..PAGE:1패턴 인식 원리(vision system)..PAGE:2목 차안구의 구조와 시각의 원리광학기초이론 및 굴절시각의 교정스캐너(2차원과 3차원)영상기기를 이용한 이미지 합성기술패턴인식을 통한 형상특징 인식기술Artificial Vision System..PAGE:3Ⅰ. 안구의 구조와 시각의 원리▣ 안구(eye ball)의 구조Lens : 수정체Retina : 망막Pupil : 동 공Cornea : 각 막Iris : 홍 체Ciliary Body : 모양체Lens capsule : 수정체 낭Sclera : 공막Lamina cribrosa : 사상판Optic Nerve : 시신경Central retinal artery and vein : 중심망막 동맥 및 정맥Macula : 황반Conjunctiva : 결막안구는 크게 안구(eye ball)과 안부속기(accessory organ)으로 나뉘며 각막과 공막의 수직축을 안축(geometric axis)라 하며 성인의 경우 이 길이는 평균 24mm이다...PAGE:4Ⅰ. 안구의 구조와 시각의 원리▣ 시로(visual pathway)시로(visual pathway) :망막에서 후두엽에 이르는 시각전달의 경로를 말한다. 외계물체에서 눈에 오는 광선은 각막, 전방, 수정체, 초자체를 통과, 굴절되어 망막에 도달하며 중심와에 선명한 상을 만듦으로써 비로소 물체를 인식할 수 있다.양쪽눈에서 나온 시신경은 두개강내에서 서로 만나 시신경교차를 이루며 시신경교차를 지난 시신경섬유는 양쪽 시색을 이루어 외슬상체에 이른다. 시방선은 외슬상체에서 시작하여 후두엽 내면까지 이르러 끝난다.LE, RE : 좌안, 우안Retina : 망막Optic Nerve : 시신경Optic tract : 시색Optic chiasm : 시신경교차Lateral geniculate body : 외슬상체Superior … : 상구 및 전개부..PAGE:5Ⅰ. 안구의 구조와 시각의 원리▣ 안구의 기능시력(visual activity) :물체의 존재 및 형태를 인식하는 능력으로 시력은 물체의 상이 망막의 중심와에 맺어질 때 가장 예민하므로 이를 중심시력이라 하고 망막주변으로 갈수록 저하되는데 이를 주변시력이라 한다. 일반적으로 중심시력을 시력이라 한다.시력 = 가시최소역(min. visible) + 분리최소역(min. separable) + 가독최소역(min. legible)가시최소역 = 망막의 광선에 대한 최소 감도분리최소역 = 떨어진 두 점의 간격을 인식할 수 있는 최소량가독최소역 = 읽고 판단할 수 있는 문자 또는 형태의 최소 크기시각(visual angle)시력은 망막에 맺힌 상의 크기에 따라 결정되는데 이 상의 크기는 물체의 크기와 거리에 따라 달라지므로 눈에 보이는 물체의 크기를 시각이라고 한다. 이것은 두 점에서 안구의 결점으로 그은 두 직선이 만드는 각도이며 이에 의해 망막에 맺히는 물체의 크기가 결정된다. 고로 시력은 시각의 역수로 표현된다. 황반의 추체의 직경은 1.5㎛이므로 두 점은 최소 1.5㎛이상 떨어져 있어야 한다.시야(visible field)눈으로 한 점을 주시하고 있을 때 그 눈이 볼 수 있는 외계의 범위를 시야라 한다. 이러한 주변시로서 외계의 물체를 발견하고 그 상호위치관계를 파악할 수 있으므로 중심시에 못지않게 중요하다. 망막에서 시피질에 이르는 시신경섬유는 일정한 위치로 배열되어 있으므로 신경섬유의 경과 중 일어나는 병변은 신경부위의 시각전달을 방해하여 시야에 일정한 변화를 일으킨다.정상인은 5㎜ 직경의 흰색원을 330㎜ 거리에서 측정하였을 때 상측 55도, 내측 60도, 하측 65도, 외측 95도의 시야를 가진다.광각(Light Sense) : 광을 느끼는 기능으로 광선의 유무를 판단하며 광선의 강도와 차이를 구별하는 기능으로 황반부와 주변부의 기능에 좌우된다.색각(visible color) : 가시광선을 구별하는 기능으로 망막의 추체의 기능에 속한다...PAGE:6외계에서 눈에 들어오는 광선은 각막, 전방, 수정체, 초자체를 통과, 굴절되어 망막에 도달하며 중심와에 선명한 상을 만듦으로써 물체를 인식한다. 이러한 원리는 사진기, 복사기, 스캐너 등 다양한 광학적 기기들에 이용되므로 이에 대한 간단한 이론을 살펴보자.Ⅱ. 