자동차공학전문대학원 / 자동차공학과 , 국민대학교

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Artificial Intelligence

Integration of Human and Product CAD/CAE Systems for Sports Engineering

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본 연구에서는 제품과 인체의 상호작용이 가능한 통합된 디지털 인체 및 제품 모델을 개발하고 이를 스포츠용품 설계용 CAD 시스템과 생체역학 해석시스템에 적용함으로써 운동역학적인 가상 실험을 컴퓨터 내에서 실시하고 인체에 미치는 영향을 사전 평가할 수 있는 스포츠 엔지니어링을 위한 가상 설계 및 평가의 통합 시스템을 개발하고 있다. 이러한 스포츠용품의 가상설계 및 평가를 가능하게 하기 위하여 다음과 같은 세부 연구를 수행하고 있다.

  • 디지털 인체와 제품의 상호 작용이 가능한 통합 CAD 환경의 구축: 인체와 제품 모델간의 상호 작용을 지정할 수 있는 조립체 특징형상 정의 기법 개발, 생체역학 해석에 필요한 인체와 제품의 정보를 CAD 시스템내 모델로부터 추출하는 기법 개발.

  • 가상 실험 및 평가 시스템의 구축 및 검증을 위한 통합 운동측정 시스템 개발: 실시간 모션 캡쳐, 지면반력 측정, 근전도 측정 및 운동 동작 DB 구축, 다각적 운동 측정과 근골격 모델링 및 근골격계 동작 합성을 연계하는 통합 솔루션의 검증 툴 구축.

  • 디지털 인체 모델의 운동 동작 합성 기능의 개발: 인체 운동동작 DB와 각 조인트의 운동 범위를 고려한 최적의 인체의 운동자세 및 동작생성 방법 연구, 제품의 형상 및 기구 변경에 따른 인체 모델의 자세 및 동작 변경 방법 개발.

  • 시뮬레이션 기반 스포츠공학적 평가 모델 개발: 근골격 역학 해석결과에 근거한 운동기기의 인체 운동 영향 평가 모델 개발, 표본 실험 실시를 통한 평가 모델 유효성 검증.

     

References

  • Haerin Lee, Moonki Jung, Ki-Kwang Lee and Sang Hun Lee, "A 3D Human-Machine Integrated Design and Analysis Framework for Squat Exercises with a Smith Machine", Sensors, Vol. 17, No. 2, 299, 2017

  • Haerin Lee, Moonki Jung and Sang Hun Lee, "Virtual Design and Evaluation Framework and Process for Design of Squat Exercise Programs and Machines", 2016 Asian Conference on Design and Digital Engineering (ACDDE2016), Jeju, Korea, 2016.10.25~28

  • Haerin Lee, Sang Hun Lee, "Validation of Synthesized Squat Motion with Smith Machine through Biomechanical Simulation and EMG Measurement", Proceedings of the 2014 Asian Conference on Design and Digital Engineering, Jinan, Shangdong, China, 2014.10.31-11.2

  • 성낙원, 이해린, 이상헌, "승하차 편의를 고려한 승용차 설계", 대한기계학회 IT융합부문 2016년도 춘계학술대회, pp. 106-107, 2016-05-20

  • 이해린, 이기광, 이상헌, "디지털 인체 모델을 이용한 동작 변화에 따른 생체역학 분석 ", 한국CAD/CAM학회 학술발표회, pp. 307-309, 2016-01-27

  • 이상헌, 성낙원, 이해린, "승하차가 편리한 회전형 도어 및 시트 장착 승용차 개발", 한국CAD/CAM학회 학술발표회, pp. 310-320, 2016-01-27

  • 이해린, 이상헌, "운동역학적 분석을 바탕으로 한 승용차 승하차 동작의 불편도 평가", 2015 한국자동차공학회 정기학술대회 및 전시회, p. 778, 2015-11-18

  • 이해린, 이기광, 이상헌, "디지털 인체 모델을 이용한 설계요소 변화에 따른 승하차 동작에 대한 생체역학분석", 2015 한국CAD/CAM학회 하계학술대회, pp.271-273, 2015.8

  • 이해린, 설동훈, 이상헌, "디지털 인체 모델을 이용한 승용차 승하차 동작의 정량적인 불편도 평가", 2015 한국자동차공학회 부문종합 학술대회, pp.-, 2015.5

  • 이해린, 이기광, 이상헌, "스미스 머신을 이용한 스쿼트 동작에 대한 관절의 상관관계를 고려한 근골격 모델 생성", 2015 한국CAD/CAM학회 동계학술대회, pp.-, 2015.2
  • 이해린, 김혜리, Gizem Okaya, 정문기, 이기광, 이상헌, "스미스 머신을 이용한 스쿼트 동작의 근전도 데이터와 근골격 해석 시스템의 시뮬레이션 결과 데이터 비교", 2014 한국CAD/CAM학회 학술발표회, pp.517-521, 2014.8

Projects

  • 근신경학적 퇴행 지연을 위한 디지털 인체 모델 기반 기반 통합 운동 시스템의 가상 설계 및 시험 프레임웍 개발 연구 (한국연구재단, 2013 ~ 현재)

  • 제품과 인체의 통합 모델을 바탕으로 한 스포츠용품의 가상 설계 및 시험 프레임웍의 개발 (한국연구재단, 2013~현재)
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