'건설 에너지 동향 Construction and Energy News /IT 과학 IT & Science'에 해당되는 글 938건

  1. 2019.06.10 섬뜩한 '호버 슈즈' 타는 법 익히는 2족 보행 로봇 '캐시' VIDEO; Cassie Cal robot can ride hovershoes
  2. 2019.06.03 인공지능 장갑 등장 Learning the signatures of the human grasp using a scalable tactile glove/ 브라운대, 처음 본 글씨 필기하는 AI 로봇개발 VIDEO: THIS CRAFTY ROBOT CAN WRITE IN LANGUAGES IT’S NEVER SEEN BEFORE
  3. 2019.06.02 표준연, 영하 아닌 상온에서 얼음 만드는데 성공
  4. 2019.06.01 세계 최대 지하실험실 그랑사소 연구소..."비밀기지 방불" VIDEO: Gran Sasso Science Institute
  5. 2019.06.01 유해 가스로부터 착용자를 보호하는 새로운 직물 Nanotechnology fabrics that protect against chemical warfare agents
  6. 2019.05.29 시카고 시, 강물 청소용 로봇 '트래쉬봇' 투입 VIDEO:Trashbot test launch on the Chicago River /캐나다 드론 스타트업, 드론 격추 시스템 개발 AerialX unveils intuitive CUAS development
  7. 2019.05.27 지느러미 형태 다리 갖춘 수륙양용 로봇 '아쿠아2' VIDEO: Flipper-legged robot runs, swims, and is ready to hit the bigtime/고압 송전선 점검 로봇 '라인 레인저' 등장 Power line-crawling robot may give drones a run for thei..
  8. 2019.05.24 독도 해양미생물에서 항암효과 지닌 신물질 발견
  9. 2019.05.23 드론을 이용한 기상 예측 VIDEO: Drones could be the future of weather forecasting
  10. 2019.05.22 스탠포드 학생들이 만든 백플립 가능한 강아지 로봇 분양받으세요! VIDEO: Build your own best friend! Students design $3,000 kit robo-dog that can jump, flip and dance and can be reproduced at home

섬뜩한 '호버 슈즈' 타는 법 익히는 2족 보행 로봇 '캐시'


UC 버클리 연구진, ICRA 2019에 논문 제출

바퀴 달린 로봇 vs 다리 달린 로봇. 


   어떤 로봇이 미래 로봇 세상에서 대세로 자리잡을 수 있을까. 이 2개 타입의 로봇을 바라보는 로봇 과학자들의 시선은 상이하다. 다리 달린 로봇 옹호론자들은 언젠가는 로봇이 사람처럼 자유롭게 계단을 오르내리고 울퉁불퉁한 산길도 거침없이 오를 것이라고 생각한다.


하지만 바퀴 달린 로봇 옹호론자들은 다리 달린 로봇이 바퀴 달린 로봇을 속도면에서 따라오지 못한다고 항변한다. 일부 로봇 과학자들은 다리 달린 로봇과 바퀴 달린 로봇 논란에 뛰어들어 한쪽을 지지하기보다는 바퀴와 다리를 결합한 하이브리드 로봇 개발에 나서기도 한다. 


Cassie Cal robot can ride hovershoes/.slashgear.com




Cassie Cal robot can ride hovershoes

Shane McGlaun - Jun 7, 2019, 


There are two basic types of robots that scientists are working on that include legged robots and wheeled robots. The supporters of legged robots say that bots need two legs to go where humans go. Supporters of robots with wheels point out that their bots are much faster, which can be very important is some scenarios. Some are trying to combine the attributes of legged and wheeled robots to get the best of both worlds. Cassie Cal falls into that last group.


The UC Berkeley Hybrid Robotics Lab has been working on teaching a bipedal robot called Cassie Cal to zip around campus wearing a pair of hovershoes. The scientists say that hovershoes are like hoverboards cut in half. The result is a pair of motorized skates with a single wheel.


Controls are similar to those of hoverboards where the rider had to balance and lean forward, backward, left, or right to control their direction. With the addition of a new sensor package to Cassie, the team was able to get Cassie to fly around campus on the hovershoes completely autonomously. Cassis uses Intel RealSense tech for its vSLAM autonomous functionality.


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https://www.slashgear.com/cassie-cal-robot-can-ride-hovershoes-07579658/


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‘IEEE 스펙트럼’에 따르면 UC 버클리 ‘하이브리드 로보틱스 연구소‘는 다리 달린 로봇에게 전동 신발인 ’호버 슈즈(hover shoes)’ 타는 법을 가르치는 방법으로 '바퀴 달린 로봇 vs 다리 달린 로봇'간 우위 논쟁에 색다른 해법을 제시하고 있다. 이런 시도는 UC 버클리가 처음은 아니다. 미시건 대학도 캐시에게 세그웨이를 타는 법을 가르쳤던 적이 있다.


UC 버클리는 세그웨이가 아니라 호버 슈즈에 도전했다. 호버 슈즈는 일종의 전동 스케이트라고 보면 된다. UC 버클리 연구진은 사람이 스케이트를 신고 얼음을 타듯이 다리 달린 로봇에게 ‘호버 슈즈’를 신고 타는 법을 가르쳤다.


Cassie Cal robot can ride hovershoes - SlashGear

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연구진은 오레곤주립대가 처음으로 개발한 2족 보행 로봇인 ‘캐시(Cassie)’를 실험 대상으로 삼았다. 호버 슈즈 타는 법을 익히는 것은 사람에게도 쉽지 않은 일이다. 처음에는 신고 일어서는 것도 어렵다. 숱한 실패를 거쳐야만 겨우 타는 법을 익힐 수 있다. 




연구팀은 캐시에 센서들을 부착해 호버 슈즈위에서 균형을 잡고 실시간 컴퓨터 연산을 통해 자율 주행이 가능하도록 했다. 캐시는 인텔의 리얼 센스를 탑재하고 있고 vSLAM 기능을 구현했다. UC 버클리는 캐시에게 호버 슈즈 타는 법을 가르치고 캠퍼스내에서 자율 주행 테스트를 성공적으로 마쳤다. 이어 지난달 캐나다에서 열린 ICRA 2019에 이번 연구에 관한 논문을 제출했다. 연구팀은 이번 연구에 그치지 않고 앞으로 다리 달린 로봇이 다양한 마이크로 모빌리티 플랫폼을 탈 수 있도록 연구를 지속하겠다는 목표다.


 


  장길수  ksjang@irobotnews.com 로봇신문사

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인공지능 장갑 등장


   인공지능 장갑이 등장했다

기계학습 통해 사람 손처럼 움직여


우리들의 손은 놀라운 기능을 지니고 있다.


특히 놀라운 것은 감각 기능이다. 손에는 감각 뉴런(sensory neurons)이 몰려 있는데 이 뉴런을 통해 크고 작은 자극들을 예민하게 감지해나갈 수 있다.


시각 장애인의 경우 손은 더욱 중요한 역할을 하게 된다. 사물을 만져보는 것은 물론 점자를 해독하고, 정상인들처럼 지식을 습득해가는 매우 중요한 역할을 담당하고 있다. 그리고 최근 과학기술을 통해 이런 손의 기능을 대체할 수 있는 장갑이 개발되고 있다.



