열전 기반 상변화 열공압 소프트 액츄에이터 연구

학위논문(박사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 기계항공공학부, 2022. 8. 고승환.Soft pneumatic actuators play an important role in the technological advancement of soft robotics, but they face intrinsic limitations due to the presence of complex and bulky peripherals, such as air compressors and tubes, that make it difficult to design completely soft robotic systems. Therefore, it is of essence to simplify soft robot control systems without bulky auxiliary peripherals that interfere with the robotic operation and its proper design. In this study, we develop a soft thermo-pneumatic actuating module (STPAM) that operates based on the thermally controlled gas-liquid phase transition with the soft thermoelectric (TE) device. The bi-directional thermal managing ability (heating and cooling) of the TE device is capable of controlling the inflation and deflation of the pneumatic chamber with the aid of the thermally conductive silicone rubber that enhances the heat transfer. Moreover, we employ phase-changing (liquid-solid) material to facilitate fast and certain deflation by preventing heat backflow. We demonstrated the active cooling of the thermoelectric device that accelerates the deflation rate by the active cooling functionality that significantly reduces the whole operating time. Additionally, to validate its practical usage in soft robotics, the soft actuating module shows different motions, such as bending and rectilinear stretching, based on the assembly design that is employed to develop the soft gripper and the entirely untethered soft earthworm robot without a complicated and bulky compressor system. Furthermore, the underwater application, Flatfishbot, which is untethered controlled and mimics the marine vertebrates’ underwater gliding locomotion was developed. The STPAM successfully modulated buoyant force to control the Flatfishbot’s posture and reconstruct the gliding and rotational locomotion. Furthermore, the Flatfishbot successfully conducted practical tasks such as inspecting the underwater environment through the camera or delivering cargo.소프트 공압 액츄에이터는 소프트 로봇 공학의 기술 발전에서 중요한 역할을 하지만 공기 압축기 및 튜브와 같이 복잡하고 부피가 큰 주변 장치의 존재로 인해 전체적을 완전히 부드러운 소프트 로봇 시스템에 적용하기 어렵다. 따라서 소프트 로봇의 작동 및 적절한 설계를 방해하는 복잡한 주변 장치 없이, 혹은 이를 부드러운 재질로 만들어 소프트 로봇 제어 시스템을 단순화 할 필요가 있다. 이에, 이 연구에서는 소프트 열전 소자를 사용하여 열적으로 제어되는 기체-액체 간 상변화 현상을 기반으로 작동하는 소프트 열 공압 구동 모듈(STPAM)을 개발했다. 열전 소자의 양방향 열 제어 기능을 통해 공압챔버의 팽창 및 수축을 제어할 수 있었고, 이를 더욱이 원활하게 하기 위해 기판 소재인 실리콘 고무의 열 전도도를 향상시키는 연구 또한 진행되었다. 또한 열전 소자의 열 역류를 방지하기 위해 액체-고체 간 상변화 현상을 이용한 상변화물질 기반 히트싱크를 개발하였다. 이를 통해 열전소자의 능동 냉각기능이 안정적으로 구현될 수 있었고, 이는 구동기의 전체 구동 시간중 큰 비중을 차지하는 냉각 수축 과정을 단축하는데 기여하였다. STPAM을 다양한 형태로 조립하여 굽힘, 선형 신축 운동 등 다양한 형태의 움직임을 구현하였고, 이를 기반으로 소프트 그리퍼 및 무선 소프트 로봇을 개발하였다. 나아가, STPAM을 부력제어모듈로 활용하여 수중동물들의 활공을 모사한 Flatfishbot 또한 개발했다. Flatfishbot은 부력 제어를 통해 자세를 조절하고 이를 통해 활공과 회전하는 움직임을 구현하였다. 또한 카메라를 통해 수중 환경을 탐사하거나 화물을 나르는 작업 또한 성공적으로 수행하였다.Chapter 1. Introduction ９ 1.1. Study Background ９ 1.2. Research Purpose １３ Chapter 2. Soft thermo-pneumatic actuating module １４ 2.1. Overview １４ 2.1. Soft thermo-electric device １７ 2.2. PCM heatsink ２３ 2.2. Double-sided Soft Thermo-pneumatic Actuating Module ２８ 2.4. Assembly of the STPAMs ３１ 2.5. Method ３７ Chapter 3. Soft fish-bot (underwater application) ４２ 3.1. Background & Introduction ４２ 3.2. Underwater Soft Thermo-pneumatic Actuating Module ４７ 3.3. Flatfishbot ５５ 3.4. Method ７３ Chapter 4. Conclusion ７６박