광학 기초이론 및 굴절평면에서 광선의 반사와 굴절Sin i/Sin r = n (n은 매질의 굴절율)구면에서의 제1주초점(first principal focus)과 제 2주(second principal focus) 초점..PAGE:7외계에서 눈에 들어오는 광선은 각막, 전방, 수정체, 초자체를 통과, 굴절되어 망막에 도달하며 중심와에 선명한 상을 만듦으로써 물체를 인식한다. 이러한 원리는 사진기, 복사기, 스캐너 등 다양한 광학적 기기들에 이용되므로 이에 대한 간단한 이론을 살펴보자.Ⅱ. 광학 기초이론 및 굴절구면렌즈에서 광선의 굴절굴절력(Diopter, D)은 초점거리(m)의 역수오목렌즈에는 (-), 몰록렌즈에는 (+) 부호사진기의 구조..PAGE:8안경렌즈안전요건 : 충격과 긁힌에 강할 것사용성 : 외관이 아름답고(칼라렌즈), 가벼울 것 등안경처방 : 눈의 굴절상태를 정확히 파악하고 보정할 것일상의 생활 및 업무에 지장을 주지 않을 것콘택트 렌즈안전요건 : 쉽게 찢어지지 않을 것사용성 : 안경보다 편리하나 장시간 사용의 문제 해결 안됨콘택트렌즈 처방 : 고도의 굴절이상일 경우 효과 크다사람의 체질에 영향을 받는다인공수정체제조 : 정확하고 고도의 품질 요구, 유해한 부분이 없어야 한다.적절한 소독과 안조직을 상하지 않게하는 렌즈 모양후발증 치료장애에 유의안전한 재료 개발 및 수술법의 보완 등이 필요Ⅲ. 시각의 교정라식(Laser Associated Stromal Insitu Keratomileusis) 수술 : 굴절상태를 바꾸기 위해 각막을 변형하는 수술ICL 또는 Artisan 렌즈, Nubita 렌즈 삽입술 : 인공수정체와 같은 개념으로 수정체와 홍채 사이에 안내렌즈를 삽입하는 수술이 외에도 많은 시력교정 기술들이 개발되어 있으나 내용과는 적합하지 않으므로 생략합니다. ^^;..PAGE:9사람의 눈과 손을 통해 하던 문서복사는 감광형 복사기가 개발되어 보급됨으로서 사람의 영역을 떠나게 되었다. 최근에는 스캐너를 이용한 칼라복사 방식이 일반적으로 사용되고 있으며 공학적으로는 컴퓨터를 이용한 3차원 형상인식 기술이 태동하게 되었다.2차원과 3차원 스캐너에 대해서 알아보자.Ⅳ. 스캐너현재 유통되는 대부분의 스캐너 이미지 센서는 CCD(Charge Coupled Device) 라는 소자를 이용한 것이다. 이 소자는 소자 양극단에 구성된 전극에 전압을 걸어준 상태에서 빛을 쪼여주면 쪼여준 빛의 양에 비례하는 전하가 충전되므로 충전된 전하량(이것은 전압으로 변환된다)을 알면 그 소자(pixel 이라 한다)가 받은 빛의 양을 알 수가 있다.스캐너는 이런 소자를 일렬로 나열한 스트립형태의 센서를 사용하는데 pixel의 갯수가 많을 수록 해상도가 높은 스캐너이다. 예를 들어 2720 dpi 의 해상도는 1 인치의 폭 속에 2720개의 소자가 이웃하여 정렬하고 있다(1차원 array 센서라고도 한다).소자가 빛의 세기를 읽어서 컴퓨터로 전달하는 과정에서 아날로그 신호인 전압을 디지탈 신호로 변환을 하여야 하는데 이 과정에서 AD 컨버터라는 것이 사용된다. 컨버터는 전압 '0' 에서 부터 지정된 최고 전압까지를 일정한 간격으로 나누어 수치로 변환하는 역할을 한다. 여기서 전압 '0'은 필름에서는 어두운 부분에 해당하며 최고전압은 밝은 부분에 해당한다.
Introduction of Bio-Chip Research문의 : 011-288-1923CONTENTS1. 머리말 ……………………………….03 2. 서론 ………………………………….08 3. Bio Chip 의 정의 및 분류 …………10 4. Bio Chip 의 종류 ……………………11 4.1) DNA Chip ……………………………………11 4.2) Protein Chip ……………………………….15 4.3) LOC (Lab on a Chip) ……………………… 18 5.기술의 응용 분야 …………………..18 5.1) DNA Chip 응용 분야 ………………………. 21 5.2) Protein Chip 응용 분야 ……………………22 5.3) LOC (Lab on a Chip) 응용 분야 ……………23 6. 기술 개발 동향 ………………… …. 25 6.1) DNA Chip 기술 개발 동향 ………………….25 6.1.1 DNA Chip 제작 방법 ………………… 26 6.1.2 DNA 고정화 기술 ………………………28 6.2) Protein Chip 기술 개발 동향 …………….. 29 6.2.1 분석 기술 ……………………………… 29 6.2.2 단백질 칩 분석 방법 …………………...30 6.3) LOC 기술 개발 동향 …………………………32 6.3.1 Sample 전처리 공정 …………………32 6.3.2 Micro PCR ……………………………. 