침입자 탐지용 인공 유동감지모의 응답 모델링 (Responses of Artificial Flow-Sensitive Hair for Raider Detection via Bio-Inspiration)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 34권 / 4호 / 355 ~ 364페이지
· 저자명 : 박병규, 이준식

초록

주위 매질의 움직임에 반응하는 섬유상 감지모는 대부분의 생물체에 존재하여 침입자를 감지하는 역할을 한다. 이 기능을 모방한 인공 감지모의 가능한 작동영역 및 응답특성을 파악하기 위하여 인공유동센서의 수학 모델에 대한 매개변수 해석을 수행하고, 각 변수들의 영향을 고찰하였다. 진동성분을 갖는 복합 공기 유동장에서 감지모의 길이 및 직경이 기계적인 감도와 주파수 응답을 결정하는 주요 인자인 것으로 나타났다. 감지모의 길이에 따라 각속도, 각속도, 각가속도를 감지할 수 있는 주파수 영역이 달라질 수 있는 것으로 나타났다. 또한 항력 및 가상 질량에 의한 토크가 매우 작지만 감지모의 움직임에 매우 큰 영향을 나타냈다. 감지모의 길이 및 직경이 증가함에 따라 공진 주파수는 감소하는 것으로 나타났다.

영어초록

Filiform hairs that respond to movements of the surrounding medium are the mechanoreceptors commonly found in arthropods and vertebrates. In these creatures, the filiform hairs function as a sensory system for raider detection. Parametric analyses of the motion response of filiform hairs are conducted by using a mathematical model of an artificial flow sensor to understand the possible operating ranges of a microfabricated device. It is found that the length and diameter of the sensory hair are the major parameters that determine the mechanical sensitivities and responses in a mean flow with an oscillating component. By changing the hair length, the angular displacement, velocity, and acceleration could be detected in a wide range of frequencies. Although the torques due to drag and virtual mass are very small, they are also very influential factors on the hair motion. The resonance frequency of the hair decreases as the length and diameter of the hair increase.

참고자료

· 없음