사람 근골격 특성을 반영한 로봇 손가락 설계

학위논문(박사) -- 서울대학교대학원 : 융합과학기술대학원 융합과학부(지능형융합시스템전공), 2023. 2. 박재흥.What the manipulator can perform is determined by what the end-effectors, including the robotic hand, can do because it is the gateway that directly interacts with the surrounding environment or objects. In order for robots to have human-level task performance in a human-centered environment, the robotic hand with human-hand-level capabilities is essential. Here, the human-hand-level capabilities include not only force-speed, and dexterity, but also size and weight. However, to our knowledge, no robotic hand exists that simultaneously realizes the weight, size, force, and dexterity of the human hand and continues to remain a challenge. In this thesis, to improve the performance of the robotic hand, the modular robotic finger design with three novel mechanisms based on the musculoskeletal characteristics of the human hand was proposed. First, the tendon-driven robotic finger with intrinsic/extrinsic actuator arrangement like the muscle arrangement of the human hand was proposed and analyzed. The robotic finger consists of five different tendons and ligaments. By analyzing the fingertip speed while a human is performing various object grasping motions, the actuators of the robotic finger were separated into intrinsic actuators responsible for slow motion and an extrinsic actuator that performs the motions requiring both large force and high speed. Second, elastomeric continuously variable transmission (ElaCVT), a new concept relating to continuously variable transmission (CVT), was designed to improve the performance of the electric motors remaining weight and size and applied as an extrinsic actuator of the robotic finger. The primary purpose of ElaCVT is to expand the operating region of a twisted string actuator (TSA) and duplicate the force-velocity curve of the muscles by passively changing the reduction ratio according to the external load applied to the end of the TSA. A combination of ElaCVT and TSA (ElaCVT-TSA) is proposed as a linear actuator. With ElaCVT-TSA, an expansion of the operating region of electric motors to the operating region of the muscles was experimentally demonstrated. Finally, as the flexion/extension joints of the robotic finger, anthropomorphic rolling contact joint, which mimicked the structures of the human finger joint like tongue-and-groove, and collateral ligaments, was proposed. As compliant joints not only compensate for the lack of actuated degrees of freedom of an under-actuated system and improve grasp stability but also prevent system failure from unexpected contacts, various types of compliant joints have been applied to end-effectors. Although joint compliance increases the success rate of power grasping, when the finger wraps around large objects, it can reduce the grasping success rate in pinch gripping when dealing with small objects using the fingertips. To overcome this drawback, anthropomorphic rolling contact joint is designed to passively adjust the torsional stiffness according to the joint angle without additional weight and space. With the anthropomorphic rolling contact joint, the stability of pinch grasping improved.엔드이팩터는 로봇과 주변 환경이 상호작용하는 통로로 매니퓰레이터가 수행할 수 있는 작업은 엔드이펙터의 성능에 제한된다. 사람 중심의 환경에 로봇이 적용되어 사람 수준의 다양한 작업을 수행하기 위해서는 사람 손 수준의 성능을 갖는 로봇 손이 필수적이며 사람 손 수준의 성능은 단순히 힘-속도, 자유도만을 포함하는 것이 아닌 크기와 무게 그리고 물체 조작에 도움을 주는 여러 손 특성도 포함한다. 그러나 현재까지 사람 손 수준의 무게, 크기, 힘 그리고 자유도를 모두 만족시키는 로봇 손은 개발되지 않았으며 여전히 도전적인 과제로 남아있다. 본 논문에서는 로봇 손가락의 성능을 향상하기 위하여 사람의 근골격 특성을 반영한 세 가지의 새로운 메커니즘을 제안하고 이를 통합한 모듈형 로봇 손가락 구조를 보인다. 첫 번째로, 사람의 손 근육 배치와 유사한 내재/외재 구동기 배치를 적용한 힘줄 구동 로봇 손가락 구조를 제안하고 분석한다. 로봇 손가락은 다섯 개의 서로 다른 힘줄과 인대로 구성된다. 사람 손동작 분석에 기반하여 로봇 손가락의 구동기는 느린 속도를 담당하는 내재 구동기와 빠르고 큰 힘이 모두 요구되는 외재 구동기로 구분된다. 두 번째로, 구동기의 크기와 무게를 유지하며 성능을 향상하기 위하여 새로운 개념의 무단 변속기 Elastomeric Continuously Variable Transmission (ElaCVT) 을 제안하고 이를 로봇 손가락의 외재 구동기에 적용하였다. ElaCVT는 선형 구동기의 작동 영역을 확장하고 출력단에 가해지는 외부 하중에 따라 감속비를 수동적으로 변경하여 근육의 힘-속도 곡선을 모사할 수 있다. 본 연구에서는 근육의 특성을 모사하기 위해 선형 액추에이터로 ElaCVT에 줄 꼬임 메커니즘을 적용한 ElaCVT-TSA를 제안, 근육의 동작 영역을 모사할 수 있음을 보였다. 마지막으로 로봇 손가락의 모든 굽힘/펼침 관절에 적용된 사람의 관절구조를 모사한 유연 구름 접촉 관절 (Anthropomorphic Rolling Contact joint)을 제안한다. Anthropomorphic rolling contact joint는 사람 관절의 tongue-and-groove 형상과 collateral ligament를 모사하여 관절의 안정성을 향상시켰다. 기존의 유연 관절과 달리 관절이 펴진 상태에서는 유연한 상태를 유지하며 굽혀진 상태에서는 강성이 증가한다는 특징을 갖는다. 특히, 강성 변화에 별도의 구동기가 요구되지 않아 기존의 관절에서 무게, 크기 증가 없이 해당 특징 구현이 가능하다. 이는 로봇 손가락에 적용되어 손가락을 펴고 물체를 탐색하는 과정에서는 충격을 흡수하여 안정적인 접촉을 구현할 수 있으며 물체를 파지하는 과정에서는 손가락을 굽혀 강인하게 물체를 파지할 수 있게 한다. Anthropomorphic rolling contact joint를 적용한 그립퍼를 이용하여 제안하는 가변 강성 유연 관절이 pinch grasping의 파지 안정성을 높임을 보였다.1 INTRODUCTION 1 1.1 MOTIVATION: ROBOTIC HANDS 1 1.2 CONTRIBUTIONS OF THESIS 10 1.2.1 Intrinsic/Extrinsic Actuator arrangement 11 1.2.2 Linear actuator mimicking human muscle properties 11 1.2.3 Flexible rolling contact joint 12 2 ROBOTIC FINGER STRUCTURE WITH HUMAN-LIKE ACTUATOR ARRANGEMENT 13 2.1 ANALYSIS OF HUMAN FINGERTIP VELOCITY 14 2.2 THE ROBOTIC FINGER WITH INTRINSIC/EXTRINSIC ACTUATORS 18 2.2.1 The structure of proposed robotic finger 18 2.2.2 Kinematics of the robotic finger 20 2.2.3 Tendons and Ligaments of the proposed robotic finger 26 2.2.4 Decoupled fingertip motion in the sagittal plane 28 3 ELASTOMERIC CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION COMBINED WITH TWISTED STRING ACTUATOR 35 3.1 BACKGROUND & RELATED WORKS 35 3.2 COMPARISON OF OPERATING REGIONS 40 3.3 DESIGN OF THE ELASTOMERIC CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION 42 3.3.1 Structure of ElaCVT 42 3.3.2 Design of Elastomer and Lateral Disc 43 3.3.3 Advantages of ElaCVT 48 3.4 PERFORMANCE EVALUATION 50 3.4.1 Experimental Setup 50 3.4.2 Contraction with Fixed external load 50 3.4.3 Contraction with Variable external load 55 3.4.4 Performance variation of ElaCVT over long term usage 55 3.4.5 Specifications and Limitations of ElaCVT-TSA 59 4 ANTHROPOMORPHIC ROLLING CONTACT JOINT 61 4.1 INTRODUCTION: COMPLIANT JOINT 61 4.2 RELATED WORKS: ROLLING CONTACT JOINT 65 4.3 ANTHROPOMORPHIC ROLLING CONTACT JOINT 67 4.3.1 Fundamental Components of ARC joint 69 4.3.2 Advantages of ARC joint 73 4.4 TORSIONAL STIFFNESS EVALUATION 75 4.4.1 Experimental Setup 75 4.4.2 Design and Manufacturing of ARC joints 77 4.4.3 Torsional Stiffness Change according to Joint Angle and Twist Angle 79 4.5 TORSIONAL STIFFNESS WITH JOINT COMPRESSION FORCE DUE TO TNESION OF TENDONS 80 4.6 TORSIONAL STIFFNESS WITH LUBRICATION STRUCTURE 82 4.7 GRASPING PERFORMANCE COMPARISON OF GRIPPERS WITH DIFFERENT ARC JOINTS 86 5 CONCLUSIONS 92 Abstract (In Korean) 107박