Teaser/MIT




 

Learning the signatures of the human grasp using a scalable tactile glove


Abstract

Humans can feel, weigh and grasp diverse objects, and simultaneously infer their material properties while applying the right amount of force—a challenging set of tasks for a modern robot1. Mechanoreceptor networks that provide sensory feedback and enable the dexterity of the human grasp2 remain difficult to replicate in robots. Whereas computer-vision-based robot grasping strategies3,4,5 have progressed substantially with the abundance of visual data and emerging machine-learning tools, there are as yet no equivalent sensing platforms and large-scale datasets with which to probe the use of the tactile information that humans rely on when grasping objects. Studying the mechanics of how humans grasp objects will complement vision-based robotic object handling. Importantly, the inability to record and analyse tactile signals currently limits our understanding of the role of tactile information in the human grasp itself—for example, how tactile maps are used to identify objects and infer their properties is unknown6. Here we use a scalable tactile glove and deep convolutional neural networks to show that sensors uniformly distributed over the hand can be used to identify individual objects, estimate their weight and explore the typical tactile patterns that emerge while grasping objects. The sensor array (548 sensors) is assembled on a knitted glove, and consists of a piezoresistive film connected by a network of conductive thread electrodes that are passively probed. Using a low-cost (about US$10) scalable tactile glove sensor array, we record a large-scale tactile dataset with 135,000 frames, each covering the full hand, while interacting with 26 different objects. This set of interactions with different objects reveals the key correspondences between different regions of a human hand while it is manipulating objects. Insights from the tactile signatures of the human grasp—through the lens of an artificial analogue of the natural mechanoreceptor network—can thus aid the future design of prosthetics7, robot grasping tools and human–robot interactions1,8,9,10.

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1234-z


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사람 손처럼 완벽한 촉감 가능해져 

2일 인터넷 포럼 ‘빅 싱크(Big Think)’는 MIT의 컴퓨터과학‧인공지능연구소(CSAIL)에서 눈을 감은 상태에서 손쉽게 사물을 인식할 수 있는 인공지능 장갑을 개발했다고 보도했다.


지난 주말 ‘네이처’ 지에 게재된 논문 ‘Learning the signatures of the human grasp using a scalable tactile glove’에 따르면 이 장갑은 실제 손의 감각을 모방해 다양한 자극을 감지할 수 있다.


연구를 이끈 CSAIL 수브라마니안 순다람(Subramanian Sundaram) 연구원은 “그동안 사람처럼 접시를 닦는 등 촉각이 예민한 로봇 기능을 연구해왔다”고 말했다.


그리고 “지금 로봇을 제어하는 촉각 피드백(tactile feedback)을 통해 사물을 예민하게 감지하기 시작했다”며, “향후 추가 연구를 통해 사람처럼 완벽한 감각을 지닌 로봇 손을 제작할 수 있을 것”으로 내다봤다.


연구팀은 이 인공지능 장갑을 개발하기 위해 15달러 가격의 신축성 있는 장갑을 사용했다고 밝혔다. 장갑에 사물을 식별할 수 있는 센서를 부착했는데 ‘STAG(scalable tactile glove)’라고 부르고 있다.


사람의 손에는 기계적감각수용기(Mechanoreceptor)가 있어 외부에서 가해지는 다양한 물리적 자극을 촉감 신호로 변환시킨다.


이 손의 능력을 10 단계로 분류했을 때 그동안 개발된 로봇 장갑은 2단계 수준에 머물러 있었다. 연구팀은 디지털 영상과 기계학습 프로그램을 통해 사람처럼 사물을 인지할 수 있는 ‘컴퓨터 영상 로봇(computer-vision-based robot)’을 개발했다고 밝혔다.


그리고 이미지 분석을 통해 이전의 로봇 손과는 다른 광범위한 촉각 정보를 인지할 수 있는 데이터세트(datasets)를 구축했으며, 이를 통해 사람이 사물을 감지할 때 의존하는 촉각 정보를 대체할 수 있었다고 말했다.


    


연구팀은 논문을 통해 “이 로봇 장갑이 영상을 기반으로 한 로봇 손 개발에 시발점이 될 수 있다”며, “향후 추가 연구를 통해 촉각 피드백에 있어 3, 4, 5 단계를 넘어 6, 7단계 기능에 도달할 수 있을 것으로 예상된다”고 말했다.


76% 정확도, 의도대로 움직일 수 있어 

연구팀은 이번 연구에 적용한 기계학습(mechine learning) 프로그램이 ‘콘볼루션 신경망(CNN)’이라고 밝혔다.


심층 신경망(DNN)의 일종으로 영상 분석을 통해 사물의 무게를 추정할 수 있으며, 손으로 만졌을 때 어떤 촉각을 느낄 수 있는지 그 상황을 인식할 수 있다.


실로 만든 신축성 있는 장갑 안에는 548개의 센서가 부착돼 있다. 장갑 표면에는 외부 충격에 반응할 수 있도록 전극이 촘촘하게 배열된 중합체를 코팅해 어떤 자극이 주어졌을 경우 사물의 속성을 파악할 수 있다.


순다람 연구원은 이 STAG 시스템을 ‘촉각으로 읽을 수 있는 지도(tactile maps)’라고 설명했다. 손바닥이 사물을 감지하듯이 사물의 영상을 보고 그 속성을 파악한 후 지도에 입력된 정보에 따라 반응하게 된다는 것.


연구원은 “로봇이 이 장갑을 착용할 경우 사람의 손처럼 서로 다른 영역에서 사물을 감지해 자연스럽게 대응해나갈 수 있다”고 말했다.


특히 “이 STAG 시스템의 영상 식별을 통해 다양한 사물에 접촉하고(touch), 움직이며(move), 집어올리고(pick up), 내려놓으며(put down), 의도적으로 떨어뜨리고(drop), 감촉을 느낄 수 있는(feel) 것이 가능하다”는 것.


 

MIT 인공지능연구소에서 개발한 AI 장갑. 548개의 센서가 부착된 이 장갑은 사물의 영상 분석을 통해 외부로부터 촉감을 분석할 수 있는 능력을 지니고 있다. 현재 76%의 정확도를 보이고 있는데 그 능력을 향상시켜나가고 있는 중이다. ⓒMIT


그는 또 “그동안 콘볼루션 신경망(CNN)에 26개 사물과 관련, 13만 5000 프레임의 촉각 데이터세트를 식별할 수 있는 능력을 확충했다”고 말했다. 그중에는 소다 캔(soda can), 가위, 테니스 볼, 수저, 펜, 머그컵 등이 포함돼 있다.




순다람 연구원은 “실험 결과 76%의 정확도를 보였는데 특히 무게 측정에 있어 60g 정도의 오차를 보였다”고 말했다.


연구원은 현재 또 다른 사물을 대상으로 1만 1600 프레임이 추가로 개발되고 있다며, 이 프레임 속에는 사물의 무게를 더 정확히 분석할 수 있는 시스템이 추가되고 있다고 말했다.