이온 플레이팅법으로 증착한 TiN, (Ti₁-ⅹAlⅹ)N, (Ti₁-ⅹCrⅹ)N 박막의 내부식성 특성에 관한 연구

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :금속공학과,2000.Maste

우리나라 선박관리업의 국제경쟁력 제고방안에 관한 연구

Abstract A Study on the International Competitiveness Improvement measures in the Korean Ship Management Business Yoon, Yeo-Sang Department of Shipping Management Graduate School of Korea Maritime University This study intends to present how Korean Ship Management companies should strengthen their competitiveness in the global market. With the rapid growth of shipping industry, Ship Management business is getting attention as a new growth business and competition among ship managers is also keen. In spite of Korea’s remarkable growth in shipping and shipbuilding industry, the current scope of Ship Management business in Korea is still regarded as small in size with relatively low competitiveness compared to international companies. This turns out to be a natural consequence, since Ship Management business has been considered as incidental in Korea, whereas advanced countries in world shipping has intensively fostered the industry with the recognition of the importance of Ship Management business. This empirical study was carried out by collecting information from current board members and employees from domestic Ship Management companies, aiming to strengthen the competitiveness in Ship Management. First, environmental factorsSubject(S), Resource(R), and the Mechanism factor(M). Environmental factors which affect the Ship Management industry are classified into Positive (Opportunities & Strengths) and Negative causes (Threats & Weaknesses). Hypothesis is framed with determining factors(Subject, Resource and Mechanism) of Ship Management industry’s competitiveness. Moreover, this study pursues to examine the effectiveness of those factors whether it actually effects on strengthening the competitiveness or not. Variables affecting reliability and validity are analyzed throughout the survey, while selecting 23 models of environmental factors as exogenous variables. Also, 26 variables related to the determining factors of competitiveness, Subject, Resource and Mechanism factors, are selected to verify the effectiveness of environmental causes on determining factors of competitiveness. First, Opportunities & Strengths from Positive causes turned out to affect factors determining competitiveness (Subject, Resource and Mechanism factors). Also, they were verified to have noticeable influence on improving competencies. Therefore, Ship Management companies need to concentrate on establishing and implementing strategies to expand their businesses abroad, and increase the market shares with qualified crews and advanced technical management skills. Ship Management companies should also seek for various opportunities to expand out-sourcing and increase the number of special purpose ships. To achieve these goals, the CEO must suggest clear visions and establish