On the Encoding Capacity of Human Motor Adaptation

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 공과대학 기계공학부, 2019. 2. 박종우.가변 환경에 대한 인간 동역학의 적응은 인터널 모델의 개념으로 잘 설명된다. 인터널 모델은 일반적으로 운동 피질 뉴런에서 영감을 얻은 동적 원소들의 가중치 조합으로 매개 변수화된다. 동적 원소에 대한 다양한 표현이 존재하며 각 모델은 사람의 동역학 적응의 특성을 설명하는 데 성공했다. 그러나 인터널 모델이나 동적 원소를 통한 적응의 한계는 많이 연구되지 않았다. 더불어, 인터널 모델 학습을 연구할 때 신호 의존 노이즈를 고려하는 것이 중요함에도 불구하고, 그것에 대한 연구는 거의 진행되지 않았다. 이 논문에서 우리는 다음의 가설을 검증하고자 하였다: 인코딩 공간이 클수록 학습 효과가 더 좋다. 위치 오류 수준에서 우리는 외부 환경의 훈련 양과 신호 의존 노이즈이 어떻게 상호 작용을 하는지 외부 힘장 복잡성의 조절을 통해 조사했다. 특히 우리는 연속적인 원 운동에서 새로운 캐치 트라이얼을 개발하고 원 운동 중에 인간의 인터널 모델에 의해 추정 된 힘장을 정량적으로 측정했다. 위의 두 실험 결과는 제안 된 가설을 검증 할 수 있는 충분한 증거가 되었다. 실험 결과와 가설을 검증하기 위해 동적 원소의 조합을 기반으로 한 시뮬레이션 연구도 제안되었다.Adaptation of human dynamics to variable environments is well-explained with the concept of the internal model. The internal model is generally parametrized by a combination of motor primitives inspired from the motor cortex neurons. A variety of representations for motor primitives exists, and each model has succeeded in describing certain characteristics of dynamics adaptation. However, the limitations of adaptation explained via the internal model or motor primitives has not been thoroughly addressed in the literature. In particular, the fundamental question of how internal model learning behaves in the presence of signal-dependent noise has yet to be addressed. In this thesis, we try to verify the following hypothesis: the larger the encoding space, the better the learning. At the position error level, we investigate how the amount of training and signal-dependent noise interact to adjust the complexity of the force field. To experimentally validate our hypothesis, we perform a set of catch trials for continuous circular motions and quantitatively measure the force field estimated by a humans internal model during the motion. The above two experimental results provide evidence in support of our proposed hypothesis. A simulation study based on a combination of motor primitives is also proposed to verify the experimental results and hypotheses.Abstract (English) i List of Figures vi 1 Introduction 1 2 Human Motor Control Preliminaries 6 2.1 Basic features of human movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.1.1 Smooth bell-shaped velocity profile . . . . . . . . . . . . . . 7 2.1.2 Fitts law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.1.3 Two-thirds power law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2 Computational model for human motor control . . . . . . . . . . . . 8 2.2.1 Optimization criterion on motor planning . . . . . . . . . . . 8 2.2.2 Signal-dependent noise : the minimum variance theory . . . 10 2.2.3 Optimal feedback control in motor coordination . . . . . . . 11 2.3 Human motor adaptation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3.1 Internal model : state representation of motor learning . . . 13 2.3.2 Combination of motor primitives . . . . . . . . . . . . . . . . 15 iii 2.3.3 Gain encoding primitives for motor adaptation . . . . . . . . 16 2.3.4 Motor adaptation in circular movement . . . . . . . . . . . . 18 2.4 vBOT : robotic manipulandum for studying human motor control . 18 3 Rationale of the Study and Experimental Design 20 3.1 Making a movement versus maintaining a static posture . . . . . . 20 3.2 Experimental design and thesis statement . . . . . . . . . . . . . . . 24 4 Results and Discussion 26 4.1 Trade-off between encoding capacity and signal dependent noise . . 26 4.1.1 Expansion of logic: encoding capacity . . . . . . . . . . . . . 26 4.1.2 Experimental results for radial force . . . . . . . . . . . . . . 28 4.1.3 Experimental results for tangential force . . . . . . . . . . . 34 4.1.4 Discussion : radial force versus tangential force . . . . . . . 35 4.2 Influence of the mechanical factors during adaptation . . . . . . . . 37 4.2.1 Mechanical rebuttal for result analysis . . . . . . . . . . . . 37 4.2.2 Experimental results and discussion . . . . . . . . . . . . . . 37 4.3 Simulation results using motor primitives . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.3.1 Problem definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.3.2 Simulation results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 5 Experimental Methods 43 5.1 General task . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 5.2 External force-field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 5.3 Main experiments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 5.3.1 Experiment 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 5.3.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 iv 5.3.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 5.4 Catch trial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5.4.1 Traditional catch trial for line movement . . . . . . . . . . . 50 5.4.2 New catch trial developed for continuous circular movement 51 6 Conclusion 53 Bibliography 54 Abstract (한글) 58Maste