순다람 연구원은 “다른 곳에서도 여러 유형의 로봇 손을 제작해왔으나 센서의 개수는 50개 정도에 불과했다”며 “이번에 개발한 장갑은 548개의 센서가 부착돼 있음에도 불구하고 비용이 매우 적게 들어 불과 10달러 선에서 생산비를 조절할 수 있다”고 말했다.


연구팀은 향후 이 기술을 적용할 경우 촉각 피드백 7단계까지 기능을 향상시켜나갈 수 있다고 말했다. 7단계가 완성될 경우 8, 9, 10 단계 도달도 가능해 실제 사람의 손과 같이 완벽한 촉각 기능을 수행할 수 있는 로봇 손이 탄생할 수 있을 것으로 내다봤다.

이강봉 객원기자 사이언스타임스




브라운대, 처음 본 글씨 필기하는 AI 로봇 개발


일본어 말뭉치로 인공지능 훈련시켜

 

    미 브라운대학 연구진이 이전에 전혀 학습한 경험이 없는 여러 나라 글자를 필기할 수 있는 기술을 개발했다.


과학 및 IT 전문매체인 ‘와이어드’에 따르면 브라운대학 로봇 과학자인 ‘스테파니 텔렉스(Stefanie Tellex)’ 교수팀은 로봇에게 일본어 글자를 쓰는 법을 가르친 후 이를 바탕으로 힌디어, 그리스어, 한국어, 영어 등 한번도 본적이 없는 글자를 그대로 따라 쓸 수 있는 인공지능 로봇 기술을 개발했다. 


ATSUNOBU KOTANI


 

THIS CRAFTY ROBOT CAN WRITE IN LANGUAGES IT’S NEVER SEEN BEFORE


ATSUNOBU KOTANI

AMONG THE MANY things we humans like to lord over the rest of the animal kingdom is our complex language. Sure, other creatures talk to one another, but we’ve got all these wildly complicated written languages with syntax and fun words like defenestrate. This we can also lord over robots, who, in addition to lacking emotion and the ability to not fall on their faces, can’t write novels.




At least not yet. Researchers at Brown University just got a robot to do something as linguistically improbable as it is beautiful: After training to hand-write Japanese characters, the robot then turned around and started to copy words in a slew of other languages it’d never written before, including Hindi, Greek, and English, just by looking at examples of that handwriting. Not only that, it could do English in print and cursive. Oh, and then it copied a drawing of the Mona Lisa on its own for good measure.


Like walking on two legs, handwriting is one of those seemingly simple human charms that is in fact elaborate. When you write a word, you have to know where to put down your pen, how long to draw a line and in which direction, then pick up your pen, sometimes mid-letter (like with a capital A), and know where to put it down again.

https://www.wired.com/story/robot-writing/


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로봇이 글자를 쓰기 위해선 필기 도구를 이용해 어디에서부터 선을 어떤 방향으로 어느 정도의 길이로 써야 하는지를 훈련시켜야 한다. 또 글자 중간에 필기 도구를 들어올려 다음 글자를 쓰기위해 이동하는 법도 가르쳐야 한다.


브라운대학 연구팀이 개발한 학습 시스템은 2개의 모델로 구성되어 있다. '로컬(local)' 모델은 현재 필기 도구가 어떤 위치에서 무슨 일을 하고 있으며, 글씨를 마무리하기 위해 글씨를 쓰는 방향과 필치가 끝나는 부분에 관해 결정한다. 또 ‘글로벌(global)’ 모델은 필기 도구를 이용해 다음 글자를 쓰기 위해 언제 이동하는지를 결정한다.




연구팀은 로봇에게 글씨 쓰는 훈련을 시키기 위해 우선 일본어 말뭉치들을 입력해 훈련시켰다. 일본어 말뭉치와 함께 각 글자들의 필치 구성에 관한 정보를 제공했다. 이처럼 일본어 쓰는 법을 가르친후 연구팀은 화이트보드에 힌디어, 타밀어, 한국어, 영어 등 여러 언어 문화권의 글자를 썼다. 로봇은 이들 글자를 처음봤지만 그대로 따라 썼다. 영어는 필기체, 인쇄체 둘다 가능했다.



연구팀은 로봇의 능력이 어디까지인지를 테스트했다. 화이트보드에 펜으로 모나리자 그림을 스케치해 보여주자 로봇이 그대로 따라 그렸다. 또 연구실을 방문한 어린이들을 대상으로 글씨를 쓰게 한후 그대로 따라하게 했는데 인공지능 로봇이 어린이들의 글씨체를 그대로 흉내냈다. 하지만 연구팀은 이번에 개발된 인공지능 기술은 영어나 한글처럼 오른쪽에서 왼쪽으로 쓰는 문자는 그대로 따라 쓸 수 있지만 아랍어 처럼 오른쪽에서 왼쪽으로 쓰는 문자는 따라하지 못한다고 밝혔다. 




연구팀은 이번 연구가 로봇과 인간의 소통방식에 새로운 가능성을 열어줄 것이라고 말했다.

장길수  ksjang@irobotnews.com 로봇신문사


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영하 아닌 상온에서도 얼음 만든다


고압으로 제어


맛없는 냉동실 보관식품 개선 될 듯

바이오·항공우주서 활용 가능


   한국표준과학연구원(표준연)은 융합물성측정센터 극한연구팀이 물을 1만 기압 이상 압축하는 방식으로 얼음을 만드는 데 성공했다고 30일 밝혔다.


일반적으로 자연에서 관찰되는 얼음은 영하의 온도 조건이 있어야 한다.

액체가 고체로 바뀌는 응고 현상은 온도뿐만 아니라 압력에도 영향을 받는다.


동적 고압을 형성할 수 있는 ‘다이아몬드 앤빌 셀’ ⓒ 한국표준과학연구원


압력만으로 얼음을 얻으려면 대기압 1만 배 이상인 ㎬(기가파스칼) 정도의 초고압이 있어야 한다.

학계에서는 얼음 결정을 온도가 아닌 압력으로 제어할 수 있다면 기존 얼음의 한계를 뛰어넘을 수 있을 것으로 보고 있다.


예컨대 식품의 경우 일반 대기압에서 육류를 얼리면 바늘처럼 뾰족한 육각형 얼음 결정이 발생해 세포와 조직을 손상한다. 냉동실에서 꺼낸 고기의 육질과 맛이 떨어지는 건 이런 이유에서다.




이와는 달리 고압에서 냉동하면 다른 형태의 얼음 결정이 생겨 육질을 보호할 수 있다.


표준연 이윤희·이수형·이근우 책임연구원은 1초당 대기압 500만 배까지 압력을 가할 수 있는 ‘실시간 동적 다이아몬드 앤빌 셀’(anvil cell) 장치를 개발했다.


이를 통해 상온에서 물을 압축해 고압 얼음을 만들었다.

동적인 압력 조작을 통해 3차원 팔면체 얼음을 2차원 날개 모양으로 바꾸기까지 했다.


얼음 결정 성장 형상 변화를 관찰한 이미지 ⓒ 한국표준과학연구원


온도에 구애받지 않고 얼음 크기와 형태를 인위적으로 조절할 수 있게 된 셈이다.