32 7. Reference ……..…………………….35-1-1. 머 리 말미래 전략 사업 [KISIT : 한국 과학 기술 정보 연구원]21 세기 ◂ 정보 통신 기술이 주도하는 정보화 사회 ◂ 노인 인구가 전체 구성 인구의 상당 비율을 차지 하는 고령화 사회 ◂ 환경 문제가 경제 활동의 주요 제약으로 등장하는 친 환경 중심의 사회투입 주도형→ 혁신 주도형 국가적 차원의 새로운 적응 전략이 필요핵심 정보 분석을 통한 국가 전략 산업 고도화 지원체제 구축사업 ◅ I T (Information Technology) – 텔레 메틱스련된 제약 산업의 확대. ◃ Bio Chip 기술을 이용한 대량 검색 분야. ◃ Bio Sensor 를 포함한 질병 진단 기술 분야.태동기 의 시장 (기초 연구 절실히 필요)◃ 이중 단백질 칩 및 뉴런 칩에 대한 연구. - 주변 환경 조건에 따른 생체 분자의 비 활성화. ◃ 분자 생물학/뇌 과학/생물 공학/전자 공학 등 보다 총체적이고 다양한 기술의 접목.국/내외 생명 공학 분야(생명 공학 특성) ◃ 생명 공학에 관련 된 산업에 있어서는 모방이 불가능. ◃ 자신 만의 고유한 기술력이 있어야 미래 첨단 기술 산업의 경쟁에서 생존. ( 시 장 ) ◃ 미국 내 실리콘 밸리 의 연구추세가 바이오 산업으로 전환. ◃ 국내 : - 정보 통신 분야에서의 입지를 다진 국내 기술력을 바탕으로 바이오 칩 분야에서 세계적인 기술을 개발할 수 있는 가능성을 내포. - 정보 기술 인프라를 기반으로 관련 기술을 축적.-8-3. Bio Chip 의 정의 및 분류생물 분자들을 기판 위에서 구현하는 방식에 따른 분류Micro-array chipLOC (Lab-on-a-chip) Microfluidics chip수천 혹은 수 만개 이상의 DNA 나 단백질 같은 생물 분자를 Spot 크기가 200㎛ 이하로 일정 간격을 이루어 배열 시켜 부착해서 만든다. 생물 분자가 부착된 칩에 분석 대상 물질을 처리하여 그 결합 양식을 분석할 수 있는 바이오 칩으로, 부착하는 생물 분자에 따라, DNA 칩, 단백질 칩, 세포칩, glyco chip 등으로 분류MEMS (Micro-Electro-Mechanical-System)을 이용하여 칩 위에 미세 유체(Microfluidic channels)을 만들어 생물 및 화학 시료를 가지고 시료의 분리 및 정제, 혼합, 반응, 세척, 검출 등 다양한 작업을 하나의 칩 위에 할 수 있게 만든 것이다. 그 결과 칩 하나가 하나의 실험실 형태가 되게 한다는 의미에서 Lab on a chip 이라 칭한다.-9-4. Bio Chip 의 종류[1] DNA Chip수요 : 유전hip 의 종류자료 : Current Opinion in Chemical Biology-14-단백질의 구조[ 단백질의 종류 ] - 20개의 천연 아미노산으로 구성 [ 단백질의 구조 ] 1차 구조 - 아미노산 서열. (펩티드 결합, peptide bond) 2차 구조 - α helix β sheet structure. (수소결함, hydraulic bond) 3차 구조 - 3차원 수소결합 → 소수성 (nonpolar amino acids), 친수성 (uncharged polar amino acids) 4차 구조 - 2개 이상의 polypeptide → 염기 서열이 4차 구조를 결정.-15-일반적으로 다수일반적으로 한 유전자 당 한 군데작용점정립된 기술 없음.PCR 기술 정립.증폭예측 힘듬.( Sequence , homology , 3차 구조 등 인자 많음)Sequence 에 따라 결정활성 예측습도 유지 필수건조 상태도 무관저 장3차 구조 중요Denature 되어도 무관기능 상태단백질 마다 다름.일정, 안정구조단백질 chipDNA chipDNA Chip 과 단백질 Chip 의 특성 비교단백질의 특성단백질 칩은 Micro Array chip 이라는 관점에서는 DNA chip 과 비슷하지만, 단백질이 가지는 물리 화학적 특성 때문에 DNA chip 과는 여러 다른 특성들을 가지고 있다. 단백질의 경우 조건에 따라 변성(denaturation), 불활성(inactivation), 혹은 분해 (degradation) 등이 야기될 수 있다.