Trimetazidine의 사용과 파킨슨증 발생 위험: 전국 인구기반 코호트 연구

학위논문 (박사) -- 서울대학교 대학원 : 약학대학 약학과, 2021. 2. 김은경.다양한 real-world data (RWD)가 대두되고 빅데이터 활용이 전 세계적으로 상당한 관심을 받기 시작한 이래로, RWD 분석을 통해 생성된 real-world evidence가 전통적인 임상시험의 한계점을 보완하기 위해 생성되기 시작했다. 현재까지 RWD는 약물의 안전성을 모니터링하기위한 시판 후 감시에서 중요한 도구로 활용되고 있다. 우리나라는 국민건강보험이라는 단일 국가보험 체계가 마련되어 있어 건강보험 청구자료를 국가에서 체계적으로 수집하고 관리하고 있으며, 다양한 임상 환경 및 연구에서 활용될 수 있도록 전 국민을 대표하는 표본이 포함된 RWD를 제공하고 있다. 트리메타지딘(Trimetazidine)은 한국을 비롯한 여러 아시아 국가와 유럽에서 사용되고 있는 항 협심증 약제 중 하나로, 비교적 안전한 약제로 여겨졌으나 운동실조, 파킨슨병과 같은 운동장애 부작용 사례들이 보고되기 시작하였다. 드물지만 심각한 부작용인 운동장애가 지속해서 보고됨에 따라 유럽 의약청(European Medicines Agency)에서는 트리메타지딘의 효과 및 안전성을 재평가하였고, 그에 따라 파킨슨씨병 환자에서는 트리메타지딘 사용이 금기되었다. 트리메타지딘은 미국 식품의약품안전처의 허가를 받지 않았기 때문에 최신의 약물 안전성 정보에 대한 접근이 제한적이었으며, 또한 트리메타지딘 관련 파킨슨증의 증거는 대부분 사례보고 연구나 소규모 관찰 연구에 의존되었고 그 위험 수준을 정량적으로 평가하기 위한 대규모 인구 기반 연구는 매우 드물다. 따라서 본 연구는 국민건강보험공단의 청구자료를 활용하여 트리메타지딘 사용과 파킨슨증의 발생 위험에 대하여 평가하고자 하였다. 본 연구는 국민건강보험공단에서 제공하는 14년의 종단데이터인 표본코호트 2.0 DB(National Health Insurance Service—National Sample Cohort 2.0)를 활용한 성향점수 매칭 코호트 연구로 19세 이상의 성인을 대상으로 하였다. 2008년 1월 1일을 기준일로 설정하여 이전 6년 동안엔 교란변수를 포함한 노출변수를 확인하였으며, 이후 8년은 결과변수를 확인하기 위한 추적기간으로 설정하였다. 트리메타지딘을 새롭게 사용하는 사람만을 식별하였으며, 트리메타지딘 비사용자는 성향점수 기반의 greedy matching 방법을 통해 트리메타지딘 사용자와 1 : 3 비율로 매칭되었다. 연구 결과변수는 추적관찰 기간 동안에 새롭게 발생한 파킨슨증이며, 교란변수로는 성별, 연령 등의 인구사회학적 특성, 파킨슨증 발생에 영향을 미치는 병존질환 및 병용약물이 포함되었다. 트리메타지딘 사용으로 인한 파킨슨증의 위험은 단변수 및 다변수 Cox 비례 위험 회귀분석을 사용하여 평가하였으며, 결과는 위험비(HRs)과 95% 신뢰구간으로 제시되었다. 또한 트리메타지딘 누적용량을 계산하여 파킨슨증의 발생 위험을 평가하였으며 트리메타지딘과 다른 위험약제와의 병용 효과를 Cox 비례 위험 회귀분석을 사용하여 평가하였다. 총 9,712명의 트리메타지딘 사용자와 29,116 명의 트리메타지딘 비사용자가 최종 분석에 포함되었다. 파킨슨증 발생률은 트리메타지딘 사용군에서 비사용군에 비해 유의하게 높았으며 (각 1,000 인년 당 6.71 vs 6.71; p <0.0001), 트리메타지딘의 사용은 파킨슨증의 발생 위험을 유의하게 증가시켰다 (aHR = 1.38; 95% CI = 1.26–1.51). 파킨슨증의 누적 발생률은 트리메타지딘의 누적 용량이 증가함에 따라 더 높게 나타났다 (p <0.001). 병용 효과의 경우, 트리메타지딘만 복용한 것에 비해 다른 위험 약제를 병용한 경우 위험도가 더 높게 나타났으며, 병용약제 수가 증가할수록 위험도가 선형적으로 증가하는 경향이 확인되었다 (p for trend = 0.005). 본 연구는 한국에서 트리메타지딘 사용에 따른 파킨슨증 발생 위험을 국가 수준의 건강보험 청구자료를 활용하여 인구기반으로 분석한 최초의 코호트 연구이다. 연구 결과에 따르면 트리메타지딘 사용은 파킨슨증의 위험을 증가시키며, 이러한 위험은 트리메타지딘의 누적 용량이 증가할수록, 위험 약제의 병용이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 실제 임상 환경에서 트리메타지딘을 사용하는 경우, 특히 장기적으로 사용하거나 다른 위험 약제를 병용할 가능성이 큰 노인에서 사용하는 경우 파킨슨증의 발생에 대한 면밀한 모니터링이 필요하다는 것의 근거로 활용될 수 있을 것이라 기대한다. * 본 내용의 일부는 International journal of environmental research and public health 학술지에 출판되었음 [65].The real-world data (RWD) has received considerable interest globally and the real-world evidence derived from the analyses of RWD has been compiled to complement research findings with limitations from traditional clinical trials. To date, RWD has become an important tool in postmarketing surveillance to monitor the safety of drugs. In South Korea, the health insurance claim database which contains sample data from a representative Korean population is provided by the government. Trimetazidine, an anti-anginal drug with documented tolerable safety, has been used in many countries from Europe and Asia. However, the safety concerns of trimetazidine-induced parkinsonism have been raised based on cumulated adverse event cases. Since trimetazidine was not approved by the U.S. Food and Drug Administration and regulatory agencies from other countries, access to the latest information