물질 압력·부피·영상·분자 구조 정보까지 동시에 측정할 수 있는 독자적인 기술이라고 표준연은 설명했다.


이윤희 책임연구원은 “고압 냉동기술을 활용하면 식품 맛과 신선도를 유지하는 새로운 형태의 얼음 결정과 냉동공정을 만들 수 있다”며 “다양한 얼음 결정 구조에 활용할 수 있는 만큼 바이오·항공우주 등 응용 분야는 무궁무진할 것”이라고 말했다.


연구팀은 마리아나 해구 같은 고압 저온 심해나 화성 등 극한 환경에서 물·얼음 형태를 예측할 수 있는 수단이 될 수도 있을 것으로 전망했다.




연구는 과학기술정보통신부 지원을 받아 수행했다.

성과를 담은 논문은 지난달 미국 국립과학원회보(PNAS·Proceedings of National Academy of Sciences)에 실렸다.

연합뉴스


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세계 최대 지하실험실 그랑사소 연구소..."비밀기지 방불"


  묵은 이끼가 낀 서늘한 동굴 속, 어른 키 네다섯 배는 되는 철문이 병풍처럼 접히며 열렸다. 이윽고 고개를 젖혀도 끝이 잘 보이지 않을 만치 거대한 실험시설들이 눈앞에 펼쳐졌다. 흡사 영화 속 미래 지하도시를 연상시키는 모습이었다. 이탈리아 반도의 아름다운 산줄기 아래 지하터널로 10㎞ 넘게 달리고 나서야 도착한 ‘그랑사소국립연구소(LNGS)’의 입구다. 한국 기자단은 31일(현지시간) 한국 기초과학연구원(IBS) 방문단과 함께 올해로 35년째를 맞은 그랑사소연구소를 찾았다.


이탈리아핵물리연구소 그랑사소연구소는 이른바 ‘암흑물질(dark matter)’의 정체를 연구 중인 과학계의 세계적 시설이다. 학계는 이 물질이 우주의 약 25%를 차지하는 것으로 추정하고 있지만 어떤 물질인지는 정확하게 규명되지 않았다는 의미에서 암흑물질이라는 이름을 붙였다. 고(故) 이휘소 박사가 제시한 ‘윔프(WIMP)’, 김진의 경희대 교수가 제시한 ‘액시온(Axion)’을 비롯해 최근에는 ‘비활성 중성미자(sterile neutrino)’까지 암흑물질의 유력 후보군으로 꼽힌다. 그랑사소연구소가 깊은 땅속에 건설된 건 이 후보 물질을 검출 혹은 관찰하기 위해 지면에서 나오는 중성자, 하늘에서 쏟아지는 우주입자를 막아야 하기 때문이다.


이탈리아 그랑사소 입자연구 전경 INFN Gran Sasso National Laboratory (LNGS) /INFN LNGS

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그랑사소연구소 내부에서는 암흑물질 후보군들을 관찰하기 위해 세계 최첨단 수준의, 다양한 실험 프로젝트를 진행 중이다. 각각 폭이 가로 100m, 세로 20m, 높이 18m로 이뤄진 실험공간 3개, 그리고 이를 연결하는 우회터널의 면적까지 합치면 총 면적이 18만㎡, 약 5만5000평에 달한다. 지하연구시설로는 세계 최대 규모다. 실제 실험공간 내부 통로 벽면에는 테라모(Teramo)와 라퀼라(L'aquila) 두 도시의 이름이 써 붙어 있었다. 실험공간이 두 도시에 동시에 걸쳐있다는 표시다.




그랑사소연구소는 이탈리아의 국립공원인 그랑사소 산맥 지표면으로부터 1400m 아래에 위치했다. 연구소에 연결된 고속도로 지하터널 천장에는 성인 두셋 정도는 걸어 다닐 수 있을 법한 크기의 파이프가 펼쳐져 있었다. 방문단을 안내한 알마 포미콜라 연구본부장은 “연구소를 가운데 두고 양옆으로 같은 파이프가 연결돼있다”면서 “예상치 못한 사고로 한쪽이 차단되더라도 다른 쪽에서 전력이나 공기순환을 시키려는 시설”이라고 설명했다.


 

이탈리아 그랑사소 입자연구소 내부. Gran Sasso National Laboratory | ACCELER8OR

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윔프 입자를 검출하기 위해 그랑사소연구소는 인공 결정체(크리스탈)를 사용하는 ‘사브르(SABRE)’ 프로젝트를 비롯, 땅속 아르곤 기체를 액화시켜 윔프를 감지하려는 ‘다크사이드(Darkside)’, 냉각 액화된 제논 가스를 사용하는 ‘제논앤톤(XENON-nT)’ 프로젝트 시설 등을 갖추고 있다. 이외 중성미자 이중베타붕괴 현상을 관찰하기 위한 ‘보렉스(BOREX)’, ‘큐피드(CUPID)’ 프로젝트도 진행 중이다. 이러한 다양한 프로젝트에 참여하기 위해 유럽과 미국 등 세계 각지에서 모여 연구소에 상주하는 연구인력만 100여명 규모다.


그랑사소연구소에서 이뤄지는 연구에 얼마나 많은 자원이 투입되는지를 보여주는 게 ‘로만레드(Roman lead)’다. 납으로 된 로마시대 유물을 녹인 것으로 검출 방사능이 매우 낮아 우수한 차폐제로 쓰인다. 일반 납에 비해 구입비용이 수천 배에 달한다. 그랑사소연구소 시설에는 로만레드가 약 6t 쓰였다. 한국 양양의 암흑물질 검출 시설 ‘코사인(COSINE-100)’에는 200㎏ 정도가 보관돼있다. 방문단을 안내한 스테파노 피로 책임연구원은 납으로 된 유물을 가리키며 “지중해 속으로 가라앉은 배 등에서 건져낸 유물”이라면서 “족히 2000년은 넘었다”고 설명했다.


이탈리아 그랑사소 입자연구소 내부. IBS 제공


 이날 함께 그랑사소연구소를 둘러본 김영덕 IBS 지하실험 연구단장은 “이탈리아는 오랜 세월 동안 축적된 기술력이 매우 뛰어난 국가”라면서 “그랑사소연구소는 이 같은 연구역량을 보여주는 좋은 예”라고 말했다. 이어 “국내 연구환경에서 이만큼의 다양한 시설을 갖추기는 어렵겠지만 지금까지 그래왔듯 앞으로도 연구역량을 집중한 양질의 연구로 좋은 결과를 얻어내는 데 노력을 기울이겠다”고 덧붙였다.

그랑사소=공동취재단·동아사이언스 데일리뉴스팀 





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Nanotechnology fabrics that protect against chemical warfare agents

Apr 05, 2019


(Nanowerk News) A new coating for textile fibers shows promise for efficiently capturing toxic industrial chemicals and chemical warfare agents under real-world conditions, including high humidity (Small, "Water-Stable Chemical-Protective Textiles via Euhedral Surface-Oriented 2D Cu–TCPP Metal-Organic Frameworks"). The research could lead to improved masks and personal protective equipment for soldiers and others at risk of exposure.