-16-[3] LOC (Lab on a chip)배경 : 기존의 DNA assay 나 immunoassay 기술로는 Post Genome 시대의 엄청난 양으로 쏟아져 나오는 유전 정보 나 단백질 정보에 대처할 수 없어, 보다 혁신적인 방법이 개발 되어야 하는 요구가 증대 되고 있다. 이러한 요구를 충족 시키기 위해서 개발된 것이 LOC 이다. 기존의 생물 및 생명 공학 기술이 고가의 Macro scale 의 장비들을 요구 하였다면, LOProteomics 연구 분야진단 및 바이오 센서 분야단백질 Chip : 1. 단백질의 발현 및 기능 연구 2. 단백질의 상호 작용 연구 3. Proteomics 연구 분야 4. 신약 개발 분야, 5. 질병의 진단 및 biomarker 발굴등의 진단분야단백질의 기능을 연구하는 분야 : ■ 세포 또는 조직 등을 구성하는 Proteome 을 대상으로 해서 대량으로, 그리고 단백질의 상대적인 양을 훼손하지 않고 분석. ■ 단백질 상호 작용을 분석.■ 암, AIDS, 그리고 인체 질병의 조기 진단이나, 질병의 원인 규명에 효율적으로 활용될 전망. ■ 질병의 특이 단백질(biomarker)의 존재 여부를 분석 – 질병을 조기에 진단.신약 기술 개발 분야■ 암HST(High Throughput Screening) System 구축. 특정 생체 분자와 특이적으로 작용하는 후보 물질을 대량으로 신속하게 탐색.-21-[3] LOC 의 응용 분야Lab on a Chip 응용 분야DNA chip 이나 단백질 칩과 같이 생물학, 화학 같은 과학 분야 뿐만 아니라. 의약, 제약, 식품, 화장품, 환경, 식품산업 등 다양한 산업에서 활용될 것이다. [ 장점] Chip 하나에서 분리, 검출이 이루어지기 때문에 진단 및 환경 / 식품 모니터링용 센서 등으로 활용성이 크다. 휴대가 쉽고, 현장에서 시료를 분석 할 수 있다.신약 개발 분야■ Lab on a Chip 에서 미량의 유체를 손쉽게 다룰 수 있어서 시료의 전처리, 반응, 미 반응물의 제거, 시간에 따른 약리 효과의 측정, 약물이나 효소의 농도에 따른 효과 측정 등이 소량으로 가능.신약 탐색을 위한 Lab on a chip-22-진단 및 바이오 센서 분야■ 암, AIDS 등의 질병 진단, 유전자의 돌연 변이 검색 등을 수행 할 수 있어, 의료 진단 분야에서 획기적인 변화를 일으킬 것으로 예상되고 있음. ■ Lab on a chip 으로 만든 바이오 센서의 경우 사용의 편이성이 중요한 요인이 된다. ■ MEMS 기술을 이용한 Lab o2 단백질 chip 기술 개발 동향[단백질 칩과 관련된 기술] ① 단백질 Array 기술 ② chip 위에 일어난 반응의 정도를 정략적으로 검하고 비교하는 분석 기술.[ Protein chip 기술 5단계 ]6.2.1분석 기술SurfacesCapture MoleculesDetectionDiagnostics ProteomicsProtein Purification Peptides□ PCR (Polymerase Chain Reaction) - 극미량의 특정 유전자를 증폭 하여 분석하는 방법. - 단백질의 양을 증폭 : 현재의 기술로는 불가능. - 극소량의 특정 단백질을 검출, 정량하기 위한 정밀도가 높은 새로운 분석 장치 필요.-28-□ MALDI-TOF-MS (Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization Time Of Flight Mass Spectrometry) - 단백질 같이 분자량이 큰 시료와 Matrixs 를 혼합하고 여기에 레이저를 조사하여 이온화 시킨 후, 이온화 된 단백질 을 MS 에 통과 시켜 검출기 까지 도달하는 시간(Time of Flight) 을 측정하여 분자량을 얻는 방법. □ SELDI-TOF-MS - 생체 시료를 단백질 칩 상에서 특별한 레이블 단계가 필요 없이 직접 분리, 검출 분석이 가능.6.2.2 단백질 칩 분석 방법SELDI-TOF MS 방식을 사용한 단백질 칩 분석-29-MALDI-TOF MS 방식 원리□ MALDI-TOF-MS [ 반응과정 ] 매트릭스 와 고분자를 적합한 용매에 혼합 진공조건 → 결정화 펄스 레이져 방사 → 시료에 약한 이온화 전자장 속에서 이온가속 비행시간측정 → 질량분석-30-6.3 LOC 기술 개발 동향시료의 분리, 정제, 혼합, Assay 등 다양한 작업이 하나의 chip 안에서 이루어지는 chip 위의 실험실(Lab On a Chip) 이란 의미 . Microfluidics 와 관련된 MEMS 기술을 기존의 분석 기술에 접목시켜서 수 nano-liter 에 해당하는 적은