on drug safety has been less optimal. Also, the evidence of trimetazidine-associated parkinsonism has mostly relied on case reports and small observational studies, and the large-scale population-based studies to quantitatively evaluate the risk were scarce. Therefore, we aimed to investigate the risk of trimetazidine-induced parkinsonism using national health claim data. A propensity score-matched retrospective cohort study assessing the risk of trimetazidine-induced parkinsonism was conducted using data from the National Health Insurance Service—National Sample Cohort 2.0, between 2002 and 2015. A 4-year washout period was placed to identify new trimetazidine users detected between 2006 to 2007, and non-trimetazidine users were matched to trimetazidine users in a ratio of 3:1 by greedy matching. Any covariates including sociodemographic characteristics, concurrent medications, and comorbid clinical conditions were captured from 2002 to 2007, and the study outcome of a new parkinsonism event was detected during the 8-year follow-up period. The risk of parkinsonism was evaluated using multivariate Cox proportional hazard regression analysis, adjusted for sex, age, insurance type, area of residence, comorbidities, and concurrent medications. A total of 9,712 trimetazidine users and 29,116 matched non-trimetazidine users were included. Trimetazidine users had a significantly higher incidence rate of parkinsonism than non-trimetazidine users (9.34 vs. 6.71 per 1,000 person-years; p < 0.0001). Trimetazidine use significantly increased the risk of parkinsonism (adjusted hazard ratio = 1.38; 95% CI = 1.26–1.51). Cumulative incidence showed an increasing trend with higher cumulative doses of trimetazidine, compared with non-trimetazidine use (p < 0.001). Trimetazidine users who were concurrently on other medications had a higher risk of parkinsonism than trimetazidine users who were not on other medications (p for trend = 0.005). This is the first population-based study identifying the risk of parkinsonism associated with trimetazidine. The findings indicated that trimetazidine use significantly increased the risk of parkinsonism. Closer monitoring should be considered for trimetazidine users, especially for those who are older, using trimetazidine at high cumulative doses and other parkinsonism-inducing medications.Abstract ⅰ Table of Contents v List of Tables vii List of Figures viii Chapter 1. Introduction 1 1.1 Pharmacovigilance Study Using Real-World Data 1 1.2 Characteristics of Trimetazidine 4 1.3 Safety issue of Trimetazidine 6 1.4 Purpose of Research 15 Chapter 2. Methods 16 2.1 Data Source 16 2.2 Study Population 18 2.3 Data Collection 20 2.4 Confounders 23 2.5 Statistical Analysis 26 2.6 Sensitivity Analysis 28 Chapter 3. Results 29 3.1 Demographic Characteristics of the Study Population 29 3.2 The Risk of Parkinsonism associated with Trimetazidine Use 35 3.3 The Cumulative Dose-response Relationship and Combined Effects with Other Parkinsonism-inducing Medications 40 3.4 Sensitivity Analysis 44 Chapter 4. Discussion 47 Chapter 5. Conclusion 57 References 59 Appendix 70 요약 (국문초록) 74Docto

Possibility of Organicity in Atonal Harmonic System : A Study on the Classification of Harmonic Cadence in Ligeti’s Piano Études