The fabrics that could protect you from chemical warfare agents/Nano Magazine


 

유해 가스로부터 착용자를 보호하는 새로운 직물 


노스캐롤라이나 주립대학


   노스캐롤라이나 주립대학(North Carolina State University)과 미 육군의 CCDC CBC(Combat Capabilities Development Command Chemical Biological Center)의 연구진은 80%의 상대습도 하에서 수포 작용제(blister agent)를 중화시키는 새로운 기능성 직물을 개발했다. 이 직물은 미국에서 일반적으로 생산되는 산업용 화학 물질인 암모니아 가스를 포획할 수 있었다.


섬유를 위한 이러한 새로운 코팅은 유독 산업용 화학 물질과 화학적 작용제를 효과적으로 포집하는데 유망하다. 이 연구는 노출 위험이 있는 군인 등을 위해서 개선된 마스크 및 개인 보호 장비를 개발하는데 매우 유용할 것이다.




우리는 제 1차 세계 대전에서부터 최근 시리아 민간인에 대한 공격까지 화학적 작용제와 염소 및 겨자 가스로부터 위협을 받고 있다. 그래서 실용적이고 우수한 성능을 가진 보호 장비를 이용해서 유독 가스를 포획하고 화학적으로 분해할 수 있는 방법을 찾아야 한다.


이번 연구진은 마이크로섬유 위에 금속-유기 골격체(metal-organic framework, MOF)를 코팅하는 연구를 수행했다. 이 코팅에는 두 가지 어려움이 존재했다. 첫 번째는 습기가 있는 상태에서 안정성을 유지하면서 유해 화합물을 흡착/흡수로 포집할 수 있는 MOF를 만드는 것이었다. 두 번째는 독성 화학물질을 분해하는데 효과적인 코팅을 수행하는 것이었다.


이번 연구진은 수분에 안정적인 구리 기반의 MOF 박막을 만들었다. MOF는 분말로 이용되는 것이 아니라 섬유 위에 고체 박막으로 증착되었다. 이렇게 함으로써 MOF 분말보다 3배 많은 암모니아 가스를 포획할 수 있었다.


전자 현미경으로 관찰한 결과, 이전에는 보고되지 않았던 독특한 형상(섬유로부터 방사선 성장)을 가진 MOF 결정이 확인되었다. 이러한 정렬은 섬유 표면에 밀집된 코팅을 형성하게 만들었고, 유해 가스에 대한 흡착 성능을 향상시켰다.


이 새로운 MOF로 코팅된 복합재료는 방직용 섬유를 위한 코팅 박막으로 사용될 수 있을 것이다. 또한 이 방법은 센서와 같은 다양한 기능을 가진 스마트 직물을 만드는데 적합할 것이다. 향후 계획은 미 육군 전문가와 협력해서 실제 화학 작용제로 이 신소재를 시험하는 것이 될 것이다. 이 연구결과는 저널 Small에 “Water-Stable Chemical-Protective Textiles via Euhedral Surface-Oriented 2D Cu–TCPP Metal-Organic Frameworks” 라는 제목으로 게재되었다(https://doi.org/10.1002/smll.201805133).


ndsl.kr


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Researchers at North Carolina State University and the U.S. Army’s Combat Capabilities Development Command Chemical Biological Center (CCDC CBC) developed functional textiles that neutralized a blistering agent simulant under conditions of 80 percent relative humidity. The new coating also captured ammonia gas, a commonly produced industrial chemical in the U.S.

textile coatings fabricated with water-stable metal-organic frameworks protect against poison gas


“For more than a century, we’ve had threats from chemical warfare agents, from chlorine and mustard gas in World War I to recent attacks against civilians in Syria,” says Dennis T. Lee, a recent Ph.D. recipient at NC State and lead author of an article about the work. “We need to find ways to capture and chemically break down toxic gases for practical, better-performing protective equipment.”


Researchers worked with metal-organic frameworks (MOFs) – coatings that are synthesized over microfibers. There are two significant challenges. The first lies in creating MOFs that can remain stable in the presence of moisture while holding the hazardous compounds in a thin film, a process known as adsorption/absorption. The second is achieving a coating that’s effective in degrading toxic chemicals.


The team created a water-stable copper (Cu)-based MOF film. Instead of working with a powder source, researchers used a solid film deposited on the fiber, which captured three times more ammonia gas than the same MOF powder.


 

To protect against toxic industrial chemicals and chemical warfare agents, researchers are creating textile coatings using water-stable metal-organic frameworks. (Image: NCSU)


Electron microscope images showed MOFs in crystal formations that grew out radially from the fiber – a distinctive shape that hadn’t been previously reported. The MOFs bonded strongly with the surface of the polypropylene fibers, resisting flaking when handled in the lab and when swept with a nylon brush.


“This alignment formed a dense coating on the fibers, with better integration and adhesion to the surface, and improved adsorptive performance for hazardous gases,” Lee says.




The new MOF-coated composites have potential to be used as a base film in protective textiles, Lee says. The method would also be suitable for use in smart textiles that have multiple functions, such as sensors, he adds.


Future plans call for testing the new materials with real chemical warfare agents, working with U.S. Army experts at the CCDC CBC.

Source: North Carolina State University

https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=52534.php

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시카고 시, 강물 청소용 로봇 '트래쉬봇' 투입


비영리 환경 단체 '어번 리버스' 개발


    올 여름 시카고 강을 거닐고 있는 사람들은 구스 섬 북쪽의 노스 브랜치(North Branch)를 항해하는 소형의 낯선 로봇 선박을 발견할지도 모른다.


시카고에 본사를 둔 환경 비영리 단체인 '어번 리버스(Urban Rivers)'는 강 오염을 막기 위해 원격 제어가 가능한 쓰레기 수거 로봇 '트래시봇(Trashbot)'을 구스 섬(Goose Island) 부근에 투입할 계획이다


In an effort to attack pollution, Urban Rivers, a Chicago-based environmental nonprofit, plans to dispatch a remote-controlled, trash-collecting robot — Trashbot — on the Chicago River’s North Branch, near where the group is helping create wildlife habitat. (Antonio Perez/Chicago Tribune)


 

Meet the remote-controlled, trash-collecting robot you could soon use to help clean the Chicago River

Trashbot test launch on the Chicago River


Javonte AndersonContact Reporter

Chicago Tribune

People strolling along the Chicago River this summer might spot an unfamiliar watercraft navigating the North Branch.


In an effort to attack the river’s pollution, Urban Rivers, a Chicago-based environmental nonprofit, plans to dispatch a remote-controlled, trash-collecting robot — Trashbot — near Goose Island, where the group also is helping create wildlife habitat.


VIDEO:

https://www.chicagotribune.com/news/breaking/116665113-132.html



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시카고 트리뷴에 따르면 트래시봇은 어번 리버스가 5000달러(594만원)의 킥스타터 캠페인과 1만 달러(1188만원)의 오징가 재단(Ozinga Foundation) 보조금을 받아 개발한 로봇이다. 


어번 리버스는 누구든 스마트폰이나 컴퓨터를 통해 원격으로 접속, 제어할 수 있는 웹사이트에 트래시봇을 연동시키는 것을 목표로 하고 있다.