로봇 청소기 기술분석[ 목 차 ]1. Robot Overview 1-1 로봇의 분류 (1) 서비스 로봇의 정의 2. 청소용 로봇 구성 3. 청소용 로봇 경쟁사 동향 3-1 System 비교 3-2 메커니즘 및 구조분석 4. 주행 Test(기능/성능 분석) 4-1 Test 결과1. Robot Overview1-1) 로봇의 분류 : 지능형 로봇에 대한 과학기술계의 관심집중 ⇒거대 산업으로 성장예측 국가 10대 차세대 성장동력 사업선정 지능형 로봇개발 사업참여 : 일본(세계 1위), 미국, 유럽 Robot 3대 핵심기술 : ① 지능기술 (IT) ② 제어기술 ③ 부품기술서비스 로봇극한작업 로봇- 애완용로봇 - 청소용로봇 - 경비로봇 - 교사로봇의료로봇 안내로봇- 재난국조로봇 - 원전로봇용접로봇 핸들링로봇 도장로봇- 농업로봇 - 어업로봇 - 건설용로봇지능형 로봇서비스 로봇산업용 로봇전문 로봇개인용 로봇제조업용비 제조업용1) 서비스 로봇의 정의 : IFR ( International Federation of Robotics) : 인간 또는 설비에 유용한 서비스를 제공하기 위해 부분적 또는 완전히 자율적으로 동작하는 지능형 로봇. 분 류 : Human Service Robot : 사람에게 정보를 전달해 주고 감성적인 대화가 가능한 로봇 (개인용 로봇, 교육용 로봇, 오락용 로봇, 감성 로봇) Home Service Robot : 가정에서 사람을 대신하여 작업해 주는 로봇 (청소용 로봇, 경비 로봇, 가정관리 로봇, 애완동물 관리 로봇)2. 청소용 로봇 구성흡 진 부 : 공기를 흡입하면서 바닥의 먼지를 집진 할 수 있도록 하는 장치 센 서 부 : 장애물 검출/주행거리 측정 할 수 있는 장치 구 동 부 : 전방/후방의 바퀴에 구동력을 전달하는 장치(타이밍 벨트 사용) 송/수신부 : data 를 안테나를 통해 송출하고 수신된 신호를 제어부로 전송하는 장치 배 터 리 : 외부 충전 장치와 결합 및 분리가능(배터리 충전량 검출) 검출된 충전량 설정된 하한 레벨에 도달하면 충전요청 신호 발생 제 어 부 : 송수신부 신호 처리 및 각 요소 제어 배터리 충전량 일정범위 내로 유지 구동력 제어/센서 제어/흡진 Power 제어제어부센서부송/수신부배터리구동부흡진부청소용 로봇3. 청소용 로봇 경쟁사 동향보급형 로봇 청소기 개발 MIT 인공지능연구소 벤쳐회사 정찰용로봇 : 팩봇(아프가니스탄 전쟁)(1) 범퍼 센서 탑재 (2) 먼지센서 탑재(Stasis) (3) 가상벽 인식기능 (4) 자동 충전 시스템미 화 : $ 279.99 원 화 : 598,000Roomba [i-Robot]원 화 : 548,000원 화: 1,490,000미 화: $ 1799.0 원 화: 2,380,000가 격국내 기술력, 저가형 청소형 로봇개발 기능/성능 : Trilobite + Roomba 기능/성능 평가 : 일반적으로 떨어짐.(1) 다양한 청소 Mode (2) 장애물 회피/압력감지 센서 탑제 (3) 급속충전 및 최대 사용시간 (4) 흡입 모터 + Roll 모터 채택국내 벤쳐 업체2세대 출시('05) Gyro 센서탑재(Dead space 축소)(1) 자이로 센서 탑재 (2) 100W 흡입모터 채택 (3) 미세먼지 검출(0.3μm) (4) 자동운전 시스템(29 센서)국내 업체1997년 영국 시제품 발표 초음파 센서에 의해 사물인식/공간인식 현, 100여개 국 에서 판매(1) 자동운전 시스템 (2) 장애물 회피 고감도 센서탑재 (3) 자동 충전 시스템 (4) 90W 흡입모터 채택Trilobite 2.0 [Electrolux]비 고 (R D)특 징Model목3-1) System 비교 :1. Roll 회전에 의해 dust 집진 2. 입자가 큰 dust 모음(Roll 회전) 3. 작은 dust 입자 흡입 구조 4. dust filter에 의한 공기 정화 5. Wall following/ spin 알고리즘Roomba [i-Robot]1. Roll 회전에 의해 dust 집진 2. 입자가 큰 dust 모음(Roll 회전) 3. 작은 dust 입자 흡입 구조 4. dust filter에 의한 공기 정화구동 메카니즘국내 업체1. Roll brush - Main dust 흡입 2. 2차 미세먼지 100W 흡입모터 집진 3. Hepa filter에 의해 공기 정화 4. 자이로 센서 탑재에 의한 메트릭스 주행 5. 다양한 주행방식/예약기능국내 업체1. Roll 회전에 의해 dust 집진 2. 