비공통관습적인 현대음악은 작품의 음조직 및 화성체계의 개별성으로 인해, 화성적 맥락의 파악이 어려워졌다. 이러한 난점에 따라, 여러 새로운 분석방법이 시도되었으나, 이전의 공통관습체계의 작품에 대한 분석모델과 같은 악곡 전체에 대한 화성적 유기성의 고려에는 아쉬운 점이 있다. 본고에서는 죄르지 리게티(György Ligeti, 1923~2006)의 ⟪피아노 에튀드⟫ (Études pour piano)를 대상으로, 화성적 주요지점 중 하나인 종지에 나타나는 화성적 측면을 동적구문론적 관점에 기초하여 유형화를 시도함으로써, 비공통관습음악에서의 화성적 측면에 접근할 수 있는 하나의 지점을 보다 구체화하는 것을 시도한다. 화성적 양상에 대한 접근을 위하여, 기준이 될 화성적 기본원리를 먼저 조명하고, 리게티 에튀드 전곡에 나타나는 각 범주의 화성적 소재에 대해 화성적 기본원리에 견주어 고찰하였다. 종지에서의 화성적 양상을, 곡에서 형성되는 음조직 및 화성체계의 구조에 견주어 동적구문론의 관점에서 어떠한 의미로 이해될 수 있는가에 따라, 기본적 유형과 복합적 유형으로 분류하고, 각 분류 내에서 세부적인 화성양상의 차이를 반영한 하위분류를 포함하여, 그에 따른 음악적 의미의 세부적 차이를 반영할 수 있도록 하였다. 본 연구를 통하여 비공통관습음악에 있어서도 음 및 화성소재의 상호관계 및 조직에 따라, 화성이 종지라는 중요한 음악적 국면에서 세밀하게 분화된 음악적 의미를 형성함을 구체적으로 파악하였다.In the non-traditional, contemporary music, it has become difficult to determine the harmonic context due to its individual harmonic system. Although, this difficulty generates several new analysis approaches, they are still inefficient to explain the harmonic organicity in the whole piece compared to the previous common method in analysis to tonal music. The aim of this study is approaching the harmonic aspect in cadences by researching ⟪Études pour piano⟫ by György Ligeti (1923~2006), to derive one point of the harmonic aspect in non-conventional music and explore it in detailed way, by classifying the several categories of the harmonic aspects in cadence based on the perspective of Dynamic syntax. In order to approach the harmonic aspect, the basic principle to be used as a standard in this research is explored first and considered in the basic principle of harmony of each category in Ligeti’s etudes. The harmonic aspects in cadences are categorized as fundamental type and multiplicative type by the structure of tone and harmonic system in the piece and how they are possible to be interpreted in the respect of Dynamic syntax. In addition, subclassifications are derived from respective categories by subtle differences in harmonic aspects. Therefore, it also reflects the detailed difference of musical meanings. This research suggests the harmony creates detailed musical aspects in the cadence which is the significant element in the perspective of music by the organic relationship by tone organization and harmonic system in non-traditional music.I. 서론 1 II. 본론 6 1. 원리 6 1) 상관화relativization 원리 10 2) 조직화organization 및 위계화hierarchization의 원리 13 3) 결합combining과 공간화spatialization의 원리 17 4) 방향성directivity과 운동motion 및 진행progression의 원리 21 5) 안정화stabilization 및 안정·불안정성stability/instability의 원리 24 2 . 양상 26 1) 소재 26 (1) 음고 27 (2) 진행음정 40 (3) 화성적 음정 및 화음 56 (4) 음계 141 2) 조직 167 3. 유형 181 1) 회귀종지 182 (1) 완전 회귀종지 183 (2) 불완전 회귀종지 186 (3) 중간 회귀종지 189 (4) 돌발 회귀종지 193 2) 이탈종지 196 (1) 일탈적 이탈종지 196 (2) 진행적 이탈종지 202 (3) 대립적 이탈종지 205 (4) 회피적 이탈종지 206 3) 중간종지 209 (1) 지연적 중간종지 210 (2) 주변적 중간종지 214 (3) 중단적 중간종지 217 4) 변화종지 227 (1) 변형적 변화종지 227 (2) 전환적 변화종지 231 (3) 이도적 변화종지 234 5) 혼합종지 239 (1) 상충적 혼합종지 239 (2) 유사 혼합종지 241 (3) 다원적 혼합종지 244 (4) 결합성 혼합종지 245 III. 결론 250 참고문헌 251 수록악보목록 260 표목록 267 Abstract 269석

A Study on the Crown Height based on Mooring Safety Assessment considering Characteristics of Ship's type