어번 리버스의 공동 설립자인 닉 웨슬리(Nick Wesley)는 "우리는 사람들이 비디오 게임하듯 강을 보호하고 쓰레기를 치우기 바란다”며 "이것이 모두가 강을 보호하는 데 참여할 수 있는 방법"이라고 말했다. 특히 소프트웨어 개발자들과 협력해 사람들이 실시간으로 부동 장치를 제어할 수 있도록 할 것이라고 말했다. 


이 로봇의 활동 범위는 처음에는 구스 섬을 따라 강의 와일드 마일(Wild Mile) 구역으로 제한될 것이다. 이 구역은 어번 리버스가 야생 서식지와 레크리에이션 지역을 만들기 위해 다른 그룹들과 함께 노력해 왔다.


어번 리버스의 트래시봇 첫 가동은 지난 5월 19일 블랙호크 거리 인근 구스 섬 동쪽 노스 브랜치 운하에서 이뤄졌다. 로봇을 강물에 넣기 전에 조립하고 배선하는 데 몇 시간이 걸린 것으로 알려졌다. 사소한 오작동이 일어나기 전에 몇 분 동안 물 속에서 기동할 수 있었다.




기술적인 문제에도 불구하고 웨슬리는 시험운행이 성공적이었다고 평가했다. 강에서 원격으로 제어할 수 있다는 것을 입증했다는 것이다. 웨슬리는 “트래시봇은 도시의 강을 야생동물 보호구역으로 바꾸는 어번 리버스 임무의 연장선상에 있다”고 설명한다.


어반 리버스에 따르면 2017년 6월 최초의 부유식 정원을 설치한 후 많은 쓰레기가 강을 오염시키는 것이 발견됐다. 잔해들은 쓰레기는 물론 빈 물병과 음료수 병, 과자 봉지, 플라스틱 가방, 컵 등 다양했다. 


사실 처음에는 자원 봉사자들이 직접 쓰레기를 수거하려고 노력했다. 청소원들을 카약을 태워 보냈다. 하지만 언제나 더 많은 쓰레기가 쌓였다. 웨슬리는 "우리는 일상적으로 쓰레기를 수거하는 방법이 필요하다는 것을 깨달았고, 그 결과 트래시봇이 탄생했다”고 말했다.


일부에서는 무작위의 사람들이 로봇에 접근하는 것을 허용하는 것에 대해 우려하고 있다. 이에 대해 웨슬리는 “누군가 그것을 이용할 가능성은 항상 있지만 그것이 새로운 시도를 하지 않을 이유는 되지 않는다”며 "어반 리버스는 문제가 발생하면 적응하고 문제를 해결할 것"이라고 전했다.

김지영  robot3@irobotnews.com

로봇신문사





캐나다 드론 스타트업, 드론 격추 시스템 개발


'에어리얼X' 앤티드론 시스템 '드론블릿'

미사일과 쿼드콥터 드론 혼합 형태


   테러 분자들이 드론에 미사일이나 폭발물을 탑재해 정부 기관이나 민간인 시설을 공격하는 급박한 상황이 발생하면 어떻게 해야할까. 재빨리 상황을 파악해 드론이 목표 지점에 가는 것을 차단하고 공중에서 분쇄시키는 작전이 필요하다.


'디지털 트렌즈' 등 매체에 따르면 캐나다 드론 스타트업 ‘에어리얼X(AerialX)'는 테러분자들이나 게릴라 부대들이 드론을 이용해 주요 기간 시설을 파괴하려는 급박한 상황에서 드론을 공중에서 격추할 수 있는 앤티 드론(anti-drone) 시스템인 ’드론 블릿(DroneBullet)’을 개발했다.


AerialX is finalising development of the DroneBullet: an intuitive hit-to-kill CUAS system. (AerialX)


 

AerialX unveils intuitive CUAS development

Robin Hughes, London - Jane's Missiles & Rockets

23 May 2019


AerialX is finalising the development of DroneBullet: an intuitive, high-speed multi-rotor kinetic energy interceptor solution designed to counter small multirotor and fixed-wing unmanned aerial system (UAS) threats.


In development for the past 18 months, DroneBullet is effectively "a hybrid between a missile and a quadcopter", Noam Kenig, Chief Executive of Vancour, Canada-based AerialX told Jane's . "It's more like a missile in terms of its design, flight behaviour, and exceptional approach speed to the target, particularly from above. However, it also has the capability, because it is multi-rotor, to do things that a missile cannot do: stop, land, attack from above, or below, change position, etc; lots of other things that we cannot do in a missile. It doesn't fly like a normal quadcopter, it flies in a hybrid, high-speed mode," he added.

https://www.janes.com/article/88754/aerialx-unveils-intuitive-cuas-development


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이 드론은 쿼드콥터 드론에 미사일 형태를 합친 하이브리드형 제품이다. 지상에서 운영자가 목표 지점을 정하면 해당 드론을 향해 비행한 후 목표물을 분쇄한다. 무게는 910g이며 최대 시속 350km의 속도로 목표물을 향해 날아갈 수 있다. 비행 거리는 4km이내다. 



드론블릿 내부에는 카메라와 인공지능 기술을 탑재한 네트워크 기반의 부품이 들어가 있다.레이더, 비전시스템 등과 연동해 자율 비행이 가능하다. 운영자가 목표물을 설정하면 최적의 궤적과 비행 경로를 계산한다. 드론블릿은 내부에 폭발물을 장착하고 있지 않다. 날아가는 속도로 목표물에 충격을 줘 무력화시키는 방식이다. 내구성이 튼튼한 재료로 만들어졌기 때문에 1차 공격 이후 시스템을 재조정해 2차 공격을 감행할 수도 있다.



장길수  ksjang@irobotnews.com 로봇신문사


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지느러미 형태 다리 갖춘 수륙양용 로봇 '아쿠아2'


인디펜던트 로보틱스 공급


   지느러미 형태의 다리를 갖고 있는 수륙양용 로봇이 등장했다.

'뉴아틀라스'에 따르면 '인디펜던트 로보틱스(Independent Robotics)'는 조만간 지느러미 기반의 아쿠아2(Aqua2)를 상용화할 예정이다. 


아쿠아2는 2013년 캐나다 맥길대학(McGill University)과 미국 펜실베니아 대학(University of Pennsylvania)의 협력으로 디자인된 렉스(RHex)의 후속 버전으로 인디펜던트는 맥길의 스핀오프 회사이다. 


 

The hexapod Aqua2, on the exhibit hall floor of ICRA 2019(Credit: Ben Coxworth/New Atlas)


 

Flipper-legged robot runs, swims, and is ready to hit the bigtime

ROBOTICS

Ben Coxworth May 24th, 2019


Back in 2013, we heard about an all-terrain walking robot known as RHex. Designed in a collaboration between McGill University and the University of Pennsylvania, it used six flipper-like legs to scamper around. Now, its successor is taking to the briny depths.




Called the Aqua2, the new robot is soon to be commercially manufactured by McGill spinoff company Independent Robotics.


It builds upon a previously-developed one-off aquatic version of Rhex, moving both across land and underwater. The robot has been tested to a depth of 36.5 m (120 ft), where it can operate either autonomously or by optical-tethered remote control.


