No.6
가벼운 다공성 구조재로서 널리 사용되는 캘빈 폼(foam) 재료의 탄성특성을 초음파를 이용하여 조사하였다. 캘빈 폼의 구조는 tetrakaidecahedron의 단위 셀(unit cell)이 규칙적으로 3차원 배열된 구조를 갖고 있는데 본 연구에서는 SoildWorks 프로그램에서 캘빈 단위 셀을 설계하고 ABS 플라스틱 재료를 이용하여 3차원 프린터로 제작한 후 초음파시험을 수행하였다. 캘빈 구조체는 기공이 많은 재료이기 떄문에 초음파가 투과할 수 없어서 빈 공간을 모두 파라핀 왁스로 충진하여 초음파가 투과할 수 있도록 하였다. 파라핀을 충진한 캘빈 구조체는 초음파의 비행시간(TOF)을 이용하여 초음파 속도를 계산한 후, 이 복합 구조체에 대한 탄성 구조 모델을 기반으로 캘빈 구조체만의 탄성계수를 계산하였다. 측정된 캘빈 구조체의 탄성계수 값은 모재(ABS 플라스틱) 탄성계수의 약 3.4%가 되는 것으로 나타났는데 이 평가 결과는 선행된 연구 결과들에서 나타난 실험값이나 이론 해석 결과와 잘 일치하는 것을 확인할 수 있었다. A Kelvin foam plate - widely used in the energy and transport industries as a lightweight structural material - was examined to estimate its Young’s modulus using ultrasound. An isotropic tetrakaidecahedron foam structure was designed in SolidWorks and printed using 3D printer with an ABS plastic material. The 3D printed foam structure was used to build a foam plate with a 14 mm thickness (50 mm × 100 mm in size) for the ultrasonic test. The Kelvin foam plate, a significantly porous medium, was completely filled with paraffin wax to enable the ultrasound to penetrate through the porous medium. The acoustic wave velocity of the wax-filled Kelvin foam was measured using the time of flight (TOF) method. Furthermore, the elastic modulus of the Kelvin foam was estimated based on an elastic structural model developed in this study. The Young’s modulus of the produced Kelvin foam was observed to be approximately 3.4% of the bulk value of the constituent material (ABS plastic). This finding is consistent with experimental and theoretical results reported by previous studies.
BOKO: 맞벌이 가구의 부모 자녀 간 정서적 교감 증진을 위한 인공지능 기반 "책 읽기" 에이전트
신재은(Jaeeun Shin),이지언(Jieon Lee),박경빈(Gyeongbin Park),김우찬(Woochan Kim),이상원(Sangwon Lee) 한국HCI학회 2020 한국HCI학회 학술대회 Vol.2020 No.2
본 연구는 유·아동기 자녀를 둔 맞벌이 가구를 대상으로 부모와 자녀 간의 독서 상호작용을 통해 정서적 교감 활동을 증진할 수 있는 인공지능 기반 ‘책 읽기’에이전트 BOKO 서비스를 제안한다. BOKO 서비스는 인공지능 스피커와 모바일 애플리케이션을 통해 사용자와 상호작용하며, 핵심 기능으로서 목소리 선별 녹음 및 청취 기능, 독서 활동 데이터 분석, 독서 연계 놀이 콘텐츠 제공 및 여가 활동 장소 추천 기능이 있다. 특히, BOKO 서비스는 인공지능 에이전트를 매개로 부모와 자녀 간의 정서적 교감을 증진할 수 있는 활동들을 제공함으로써 에이전트가 유·아동의 독서 활동을 교육적인 측면에서 지원하는 기존 서비스들과는 차별화하였다. BOKO ‘책 읽기’ 서비스는 활동 참여형 서비스로서 사용자에게 몰입감을 주고 인공지능을 활용하여 사용편의성 및 정보접근성을 높여주며, 부모와 자녀 간의 친밀감과 유대감 형성에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
시각장애인의 의류 색상 인지를 위한 색상의 명도 및 채도와 촉감 재질감의 연관성 탐구
김우찬 ( Kim¸ Woo Chan ),조준동 ( Cho¸ Jun Dong ),이상원 ( Lee¸ Sangwon ) 디자인융복합학회(구.한국인포디자인학회) 2020 디자인융복합연구 Vol.19 No.6
본 연구의 색과 촉감의 매칭 시스템 디자인은 재질의 질감으로 색 정보를 연상시키고자 한 것으로, 시각장애인들의 의류 구매 활동 시 색에 대한 정보를 촉감을 통해 인지할 수 있도록 하는 데 목적이 있다. 색과 촉감의 관계에 관한 선행 연구를 바탕으로 고안된 시스템의 원리는 색의 3요소 중 채도와 명도를 질감의 거칠기와 부드러움으로 매칭하여 촉감을 통해 색을 인지할 수 있도록 디자인하였다. 채도는 거칠기에 비례하고 명도는 부드러움에 비례한다는 연구결과를 바탕으로 색상 레벨에 맞는 질감을 일대일 대응하여 총 3가지를 옷의 태그에 부착한 프로토타입을 제작하였다. 질감을 선정하기 위해 3명의 시각장애인을 대상으로 파일럿 실험을 진행하였다. 그리고 시각장애인 4명, 정안인 6명을 포함해, 총 10명을 대상으로 프로토타입을 활용한 실험에서 효용성 평가를 진행하였다. 실험 결과, 대부분의 연구대상자가 색을 인지할 수 있었고, 효용성 평가에서도 10명 중 4명에게서 유의미한 결과를 얻었고, 2명에게서 약간의 유의미한 결과를 얻었다. 이러한 결과를 토대로 이 시스템을 활용하면 의류 구매 활동에서 시각장애인들의 능동적인 경험을 유도할 수 있고 더불어 삶의 질을 향상하고 행복추구권을 높이는데 함의가 있다. This study is designed for the visually impaired to recognize color information through the texture of materials when purchasing clothing. The principle of the system design is to apply one on one mapping between two elements of color (saturation, value) with two elements of texture (roughness, softness). Base on research finding that the chroma is proportional to the roughness and the value is proportional to the softness, a total of three prototypes attached to tags on clothes were produced in one-to-one correspondence to textures that fit color levels. Three visually impaired people tested to select textures and 10 people, including 4 who are visually impaired and 6 who are normal people, were evaluated for usability of color and tactile matching through system usability scale. The result showed that most of the subjects were able to recognize the color and significant results were obtained from 4 out of 10 people in the system usability scale, and marginally significant results were obtained from 2 people. Based on these result, this system can be used to induce active experiences of the visually impaired in clothing purchasing activities, as well as to improve the quality of life and increase the right to pursue happiness.