최근 국내에서는 지구온난화로 인한 해수면 상승과 이에 따른 태풍 및 해일의 증가로 인해 방파제 보강 및 방호시설 설치 등의 공사를 시행중에 있다. 또한, 지속적인 선박대형화로 인해 대형선 접안을 위한 수심 준설, 접안부두 확장 등의 항만 공사를 수행하고 있으나, 접안선박의 안전한 계류와 밀접한 영향이 있는 마루높이의 상향 및 보강 등의 뚜렷한 공사 계획은 없는 실정이다. 또한, 항만 및 어항 설계기준에 의거하여 접안선박의 선종, 크기에 따라 선석의 치수, 마루높이, 계선주, 방충설비 등이 선정되는데, 그 설계기준을 보면 선석길이는 선종 및 톤수, 계선주는 총톤수, 방충설비는 선종 및 재화중량톤수를 포함하고 있다. 그러나 계류라인의 각도, 선박의 풍압면적, 선체동요량에 밀접한 영향을 주는 마루높이 설계기준은 부두의 환경적 특성인 수심 및 조차만 포함되어 있으며, 접안선박의 선종 및 크기 기준은 고려되지 않고 있다. 따라서 접안부두의 수심 및 조차 등의 환경요소 뿐 아니라 선종 및 크기 등 선박요소를 반영한 부두 마루높이 기준을 제안하기 위해 국내·외 마루높이 설계기준을 조사하여 마루높이 결정요소를 분석하였다. 그리고 선종별 특징에 따라 선박 그룹을 분류하고 각 그룹별 대상선박을 선정하여, 마루높이 상향에 따른 계류안전성 수치 시뮬레이션을 수행하였으며, 그 결과 선종별 특징에 따른 계류요소 민감도를 분석하였다. 또한, 환경요소와 선박요소로 나누어 마루높이 평가지표를 개발하고, 이를 반영한 마루높이 설계기준을 제안하였다. 본 연구는 마루높이 상향에 따른 접안선박의 계류요소 민감도를 계류안전성 수치 시뮬레이션을 통해 분석하고, 국내·외 설계기준과 연구동향을 반영한 마루높이 평가지표, 평가방법 및 설계기준을 제안하였다. 마루높이 상향에 따라 접안선박의 계류삭 장력, 계선주 견인력, 선체동요량, 계류라인 수직각 등이 감소하며, 그 감소율은 선박 특성별로 차이가 있음을 정량적으로 제시하여, 접안선박의 계류안전성을 향상시키기 위해서는 선박의 특성을 반영하여 마루높이를 설정하여야 함을 증명하였다. 또한, 마루높이 상향에 따른 계류요소 민감도 시뮬레이션을 위해 특정선박 및 특정부두를 선정하지 않고 다양한 접안선박의 특성을 반영할 수 있도록 선박 그룹화를 수행하였으며, 국내·외 설계기준을 바탕으로 계선주, 방충재를 배치한 가상의 부두를 설계하고 계류형태 및 계류라인 배치를 일반화하여 본 연구결과의 활용범위를 확대하였다.|In recent years, Korea has selected Twenty-two ports for reinforcement of breakwaters and installation of protection facilities, due to the rise of sea level caused by global warming. In addition, dredging for depth of water for large vessel's berthing and enlargement of berth is under construction due to consistent enlargement of ship size, However, there's no definite construction plan for the reinforcement of crown height, which has close relationship with the safe mooring of ships. Also, in accordance with the characteristics of ship, length of pier, crown height, bollard, and fender facilities are selected based on the ‘Harbour Design Criteria in Korea’, length of pier is affected by ship's type and tonnage, bollard is affected by gross tonnage, and lastly, the fender facilities are affected by deadweight tonnage. However, the design standards of the crown height which has close relationship with the angle of mooring line, windage area, and oscillation of ship motion, only includes depth of water and tidal range factors, and does not take into account of ship's type and size. Therefore, the domestic and foreign design standards of the crown height has been researched for the analysis of determinants of crown height, in order to suggest the standard of crown height which considers ship's characteristics. Also, I have classified ship's group based on the ship's characteristics, and carried out simulation of mooring safety assessment as per the increase of crown height. As a result, mooring factors' sensitivity as per ship's characteristics could be analyzed. Furthermore, the evaluation index of crown height has been made by dividing into environment and ship factors, and proposed design standards considering the above. In this study, the mooring factor sensitivity of moored ships according to elevation of crown height is analyzed through mooring safety numerical simulation, and the evaluation index and design standard of crown height are proposed by domestic and international design standards and research trends.제1장 서 론 1.1 연구 배경 및 목적 1 1.2 연구 방법 및 구성 6 제2장 부두시설 연구 및 현황 분석 2.1 연구 동향 분석 9 2.1.1 계류안전성 평가 및 계류시설 연구 9 2.1.2 해수면 상승에 따른 연안시스템 연구 13 2.2 선박 대형화 및 해수면 상승 현황 15 2.3 국내·외 부두시설 개발 현황 25 2.3.1 국내 부두시설 개발 현황 25 2.3.2 국외 부두시설 개발 현황 28 제3장 부두시설 마루높이 결정요소 분석 3.1 부두 계류시설 및 마루높이 33 3.1.1 계류시설의 정의 및 종류 33 3.1.2 마루높이의 정의 및 연관요소 35 3.2 마루높이 설계기준 분석 38 3.2.1 국내 마루높이 설계기준 및 현황 38 3.2.2 국외 마루높이 설계기준 42 3.3 마루높이 결정요소 선정 48 제4장 선종별 마루높이 민감도 평가 4.1 계류안전성 수치 시뮬레이션 평가 개요 50 4.1.1 계류안전성 평가 개요 50 4.1.2 계류선박의 운동방정식 및 환경외력 54 4.1.3 계류설비 및 계류라인 배치 66 4.1.4 선종별 그룹화 및 특징 분석 69 4.2 계류안전성 수치 시뮬레이션 평가 76 4.2.1 대상선박 모델링 76 4.2.2 계류시스템 모델링 78 4.2.3 마루높이 모델링 90 4.2.4 외력조건 및 시나리오 설정 91 4.3 계류안전성 수치 시뮬레이션 결과 분석 94 4.3.1 크루즈선 분석 결과 94 4.3.2 컨테이너선 분석 결과 109 4.3.3 벌크선 분석 결과 124 4.3.4 LNG선 분석 결과 139 4.3.5 선종별 종합평가 154 제5장 마루높이 평가지표 및 설계기준 개발 5.1 마루높이 평가지표 개발 158 5.1.1 환경평가지표 160 5.1.2 선박평가지표 171 5.1.3 마루높이 평가방법 177 5.2 마루높이 평가지표 적용 결과 181 5.2.1 마루높이 평가지표 적용 181 5.2.2 선종별 적정 마루높이 도출 191 5.3 마루높이 설계기준 제안 192 5.3.1 평가지표를 활용한 설계기준 제안 192 5.3.2 설계기준 적용 195 제6장 결 론 198 참고문헌 202Docto