입자가 큰 dust 모음(Roll 회전) 3. 작은 dust 입자 진공흡입 4. dust filter에 의한 공기 정화 5. Wall following/ spin 알고리즘Trilobite 2.0 [Electrolux]Model목바닥감지 센서Side BrushMain Brush미세먼지 흡입구Home base stationRoller전면부 : 충돌방지 센서 추락방지 센서헤파필터 Roll Brush 진공 집진부3-2) 메커니즘 및 구조분석 :Trilobite 2.0국내 업체WHEEL MOTORCONTROL PCB분해도흡입 모터WHEEL 구조청소 후 필터상태FilterDustDust Roller실리콘 Rubber분해도WHEEL공압부Dust filter전면 충돌/추락 방지 센서WHEEL 구조WHEEL MOTOR흡입 모터Roomba국내 업체Wheel 구조Control PCBWHEEL MOTOR감속기벨트 구동Battery case충돌방지/추락방지 센서부분해도Corner brushMain brushSilicon brush분해도충돌방지 센서자기장 센서Brush MOTOR흡입 모터WHEEL 구조Corner brush 모터4. 주행 Test : 기능/성능 분석(1) 청소 메커니즘 : trilobite + Roomba (2) 평지청소 능력 비교적 우수 (3) 장애물 주행 못함(구동 메커니즘 떨어짐)(1) 4 model 중 청소능력 가장 우수(평지/장애물 청소) (2) 자동 home base 회귀모드 수동 조작 (3) 주행능력(장애물/평지) 비교적 우수 (4) 오염지역 집중 청소기능 우수(압전센서 탑재)(1) 29개 센서(자이로 센서 포함) 탑재 (2) 주행능력/장애물 회피기능 비교적 우수 (3) 자동 home base 회귀 모드 없음(수동 충전) (4) 센서위치 높음(하단 장애물 회피 못함)(1) 4 Model 중 주행능력/장애물 회피기능 가장 뛰어남 (2) 예약기능/자동 Home base 회귀 모드 안정적임 (3) 요철이 있는 장애물청소/무거운 Dust 청소력 약함. - 카펫 청소기능 가장 뛰어남성능 분석Roomba [i-Robot]비 고i-Clebo [유진 Robotics]Roboking [LG Elec.]Trilobite 2.0 [Electrolux]Model목Test Area : 2m X 2m Test Time / 1 Mode : 10 Min (Total mode : 3~4 mode)Brush 구조주행 능력(평지/장애물) : 구동 메커니즘/센서기능청소 능력 : 흡진 메커니즘(모터)/구동 메커니즘- 평지 장애물 회피 주행 능력 : ① Trilobite 2.0 ② 국내 업체 1 ③ Roomba ④ 국내 업체 2 - 장애물 주행 능력 : ① Trilobite 2.0 ② 국내 업체 1 = Roomba ③ 국내 업체 2- 평지 청소능력 : ① Roomba = 국내 업체 2 ② 국내 업체 1 ③ Trilobite 2.0 - 장애물 청소능력 : ① Roomba ② 국내 업체 1 ③ Trilobite 2.0 ④ 국내 업체 2 (fail)4-1) Test 결과 :{nameOfApplication=Show}
MEDICAL2004. 06. 15CONTENTS1. 외과 의 정의 ………………….……………. 02 1.1) 외과 의 분류 ……………………………………… 02 1.2) 외과 수술용 도구 (I, ii, iii, iV] ……………………………………03 2. 의료용 금속 재료 ……………………… 04 2.1) 생체 금속 재료 ……………………………………… 02 2.2) 티타늄 합금 재료 [I, II] ……………………………………03 2.3) 티타늄 응용 분야 ……………………………………03 2.4) 티타늄 제조 공정……………………………………03 3. 수술의 종류와 치료 기기 ……………………………………………… 13 3.1) 정형 외과 ……………………………………………… 13 3.2) 치과용 임플란트 ………………………………………… 16 3.3) 안과 …………………………………………………… 19 3.4) LASER 수술………………………………………………21 3.5) Ultrasound Image System…………………………… 25 3.6) PET (Position Emission Tomography)……………… 28 3.7) Gammer Camera……………………………………… 31 3.8) PACS (Picture Archiving Communication System) …………………………………………………………… 33 4. 