 

https://newatlas.com/aqua2-amphibious-robot/59822


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일회용 수생(水生)식 RHex를 기반으로 육지와 수중에서 모두 이동 가능하도록 개발됐다. 36.5m 깊이에서 테스트되었으며 여기에서 자율적으로 혹은 광학 테더(tether) 원격제어로 작동할 수 있다.


가능한 응용 분야로는 해양 환경 모니터링이 있다. 보트 대신 해안에서 발사되고, 물속으로 들어가고, 산호초 위를 헤엄치고, 다시 걸어 나갈 수 있다. 기록된 데이터는 온보드 카메라와 센서에서 수집된다.


알루미늄 바디를 갖고 있으며 무게가 16.5kg이다. 교환이 가능한 28.8-V/7.2-Ah 리튬 이온 배터리는 8시간 충전으로 5시간 동안 작동할 수 있다. 


최근 캐나다 몬트리올에서 열린 2019년 국제로보틱스 자동화 컨퍼런스(ICRA)에서 선보인 시제품에는 6개의 이중 목적 합성물 다리가 있었지만, 수중에서만 사용될 경우 수영 효율이 더 높은 비닐/철강 스프링 오리발로 대체할 수 있다. 특히 물속은 전통적으로 원격제어 수중 로봇(ROV)이 가야할 곳보다 더 친환경적이어야 하는 장소이기 때문이다.


인디펜던트 로보틱스의 이안 카르프(Ian Karp)는 “대부분의 ROV는 프로펠러를 가지고 있는데 이는 매우 크고 파괴적이며 너무 가까이 가면 해양 생물에게 훨씬 더 위험하다”고 언급하고 "우리의 플리퍼 기반 메커니즘은 훨씬 더 조용하고, 해양 생물에게도 훨씬 더 안전하다”고 강조했다.


인디펜던트 로보틱스는 지난 몇 년 동안 로봇 연구 커뮤니티에 아쿠아2를 제공해왔으며 현재 더 광범위한 목적을 위해 로봇들을 생산할 계획이다. 가격은 11만 달러(1억 3000만원)에서 시작한다. 


김지영  robot3@irobotnews.com 로봇신문사




고압 송전선 점검 로봇 '라인 레인저' 등장


캐나다 '하이드로 퀘벡', 'ICRA 2019'에서 발표


     드론이 고압 송전선 검사에 활용되고 있는 가운데 캐나다의 공공 유틸리티 업체인 '하이드로 퀘벡(Hydro-Quebec)'이 '라인레인저(LineRanger)'라는 더 향상된 대안을 개발했다.


'뉴아틀라스'에 따르면 하이드로 퀘벡은 최근 캐나다 몬트리올에서 열린 '2019 로봇공학 및 자동화 국제 컨퍼런스(ICRA:International Conference on Robotics and Automation)'에서 라인레인저 시제품을 선보였다.


The LineRanger robot, on display at ICRA 2019(Credit: Ben Coxworth/New Atlas)


 

Power line-crawling robot may give drones a run for their money

ROBOTICS

Ben Coxworth

May 24th, 2019


Amongst many other things, aerial drones are now being used to inspect high-voltage power transmission lines. Canada's Hydro-Quebec public utility company, however, has developed what could be a better alternative … the LineRanger robot.

https://newatlas.com/lineranger-power-line-inspection-robot/59818


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50kg의 이 장치는 초고압 735킬로볼트 송전선로를 케이블로 감아 배터리 구동 고무롤러로 잡아당길 수 있도록 설계됐다. 지상에 있는 인간 운영자에 의해 원격으로 제어된 후 선들을 따라 움직이며 커플러나 절연체와 같은 장애물을 쉽게 넘어간다.


이렇게 하면 실시간 비디오가 온보드 HD 카메라에서 사용자에게 전송되어 라인을 육안으로 검사할 수 있다. 또 부식이나 열점을 감지하거나 전원 라인 스플라이스의 전도성을 측정하는 센서를 로봇에 장착할 수도 있다.


라인레인저는 멀티콥터 드론과는 달리 공중에 있는 상태로 에너지를 소비할 필요가 없으며, 결과적으로 배터리팩 1회 충전으로 수km의 전력선을 검사하는 데 사용할 수 있다. 


newatlas.com

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장점은 또 있다. 하이드로 퀘벡/IREQ 연구원인 알랭 크로토(Alain Croteau)는 "이 디자인의 주요 포인트 중 하나는 사용하기 쉽다는 것"이라며 “기본적으로 밀거나 당기거나 자유도가 거의 없어 로봇공학에 특별한 지식이 없는 사람들도 사용할 수 있다”고 강조한다.




라인레인저는 이미 설계자가 검사를 수행하는 데 성공적으로 사용되었으며 곧 일반 용도로 사용할 수 있기를 기대하고 있다.

김지영  robot3@irobotnews.com 로봇신문사


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KIOST 독도연구팀, 

국제 학술지에 연구결과 게재 및 국제특허 출원 


   해양수산부(장관 문성혁)와 한국해양과학기술원(원장 김웅서)은 독도 주변해역 퇴적토에 사는 해양미생물에서 항암효과가 있는 3종의 신물질을 발견하고, ‘독도리피드(Dokdolipids A-C)’로 명명하였다고 밝혔다.


한국해양과학기술원의 신희재 박사가 이끄는 연구팀은 2006년부터 추진된 ‘독도 지속가능 이용 연구사업(연구책임자 박찬홍 박사)’의 일환으로 이번 연구를 진행하였으며, ‘독도리피드’가 6종의 암*에 대해 항암활성을 보유하고 있음을 밝혀냈다. ‘독도리피드’는 람노리피드(Rhamnolipids) 계열의 생물계면활성제**(Biosurfactant)이다.

* 대장암, 위암, 폐암, 신장암, 전립선암, 유방암

** 샴푸· 치약· 화장품 등에 활용되는 화학물질로, 최근 합성계면활성제의 위험이 부각되어 생물이 생산하며 부작용이 없는 천연계면활성제가 부각되고 있음


독도 신물질 분리과정 및 구조


생물계면활성제는 석유의 부산물에서 얻어지는 일반적인 계면활성제와는 달리 친환경적이며, 화장품, 식품, 가정용품 및 의약품 등에 다양하게 활용되고 있다.


한국해양과학기술원은 이번에 발견한 신물질인 ‘독도리피드’의 활용가능성과 상용화 등에 대해 지속적으로 연구를 추진할 계획이다. 



 

이번 연구결과는 세계적인 권위의 해양의약분야 학술지인 ‘마린 드럭스(Marine Drugs)’에 게재(2019. 4. 20)되었으며, 국내특허(2019. 1. 28) 및 국제특허(PCT) 출원(2019. 3. 8)도 완료되었다.


이번 ‘독도리피드’ 발견 및 국제학술지 게재는 전 세계에 독도를 널리 알릴 수 있는 계기가 될 것으로 기대된다. 또한, ‘독도리피드’가 향후 천연계면활성제 개발 등에 활용될 경우 산업적 측면에서도 큰 가치가 있을 것으로 전망된다.