중등 음악교사의 국악 내용 관련 내용 교수 지식(PCK)에 대한 인식 조사 연구: 수도권 지역을 중심으로

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 협동과정(음악교육전공), 2017. 2. Hilary V. Finchum-Sung.교육과정에서 국악이 점차 많은 비중을 차지하게 되면서 음악 교사로서의 역할을 충실히 수행하기 위해서는 국악에 대한 교수능력을 갖추는 것이 필수요건이 되었다. 하지만 음악 교사들은 국악 교수능력의 부족으로 인해 교육과정의 전달자와 개발자의 역할을 하는 데에 어려움을 겪고 있으며, 이는 곧 국악 교육의 질 저하로 이어지고 있다. 그러므로 국악 교육의 질을 높이기 위해서는 교사가 가지고 있는 국악에 대한 교수능력의 수준을 진단해보고, 이를 향상시키고자 노력하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구는 중등음악교사의 국악에 대한 교수능력을 내용 교수 지식(PCK)의 관점으로 살펴봄으로써 국악 PCK를 향상시키기 위한 방안을 제시하여 국악교육의 질을 높이고자 하는 데에 연구 목적이 있다. 본 연구에서 국악 PCK 구성요소는 교과내용지식, 교수방법지식, 평가지식, 학생이해지식, 환경상황이해지식으로 구분하였다. 이를 토대로 국악 PCK에 대한 인식 조사 도구를 개발하였으며, 서울, 경기, 인천의 수도권 지역의 중등음악교사 123명을 대상으로 인식 조사를 실시하였다. 수집된 자료는 국악 PCK의 구성요소별 전반적인 인식수준을 알아보기 위해 기술통계분석을 사용하였으며, 교사의 배경(교직경력, 국악을 교육 받은 기간)에 따른 국악 PCK 구성요소별 인식수준의 차이를 알아보기 위해 t-검정을 사용하여 결과를 분석하였다. 인식 조사 후에는 조사를 통해 얻어진 결과를 토대로 연구 문제를 심층적으로 탐구하기 위해 중등음악교사 6명을 대상으로 포커스 그룹 인터뷰를 실시하였다. 인터뷰 결과는 모두 전사한 후, 국악 PCK의 형성과정을 중심으로 분석하여 연구 결과를 도출해 냈다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 중등음악교사의 국악 PCK 인식 수준은 국악 이론, 감상 영역이 국악 가창, 실기 영역보다 높은 것으로 드러났고, 많은 교사들이 자신의 국악 교수능력에 대한 자신감이 부족해 국악 수업에 어려움을 겪고 있는 것으로 나타났다. 둘째, 교육과정 재구성에 의해 중등음악교사들의 국악 교수학습경험에 차이가 발생하게 됨으로써 교직경력은 국악 PCK에 영향을 미치지 못하게 되는 것으로 나타났다. 셋째, 국악을 교육 받은 기간은 국악 PCK 구성요소 중 교과내용지식의 형성에 직접적으로 기여함으로써 중등음악교사의 국악 PCK 수준에 영향을 미치는 것으로 드러났다. 이상의 연구 결과를 토대로 국악 교육의 질을 높이기 위한 중등음악교사의 국악 PCK 향상 방안을 다음과 같이 제시하고자 한다. 첫째, 교사양성과정에서 질 높은 국악 교육을 통해 국악 PCK의 구성요소 중 교과내용지식을 우선적으로 갖추도록 해야 한다. 둘째, 교사 연수와 재교육과정을 통해 국악 교육 현장에서 활용할 수 있는 실제적인 프로그램을 제공해야 한다. 셋째, 국악 연수와 재교육과정에 교사들이 적극적으로 참여할 수 있도록 제도적인 기준을 마련해야 한다. 넷째, 교과재구성 과정에서 국악 수업을 의무적으로 편성할 수 있도록 최소한의 기준을 제공해야 한다. 다섯째, 국악 전공 교사를 비롯한 국악 PCK 수준이 높은 교사들을 중심으로 국악의 영역별 주제별 PCK 사례를 나눌 수 있는 장을 마련해야 한다. 마지막으로 국악 교육에 대한 현장 경험이 풍부한 선배 교사들이 후배 교사들의 국악 수업을 컨설팅 하도록 함으로써 실제적인 도움을 줄 수 있도록 해야 한다.Ⅰ. 서론 1 1. 연구의 필요성과 목적 1 2. 연구 문제 3 3. 연구의 제한점 4 Ⅱ. 이론적 배경 5 1. 내용 교수 지식(PCK) 5 2. 음악과에서의 내용 교수 지식(PCK) 26 3. 국악 교육에 대한 교사 인식 조사 연구 36 4. 국악 내용 교수 지식(PCK) 40 Ⅲ. 연구 방법 42 1. 연구 대상 및 연구 방법 42 2. 연구 도구 및 내용 44 3. 분석 방법 48 Ⅳ. 연구 결과 50 1. 중등음악교사의 국악 PCK에 대한 인식 조사 도구 50 2. 질적 연구 결과 77 Ⅴ. 논의 및 결론 87 1. 논의 87 2. 결론 및 시사점 92 참고문헌 95 부록 101 Abstract 108Maste