미래의 수술 ………………………………. 35-1-1. 외과의 정의[1.1] 외과의 분류-2-외과 란 “손(Kheur)과 일(ergon)” 이라는 뜻의 2가지 말로 이루어진 그리스 어. ▶ 수술로 질병을 치료하는 의술 또는 의학. ▶ 외과의 역사는 수술의 역사와 중복.여성의 생식기 계통을 대상으로 하는 외과.산부 인과선천성 기형/두 경부 종양두 경부 외과눈과 그 부속기 의 질환을 대상안과신생아 외과/소아의 외과 질환소아 외과귀와 코의 그 부속기의 질환을 대상.이비인후과비뇨 생식계 종양/뇨로 폐색증/결석비뇨기과 / 부인과선천성 기형/관절/골 종양정형 외과두부 손상/뇌종양 사용. - 체강을 넓히는데 사용.이비인후과 : 귀, 코 구멍의 시야 확보. - 체강 내 조직 절취. - 귀속의 이물질 제거. - 편도 수술에 사용.[1.2] 수술용 도구 III-5-Cutter : 뼈 조직을 절단하고, 긁는데 사용.Dressing : dressing 시 약솜 or 거즈를 잡는데 사용.TC Tip inserted : Tungsten Carbide Tip 이 부착되어 내마모성을 높임Tissue : 조직을 미끄러지지 않도록 잡을 때 새용.Micro : 안과 신경외과 등 미세 수술에 사용.Biopsy Punches : 조직을 절취하여 검진을 목적으로 사용.-6-[1.2] 수술용 사용 예혈관 수술 (동정맥 문합술)도구 사용 예편도선 절제 수술 시 사용 도구[1.2] 수술용 도구 IV-7-검진대 : - 환자의 안정적이고 기능적 측면 고려. - 구동원 전동식/유압식조 명 : - 고성능 수은구, 밝은 불빛과 지속력. - 적외선 살균 . - 손쉬운 사용법과 폭 넓은 이용.수술대 : 전동/유압식 다양한 자세 제공. - 수축장치/ 광 증폭 장치.2. 의료용 금속 재료[2.1] 생체 금속 재료-8-생체 재료 : - 의약품을 제외한 인공, 천연 또는 그들의 복합 재료. - 인체의 조직이나 기관의 기능을 치료, 보강, 대치 또는 회복 시킬 수 있는 물질. - 친화성 또는 생체 적합성을 가진 것.Biomaterial골절고정장치인공관절 대체물다공성 코팅 임플란트치과용 임플란트형상기억 임플란트-9-일반 외과용 / 정형 외과용 / 신경 외과용 / 산부인과 용 / 이비인후과 용 / 성형 외과용 / 흉부외과 용[2.1.1] 외과용 수술 도구[2.1.2] 생체 금속 재료의 종류-10-STS 316CP Ti(F67)Ti-6Al-4V (F136)Wrought Co-Ni-Cr-Mo (F562)Wrought Co-Cr-W-Ni (F90)Thermo-Mechanical Co-Cr-Mo (F799)Cast Co-Cr-Mo (F75)STS 316LTi – Based AlloysCo – Bas70 ℃ , 조밀 육방 격자 (HCP) 2. 변태점 : 882 ℃ (조밀 육방 격자 ↔ 면심 육방 격자) 3. 열전도율 , 전기 전도율이 낮다.1. 가볍고 강하며 내식성 우수하다. 2. 고온 강도 우수 (Creep 강도 우수) 하다. 3. 내열성이 500 ℃ 에서 Stainless steel 보다 우수하다. 4. O2, N2, C 가 고용되면 경화되어 가공성이 저하된다.1. 화학적 반응성이 강하지만 내식성 우수하다. 2. 산화 피막 형성으로 내식성을 가진다. 3. 공기 중에서 가열하면 O2, N2 를 흡수하여 표면 경화되어 가공성이 저하된다.-13-[2.2] 티타늄 합금 재료 II[ 합금 조성 ] ▶ 일반적으로 사용되고 있는 Ti 합금은 ① CP Ti (Commercial purity Ti, ASTM F67) ② Ti – 6Al – 4V 합금 (ASTM F136) ▶ CP Ti (Commercial purity Ti, ASTM F67) - 티타늄 함량이 98.9 ~ 99.6 % 를 차지하는 거의 순수한 Ti 으로, 산소의 함량이 항복 강도와 피로 강도에 중요한 효과를 미친다. - 산소 함량이 0.18 % (1등급) : 항복 강도 170MPa , 산소 함량이 0.40 % (4등급) : 485MPa 로 증가 . - 산소 함량이 0.085 % : 107 Cycle 에서 피로 한계가 88.2MPa , 산소 함량이 0.27 % : 216MPa 된다. ▶ Ti – 6Al – 4V 합금 (ASTM F136) - Al 은 α 상(HCP)을 안정화 시키고, V는 β 상(BCC)을 안정화 시키는 역할을 한다.영구적인 내 부식성이 있으며, 유지 보수가 거의 필요하지 않고 재활용이 가능.