이온성 폴리머-금속 복합재료 마이크로 그리퍼의 제작 및 평가

학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 기계공학과, 2022.2. 안성훈.Electroactive polymers (EAPs) have been studied as materials for soft, lightweight and durable artificial muscles. Such materials can be used as an alternative to conventional mechanical systems in environments that deal with small, fragile objects and require accurate position control. Ionic polymer metal composite (IPMC) is one of the promising actuator materials because of its large strain, high work density, and low driving voltage. However, it is difficult to process and drive a micro-structured IPMC actuator for handling small objects. This paper presents design and fabrication method for an unprecedented IPMC microgripper. First, a micro-structured IPMC strip is fabricated by laser beam machining, and its actuation characteristics depending on the geometry is analyzed. A hand-shaped design of 500 um wide and 3 mm long is determined for the microgripper. The gripper is able to capture objects within 0.5 seconds, with each segment facing each other and interlocking fingers. In this way, objects with a diameter of 2 mm and up to 1.01 g can be held through the 4-finger IPMC microgripper. Applications of the gripper are validated by grasping small, irregular-shaped objects such as starfish-shaped acrylic stones and even fruit flies.전기활성 고분자 (EAP)는 부드럽고 가볍고 내구성이 있는 인공 근육의 재료로 연구되어 왔다. 이러한 재료는 작고 취약한 물체를 다루며 정확한 위치 제어가 필요한 환경에서 전통적 기계 시스템에 대한 대안으로 사용될 수 있다. 이온성 폴리머-금속 복합재료 (IPMC)는 변형률이 크고 에너지 밀도가 높으며 구동 전압이 낮아 유망한 구동기 소재 중 하나이다. 그러나 작은 물체를 다루기 위한 마이크로 IPMC 구동기를 설계하고 구동하기는 어렵다. 본 논문은 전례 없는 IPMC 마이크로그리퍼를 제안 및 평가하였다. 미세 구조의 IPMC 구동기는 레이저 빔을 통해 가공되었고, 그 형상의 변화에 따른 작동 특성을 분석하였다. 그 결과 너비 500um, 길이 3mm의 구동부를 가진 손 모양 설계가 결정되었다. IPMC 마이크로그리퍼는 각 세그먼트가 서로 마주보고 손가락을 맞물리게 하여 0.5초 이내에 물체를 잡을 수 있다. 4손가락 IPMC 마이크로그리퍼를 통해 최소 직경 2mm, 그리고 최대 무게 1.01g의 물체를 잡을 수 있었다. 제안한 그리퍼는 초파리나 불가사리 모양의 아크릴 스톤과 같이 작고 불규칙한 모양의 물체를 다룰 수 있어, 생물학 및 다양한 분야에서의 활용이 기대된다.Abstract i List of Figures iv List of Tables vi 1 Introduction 1 2 Literature review 3 3 Theoretical background 4 3.1 Principle of IPMC deformation 4 3.2 Actuation characteristics of bulk IPMC 6 3.3 Equivalent electrical model for IPMC 7 3.4 Comparison with other materials 8 4 Fabrication 10 4.1 Laser beam machining (LBM) 11 4.2 LBM error 14 5 Experiments 17 5.1 Width-to-thickness ratio effect 18 5.2 Length-to-width ratio effect 20 5.3 Experimental setup 22 6 Results 24 6.1 Results for width-to-thickness ratio effect 24 6.2 Results for length-to-width ratio effect 26 6.3 Design for IPMC microgripper 27 6.4 Evaluation for IPMC microgripper 30 7 Conclusion 34 Abstract (In Korean) 40석

Method for Reducing PAPR in OFDM System using Orthogonal Pilot Sequence

직교 주파수 분할 다중화 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing : OFDM) 방식의 문제점 중 하나인 높은 첨두 대 평균 전력비 (Peak to Average Power Ratio : PAPR)를 감쇄하기 위한 방법이 개시된다.본 발명에서는 직교하는 특성을 가지는 파일롯 수열 (Pilot Sequence) 집합에 대해, 파일롯 인접 부반송파 그룹에 대한 위상 조절 정보를 일대일 매핑함으로써 송신 신호의 첨두 대 평균 전력비를 감쇄시킨다. 또한 수신단에서는 파일롯 수열의 직교성을 이용해 송신 파일롯 수열을 찾아내고, 찾아낸 송신 파일롯 수열에 매핑된 위상 조절 정보를 발견함으로써 송신 신호를 복원한다.본 발명에 따르면, 위상 정보를 별도의 데이터 리소스(Data Resource)를 이용해 전송하지 않고도 송신단에서 첨두 대 평균 전력비를 감쇄시킬 수 있는 효과가 있다

THE RECEVING DEVICE OF BI-DIRECTIONAL TRANSMISSION SYSTEM BASED ON AMPLIFY-AND-FORWARD RELAY AND SELF INTERFERENCE CANCELLATION METHOD

본 발명은 증폭 및 전달 중계기를 기반으로 한 양방향 전송 시스템의 수신장치 및 자기간섭 제거 방법에 관한 것으로서, 증폭 및 전달 중계기로부터 자기간섭 신호와 데이터 신호를 수신하는 수신부; 입력되는 파형의 대역폭을 제한함으로써, 통신이 방해 받는 것을 방지하는 PSF부; 수신부를 통해 수신한 자기간섭 신호 및 데이터 신호 중 하나의 시간 지연에 맞춰 샘플링하는 ADC부; ADC부를 통해 샘플링한 수신신호 와 PSF부를 통과한 출력신호 를 이용하여 자기간섭 신호를 추정하는 자기간섭 신호 추정부; 자기간섭 신호 추정부를 통해 추정한 자기간섭 신호를, 상기 ADC부를 통과한 수신신호 에서 빼줌으로써, 자기간섭을 제거하는 자기간섭 제거부; 및 추정한 자기간섭 신호를 이용하여, 자기간섭 신호를 제거한 신호에 대한 Timing Recovery를 수행하고 등화 및 검파하는 디지털 수신부; 를 포함한다

A novel bi-directional OADM module with suppression of Rayleigh backscattering

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 전기및전자공학전공, 2002.2, [ [iii], 63 p. ]한국과학기술원 : 전기및전자공학전공

Cell identification method using preamble symbols for the cellular OFDMA system

본 발명은 IEEE 802.16e Wireless MAN-OFDMA 시스템과 WiBro 및 Mobile WiMAX와 같은 셀룰러 OFDMA 기반의 이동통신 시스템에서 프리앰블(preamble)을 이용한 기지국 구분 기법 두 가지와 그 운용 방식에 관한 것이다. 본 발명에서는 최적 기지국 구분 기법인 ML 기법으로부터 근사 과정을 통해 두 가지의 서로 다른 기지국 구분 기법을 얻는다. 첫 번째 기법은 계산량이 적으며 주파수 선택성(frequency-selectivity)이 낮은 채널 환경에서 좋은 성능을 보인다. 두 번째 기법은 첫 번째 기법에 비해 계산량이 다소 많지만 주파수 선택성이 높은 채널 환경에서 우수한 성능을 보이고 IFFT/FFT를 통해 간단히 구현할 수 있다. 본 발명에서 제안하는 운용 방식은 이 두 가지 기법을 채널 선택성의 높고 낮음에 따라 선택적으로 사용하는 것으로서 낮은 복잡도로 높은 성능을 얻을 수 있다.IEEE802.16, WiBro, WiMAX, OFDM, 기지국 구분 (cell identification), 프리앰블 (preamble