베토벤 피아노 소나타에 나타나는 변주곡 형식의 악장들에 대한 연구 분석

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :음악학과 피아노전공,1999.Maste

MODIS 자료를 이용한 동아시아 지역 에어로솔의 시·공간적 분포 특성 연구

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :지구환경과학부,2006.Maste

ICT R&D 정책에 대한 비교연구

학위논문 (석사)-- 서울대학교 행정대학원 : 행정대학원 행정학과 행정학 전공, 2016. 2. 김순은.본 연구에서는 공식적 제도와 비공식적 제도 측면에서 한국와 이스라엘의 ICT R&D 정책을 비교 분석하였다. ICT R&D의 사업화 및 성장과 회수를 촉진하기 위하여 박근혜 정부는 창조경제의 모델이라고 할 수 있는 해외 사례를 벤치마킹하였다. 신성장 동력에 대한 필요성, 새로운 R&D 패러다임으로 인하여 ICT R&D의 산출을 사업 성과로 연계하기 위하여 기술이전과 사업화에 두각을 나타내는 이스라엘의 제도에 대한 모방과 수용이 이루어졌다. 그러나 중소기업의 증가 등 일부 성과를 보이는 측면이 있지만, 질적 성과의 창출에 있어서는 한계가 있다는 지적이 있다. 따라서 비슷한 제도를 수용할 때 다른 결과를 나타내는 경우, 이것이 어떠한 차이에서 기인하는지 파악하고자 연구를 진행하였다. 공식적 제도는 추진전략, 추진체계, 입법부가 형성한 법률, 행정부가 형성한 정책적인 측면을 의미한다. 행정부가 형성한 정책은 연구개발, 기술 이전 및 사업화, 회수 단계로 나누어서 살펴볼 수 있다. 비공식적 제도는 각 행위자들 간의 사회, 문화적 측면과 네트워크 측면을 의미한다. 그 결과, 첫째, 공식적 제도 측면에서는 한국과 이스라엘의 제도가 유사하게 나타났다. 추진체계 및 전략 측면에서 산업과 과학기술을 담당하는 부처에서 공통으로 ICT R&D정책을 공동으로 담당하였다. 또한 기술 개발을 사업화로 연계시켜 경제 성장을 도모하려는 추진전략도 유사하였다. 관련법 측면에서는 공통적으로 연구-개발 진흥 정책의 근거 법률과 이와 관련한 사업 활동에 있어 혜택을 주는 법률이 마련되 어 있었다. 행정부의 ICT 정책 측면에서는 연구⋅개발 제도 , 사업화 및 이전 촉진 제도는 연구개발 과제의 선정, 인큐베이터 및 엑셀러레이터, 벤처 캐피탈 등의 제도적 틀이나 운영 방식이 유사하였다. 그러나 회수 제도 측면에서는 한국의 기반이 약한 반면, 이스라엘은 오랫동안 축적된 경험과 산업의 특성을 바탕으로 인수, 합병과 나스닥 상 장 등을 회수 시장이 활발하게 기능하고 있었다. 둘째, 비공식적 제도 측면에서는 한국과 이스라엘이 큰 차이를 나타냈다. 사회문화적 측면에서 한국은 전통적으로 권위를 중시하는 아시아 문화권에 속하여 의사결정 과정이 경직적인 반면, 이스라엘은 후츠파(Chutzpah)라는 문화적 배경을 바탕으로 상대적으로 수평적인 의사결정 구조를 가지고 있었다. 사업화에 영향을 미치는 비공식적 요인으로서 기업가 정신 측면에서 한국은 창업에 대한 인식이나 능력, 선호도 면에서 이스라엘보다 낮은 수준을 보였다. 협력 네트워크 측면에서 한국은 국내 기업 간 협력이 필요하다는 점을 인식하고 있지만, 타 기업에 대한 신뢰가 부족하고 지적재산권 제도를 신뢰하지 못하여 협업의 비율이 낮았다. 반면 이스라엘의 경우 군대 내에서 ICT 기술을 학습하면서 형성한 인적 네트워크를 바탕으로 기술의 연구개발을 위하여 협력하였다. 해외 기업과의 협력 네트워크 측면에서는 이스라엘은 디아스포라(Diaspora), 이민자들의 유입으로 인한 국제 감각을 바탕으 로 인적․ 물적 네트워크를 형성하여 기술 자금 유치, M&A를 추진하였 다. 한국의 경우 단일민족으로서 민족의식이 강한 편이지만, 상대적으로 국제 감각이나 해외 시장에 대한 경험이 부족하다. 이를 통하여, 공식적 제도의 수용만큼 비공식 제도가 중요하다는 정책적 시사점을 도출할 수 있었다. 공식적 제도 측면에서는 기존 정책의 일관성과 지속성이 중요하고, 비공식적 제도가 공식적 제도의 수용에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 법령의 마련이나 정부 차원의 정책 변화 외에도 문화의 조성이나, 신뢰의 형성, 협력 네트워크의 조성 등 장기적이고 거시적 시각이 필요하다. 주요어 : ICT R&D, ICT R&D 정책, 정책 비교 연구 학 번 : 2012-21921제 1 장 서 론 1 제 1 절 연구의 배경과 목적 1 제 2 절 연구의 대상과 방법 3 1. 연구의 대상 3 2. 연구의 방법 10 제 3 절 논문의 구성 12 제 2 장 선행연구 검토 및 이론적 분석틀 13 제 1 절 선행 연구의 검토 13 1. 국가 R&D 정책에 대한 선행연구 13 2. ICT R&D 정책에 대한 선행연구 16 3. ICT 정책에 대한 비교연구 18 제 2 절 분석의 틀 20 제 3 장 한국과 이스라엘의 ICT R&D 정책 28 제 1 절 한국의 ICT R&D 정책 28 1. 공식적 제도 28 2. 비공식적 제도 42 제 2 절 이스라엘의 ICT R&D 정책 46 1. 공식적 제도 47 2. 비공식적 제도 59 제 4 장 한국과 이스라엘 ICT R&D 정책 분석 결과 62 제 1 절 공식적 제도 62 1. 추진체계 및 전략 62 2. ICT R&D 관련법 64 3. ICT R&D 정책 65 제 2 절 비공식적 제도 69 1. 사회문화 69 2. 협력 네트워크 72 제 3 절 정책적 시사점의 도출 74 제 5 장 결 론 75 제 1절 연구의 요약 75 제 2절 연구의 한계 77 참고문헌 78 ABSTRACT 84Maste