innovative strategies. Ship Management companies should utilize capabilities to strengthen the competitiveness while Government should come up with counter plans to foster the industry. After analyzing the Threats and Weaknesses factors from Negative causes, Weaknesses factors turned out to have worthwhile effectiveness on determining competencies, while Threats factors did not. The results have partial influences in boosting competencies. Ship Management companies and Governments should strive to improve the weaknesses, since it is impossible to enhance competencies while business sizes are remaining small and legal systems are incomplete. Especially, the Threats factors, limited numbers of seafarers and increasing number of crews avoiding embarkation, is somewhat not adjustable which proves low relevance to competencies. On the other hand, an important implication of this study is that the subject, resource and mechanism factors have strong influence on strengthening competencies. SER-M model, a dynamic strategic management theory was highly useful in this research analyzing the competencies of Ship Management industry. The study implicates the importance of the capability and vision of the CEO, and influence of technical skills and human resources of companies on strengthening competencies.growth opportunities, threat, strengths and weakness, affecting Korean Ship Management industry were intensively studied by caring out research with case studies and analyzing current conditions of domestic and international Ship Management firms. Also a survey was conducted by applying the SER-M model, a dynamic strategic management theory, which corresponds perfectly to the current rapid-changing shipping industry. This model is mainly used to analyze the structure of Ship Management industry, utilizing the following factors- 목 차 - Abstract ix 第1章 序 論 1 第1節 硏究의 背景과 目的 1 1. 硏究의 背景과 必要性 1 2. 硏究의 目的 3 第2節 硏究의 方法과 構成 5 1. 硏究의 方法 5 2. 硏究의 內容과 構成 6 第2章 船舶管理業의 國內外 現況과 展望 7 第1節 船舶管理業의 槪念과 定義 7 1. 船舶管理業의 槪念 7 2. 船舶管理業의 構造 10 第2節 世界 船舶管理業의 發展과 現況 13 1. 世界 船舶管理業 市場規模 및 現況 13 2. 世界 主要 船舶管理業體 現況 16 3. 世界 船舶管理業의 發展趨勢 24 第3節 國內 船舶管理業의 現況 26 1. 國內 船舶管理業體의 現況 26 2. 國內 外國籍船 管理現況 28 3. 國內 國籍船 管理現況 31 第3章 理論的 背景과 先行硏究 考察 35 第1節 競爭力과 國際競爭力의 槪念과 定義 35 1. 競爭力과 國際競爭力의 槪念 35 2. 國際競爭力의 測定 39 3. 環境變化와 競爭力에 관한 先行硏究 43 第2節 船舶管理業의 國際競爭力 46 1. 船舶管理業의 先行硏究 考察 46 第3節 船舶管理業의 SER-M 模型 50 1. SER-M의 槪念과 意義 50 2. 船舶管理業의 SER-M 模型 53 第4章 實證分析 58 第1節 硏究模型 設定과 變數測定 58 1. 硏究模型과 硏究假說 設定 58 2. 變數의 定義와 測定 63 第2節 資料收集과 變數의 信賴性 및 妥當性 檢定 68 1. 資料收集과 硏究對象 68 2. 資料分析方法 71 第3節 實證分析 結果 72 1. 妥當性 分析 72 2. 信賴性 分析 77 第4節 假說檢定과 結果 81 1. 模型設定과 變數測定 81 2. 肯定的 環境要因(機會 및 强點)의 競爭力效果 分析結果 83 3. 否定的 環境要因(危險 및 脆弱)의 競爭力效果 分析結果 86 4. 假說檢定 結果 88 第5章 結論과 示唆點 90 第1節 硏究結果의 要約 90 第2節 硏究의 示唆點과 發展方案 93 1. 船舶管理 專門人力 養成 93 2. 商業的 船舶管理 力量 强化 94 3. 政府의 支援과 法制度的 基盤 마련 94 4. 海外市場 進出方案 摸索 95 5. 船員 不足 및 乘船 忌避 解決 96 6. 關聯産業과의 連繫 强化 97 第3節 硏究의 限界 및 向後 硏究課題 99 참고문헌 國內 參考文獻 101 國外 參考文獻 103 부록(APPENDIX) 설문지 10