[2.3] 티타늄의 응용 분야-14-Aerospace : - 항공기 가스터빈엔진, 최신 기종 제트엔진. (약 20-30% 티타늄합금 소재) - 항공기 구조의 전분야`Sports Equipment : - 티타늄 골프 샤프트, - 테니스 라켓 프레임, - 당구 큐 프레임, 야구 배트 - 자전거 프레임 al : 티타늄 합금[3.1] 정형 외과 II[3.2] 치과용 임플란트-18-치아가 상실된 경우 임플란트를 상용하여 골 유합 을 시켜 치아를 대치함. 주로 티타늄과 티타늄 합금을 사용.-19-[3.3] 안과[특 징] 1. VSS (Variable Spot Scanning) 방식 : 다양한 모양과 크기의 레이져 빔 조사. 2. Active 3-D Eye Tracker : 3차원 자동 안구 추적 장치 장착. 3. Wave-Scan Wave-front System : 정확한 각막 모형 측정.VISX 사의 STAR S4 SYSTEM[장점] 1. VSS (Variable Spot Scanning) 방식으로 다양한 크기의 레이져 빔 조사로 보다 깨끗하고 평평하게 각막을 연마 할 수 있다. 2. 각막을 얇게 조사하고 조사 부위와 조사되지 않은 Transition zone 을 부드럽게 함으로 수술 후 발생하는 후유증을 최대한 줄일 수 있다. 3. 난시 시력 교정 및 고도 근시 시력 교정에 많이 이용되고 있다.VSS (Variable Spot Scanning) 방식Active 3-D Eye Tracker-20-[3-3-1] 인공 수정체 삽입 수술안구의 공막 부위 절개 점탄 물질(Healon) 주입.혼탁 해진 수정체 핵 초음파를 이용하여 제거.수정체 낭 의 윗부분 절제수정체 낭 안에 인공 수정체 삽입.인공 수정체 삽입을 위한 원 상태 복귀.-21-[3.4] Laser 수술LASER : “ Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation “ ( 복사선의 유도 방출에 의한 빛의 증폭 )█ Laser 의 특징 ▶ 한가지 파장으로 된 빛으로 단색성(Monochromatic)을 갖는다. ▶ 아무리 멀더라도 빛의 세기가 거의 줄어 들지 않는 지향성 (Directional) 을 갖는다. ▶ 에너지의 집중도 가 뛰어나다. (태양 빛을 모으면 종이나 나무를 태울 수 있지만, 레이져 빔을 모으면 금속을 자르고 핵 융합까지 가능.) ▶ 종류에 따수술하는 초 미세 로봇 등장.1990년대 : 기계 산업 육성 방향 “ 고속화” 2000년대 : 고속화 → 정밀도 [ NANO 기반 기술 배경.]▶ 나노 기술을 응용한 인공 감각 기관 ; ( 인공 피부, 뼈, 눈, 코, 혀, 귀와 같은 신체 감각 기관 개발. ) ▶ 생체 기능을 미세 영역 까지 모방. ▶ 생체 조직 재생 기술. (인공 피부, 인공 뼈) + 생체 분자 설계 / 자기 조합 기술. ▶ 나노 의료 머신. ▶ DNA Chip, Micro fluidic 기반의 LOC (Lab on a Chip) 분야. ▶ 약물 전달 System ( DDS )기술 배경기술 응용-26-NANO 의료 분야“ 사람의 혈관의 두께 : 통상 50nm 정도이다. 혈관보다 작은 로봇 - 암 환자의 몸 속에 들어가 혈관을 누비며 지뢰를 탐지하듯 암세포를 찾고 암 덩어리를 궤멸시키면서 정상 세포로 대체하는 수술을 진행한다.” 독일 일메나우공대 팀 : – 성냥개비 절반 크기 (카메라, 송곳 등 의료 장비 장착) 혈관 구석구석을 볼 수 있을 뿐 아니라, 혈관 벽에 달라 붙어 있는 지방 분도 제거 할 수 있는 기능 보유. 스웨덴 린코핑 대학의 에드윈 야거 박사 팀 – 세포를 한 곳에서 다른 곳으로 옮기고 박테리아를 잡아낼 수 있는 기능. 나노 기술을 접목한 의료 분야 ▶ 특정 단백질 합성에 필요한 나노 입자, 감염 후 항체 형성 과정을 알려줄 바이오 센서 나노 탐침을 이용한 암과 심장병, 순환계 질환의 조기 경보와 치료 체계 구축. ▶ 나노 기술을 접목함으로써 혈관 두께 보다 작은 50nm 이하의 미세한 입자를 응용한 약물 전달 시스템. – 메세한 입자에 약을 넣어 혈관에 투입, 암세포만을 선택적으로 공격한다는 개념. 이준근 KIST 미래 기술 연구 본부장 : 탄소 분자인 플라넨(C60) 약을 운반하는 마이크로 캡슐이 오는 2010년 상용화 돼 약물 전달 시장의 20% 이상을 차지 할 것으로 예상. 고분자의 표면에 특정 세포만을 인식하는 항체 등을 붙이면 이것도 가능. 미래의 약 : 일종의 스마