The Study on South Korean Inter-cultural Education Training Model for North Korean Refugee

본 연구에서는 Bemark와 Chung(2002)의 난민ㆍ이주민을 위한 다문화상담모형과 새터민 조력자의 교육 요구도를 기초로 하여 남북 문화 간 통합을 위한 새터민 조력자의 교육 모형을 탐색하고자 하였다. 개방형 질문을 통해 새터민 업무 수행 시 필요로 하는 교육내용을 파악하기 위한 첫 번째 연구대상은 새터민 정신건강 워크샵에 참여한 새터민 조력자 30명이었고, 이를 토대로 하여 새터민 조력자 197명을 대상으로 현재 이루어지고 있는 교육실태를 파악하였고, 이들에게 필요한 구체적인 교육 내용을 요인분석을 통해 확인 한 다음, 새터민 조력자의 개인차에 따른 교육요구도의 집단 간 차이검증을 실시하였다. 본 연구에서 탐색적 요인분석을 통해 파악한 새터민 조력자의 교육 요구도는 총 35문항 9개 요인으로 구성되었다. 요인 1은 새터민과의 인간관계, 요인 2는 새터민의 세부특성 이해, 요인 3은 업무소진 예방, 요인 4는 새터민의 건강 이해, 요인 5는 경제 및 제도이해, 요인 6은 북한언어 이해, 요인 7은 새터민 심리 및 대인관계 이해, 요인 8은 탈북과정 및 적응요인 이해, 요인 9는 새터민 문제 의뢰 및 유의사항이었다. 이 요인들은 전체변량의 69.60%를 설명하였고 Cronbach α 계수는 .94로 아주 높은 것으로 나타났다. 먼저, 교육요구도 내용에 대한 우선순위를 살펴본 결과 ① 새터민의 심리적 특성 이해, ② 새터민이 주로 호소하는 심리적 문제, ③ 탈북과정의 어려움과 제3국 생활 이해가 가장 높았다. 새터민 조력자의 개인차에 따른 교육요구도의 집단 간 차이를 검증해본 결과, 성별에 따라 여성의 경우 ① 새터민과의 인간관계, ② 업무소진 예방, ③ 새터민의 건강 이해, ④ 경제 및 제도 이해, ⑤ 북한 언어 이해, ⑥ 새터민의 심리 및 대인관계 이해가 높았고, 연령에 따라서는 30세 미만의 경우 ① 새터민의 세부적 특성 이해, ② 새터민 심리 및 대인관계 이해가 높았으며, 새터민 업무경력에 따라서는 5년 이상의 장기 근무자의 경우 업무소진 예방을, 3-5년 경력자의 경우 새터민 언어이해에 대한 교육요구도가 높았다. 정부기관의 새터민 조력자보다 민간단체 새터민 조력자가 ① 새터민과의 인간관계, ② 새터민의 세부특성 이해, ③ 업무소진 예방, ④ 새터민의 건강 이해, ⑤ 북한언어 이해, ⑥ 새터민의 심리 및 대인관계, ⑦ 탈북과정 및 적응요인 이해, ⑧ 새터민 문제의뢰 및 유의사항에 대한 요구도가 더 높았다. 사전 교육수준에 따라 사전교육을 받았던 업무조력자의 심화교육은 ① 새터민과의 인간관계, ② 북한언어 이해, ③ 탈북과정 및 적응요인 이해, ④ 새터민 문제의뢰 및 유의사항에 대한 교육을 더 필요로 하였다. 마지막으로 본 연구결과를 토대로 새터민 조력자의 교육 모형에 대한 탐색적 방안을 제시하였다. 그런 다음 연구결과의 활용방안, 연구 의의 및 후속연구에 대한 제안을 하였다. In this paper, supervision model of individual in charge of Saetomin was examined based on the multicultural counseling model for refugees and immigrants(Bemark and Chung, 2002), social and cultural distinctiveness and educational demand from individuals in charge of Saetomin. To understand what kind of educations were needed to carry out work related to Saetomin, open-ended questions were asked to 30 individuals in charge of Saetomin who have participated in mental health workshop, based on which the real education situation was analyzed through 197 individuals in charge of Saetomin. After confirming the specific substances of supervision through the exploratory factor analysis, The factor analysis among groups was verified according to the individual difference. The educational demands from individuals in charge of Saetomin consist of 9 factors and 35 components which are based on factor analysis (factor 1: interpersonal relationship with Saetomin, factor 2: understanding of detailed characteristics of Saetomin, factor 3: burnout prevention, factor 4: understanding of Saetomins health, factor 5: understanding of economical and political system of North Korea, factor 6: understanding of North Korean dialect, factor 7: understanding of Saetomins mentality and interpersonal relationship, factor 8: understanding of escape course from North Korea and adaptation to new environment, and factor 9: questions frequently asked by Saetomin and matters to be attended to. These factors explain 69.60% of total variables and the Cronbach a coefficient reaches .94. The priorities of educational demand are as follows 1. understanding of mentality of Sae-tomin, 2. understanding of psychological problem Saetomin usually suffers, 3. understanding of escape course from North Korea and life in the third country. Finally, the way to develop education program and supervision model for individuals in charge with Saetomin was suggested based on this study. Also, the way to utilize this result for next research, meaning of the research and follow-up research were suggested