박찬홍 한국해양과학기술원 동해연구소장은 “독도에는 1만 2천여 종의 다양한 해양미생물이 존재하고 있는 만큼, 앞으로도 독도의 해양미생물로부터 질병 치료효과가 있는 신물질에 대한 연구를 지속적으로 진행할 계획이다.”라고 말했다. 

해수부

케이콘텐츠



 
 
 
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Drones could be the future of weather forecasting

Tamara Dietrich Contact Reporter


Meteorology professor and drone researcher Phillip Chilson has a vision, and it goes something like this:


A network of 30-foot mesonet towers is stationed throughout the country to sample air pressure, temperature, humidity, wind speed and direction. There’s also a complementary network of ground stations, both autonomous and manned.


 

A CopterSonde begins its ascent to collect pre-storm measurements of the atmosphere as part of a study in drone use in meteorology. (William Doyle / HANDOUT)


 

드론을 이용한 기상 예측 


필립 칠슨(Phillip Chilson) 의 비전


    기상학 교수이자 드론 연구가인 필립 칠슨(Phillip Chilson)의 비전은 다음과 같다. 전국에 약 9 m(30 피트) 높이의 측정망을 통해 기압, 온도, 풍속 및 풍향 표본을 확보하는 것이다. 이 측정망과 연동하여 상호 보완하는 유인 및 무인 지상국도 설치된다.  


매 한 시간 혹은 두 시간에 한 번씩 지상국은 상공 1.6 km까지 드론을 날려 지구의 활동적이고 매우 복잡하지만 현재 기술로는 쉽게 연구할 수 없는 경계층의 상황을 측정한다. 이 측정은 낮은 고도에서 대기의 수직 특성을 파악하는데 도움을 준다. 수집된 데이터는 지상국으로 전송되어 예보 컴퓨터 모델에 입력된다.


드론이 접근하는 폭풍이나 위협적인 난기류를 탐지하면 더 많은 드론이 출동하여 지능적인 드론 비행군을 형성한 후 계속해서 컴퓨터 모델에 데이터를 전송하면서 대기의 해당 지역을 조사하고 더 많은 데이터를 수집하는 최선의 방법을 위해 서로 위치를 조정한다. 


더 작고, 1회용으로 사용할 수 있는 드론을 폭풍 속으로 투하한 후 제어를 통해 비행하면서 결국 기능을 다할 때까지 더 많은 데이터를 수집할 수 있다.




이 모든 측정값들은 연구용 항공기, 기상 관측 기구, 인공위성 등으로 수집한 다른 데이터와 통합되어 기상학자들이 더 풍부하고 더 정확한 위협적인 날씨를 전체적으로 판단하고 그 경로에 있는 사람들에게 최선의 대응책을 제공할 수 있다.


이와 같은 비전이 실현되기까지 얼마나 걸릴까? 오클라호마 대학에서 드론을 기상학에 사용하는 첨단 연구를 수행한 칠슨은 너무 낙관하지 않으면서 신중한 입장으로 아직은 시간이 좀 걸릴 것이라고 말한다. 많은 기회가 있다고 말한 칠슨은 어려운 문제를 어떻게 해결할 것인가를 찾는 일만 남았다고 덧붙였다. 


무인항공시스템(unmanned aerial systems, UAS)은 토네이도, 허리케인 및 기타 악천후에 대한 더 많은 것을 탐지하고 예측 및 추적하는 유망한 가능성을 보여준다. 이 기상 데이터는 농작물 관리를 향상시키는데 사용될 수 있고 소방관이 산불의 바람 패턴의 변화를 감지하여 피해를 줄이는 용도로 사용할 수도 있다. 그리고 2시간이 걸리는 장거리 드론 배송을 원할 경우, 지상과 근접한 기후 조건을 아는 것이 중요하다. 


미국 항공우주국(NASA) 랭리(Langley) 지부는 자동 기상 측정뿐만 아니라 드론 배송을 도울 수 있는 인구 밀집 지역에서 드론을 안전하게 비행하기 위해 수년간 노력해 왔다.


새롭게 설립된 지능비행기술을 위한 자율 연구소(Autonomy Lab for Intelligent Flight Technology, ALIFT)가 실험 환경을 제공할 것이다. 여기에는 장거리 자율 통합 비행 테스트를 위한 도시 환경(City Environment for Range Testing of Autonomous Integrated Navigation, CERTAIN)도 포함된다. ​




기상학에서는 드론이 중요한 데이터 격차를 해결해 줄 것이다. 기상 기구에서 라디오존데(Radiosonde) 측정기는 매일 두 번씩 상층 대기를 향해 발사되지만 경계층에 머무는 시간을 1분 정도에 그친다. 인공위성이 바람, 구름 상층부, 폭풍의 위치, 해수면 온도 등의 데이터를 제공하지만 저층 대기의 표본 수집 능력은 크게 떨어진다.


국립과학아카데미(National Academy of Sciences, NAS), 국립연구위원회(National Research Council, NRC), 국립과학재단(National Science Foundation, NSF) 및 국립대기연구센터(National Center for Atmospheric Research, NCAR)는 경계층에 대한 더 좋은 데이터를 요구하고 있다. 하지만 어디서 이런 데이터를 측정할 것인지는 언급하지 않고 있다. 그 데이터를 구하는 방법을 찾는 책임이 우리에게 있다고 칠슨은 말했다.


칠슨은 드론 연구를 시작하기 전까지 지상을 기반으로 하는 레이더와 소더(sodar) 기술을 습득해 왔다. 하지만 여전히 장애물은 남아 있다. 예를 들면, 연방항공국(Federal Aviation Administration, FAA)는 시야를 벗어나는 고도 혹은 인구 밀집 지역 상공에 대한 비행을 금지하고 있다. 그러나 FAA는 연구를 위한 예외를 허용하고 있어 오클라호마 대학과 켄터키, 네브래스카 대학이 협력한 600만 달러가 투입되는 4년짜리 프로젝트를 통해 UAS를 사용하는 기상학 연구를 진행하고 있다. 

ndsl.kr

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Every hour or two, stations launch drones that fly up a mile or so to take measurements inside the Earth’s energetic and extremely complex boundary layer — a region not easily studied using current technologies. This helps build a vertical profile of the lower atmosphere.


That data is fed back to the ground stations, then ingested into forecast computer models.


When a drone sniffs out an approaching storm or some threatening disturbance, more vehicles will launch — an intelligent swarm of drones that coordinate with each other on how best to interrogate that region of the atmosphere, gathering more data, still feeding the models.




Smaller, expendable winged drones are dropped into the gathering storm, flying around in a controlled manner to collect even more samples before they’re ultimately destroyed.


And all those measurements, combined with others taken by research aircraft, weather balloons or Earth-observing satellites, give meteorologists a fuller and more accurate picture of a weather threat, and people in its path the information they need to best respond to it.


 

Phillip Chilson of the University of Oklahoma will discuss the future of drones in weather forecasting at the Virginia Air & Space Center.- Original Credit: University of Oklahoma- Original Source: University of Oklahoma (Phillip Chilson / HANDOUT)


How long before this vision could become reality?


“I’m trying to think how to say this without letting myself get too excited and make a false claim,” said Chilson. “It is going to take a while.”


Chilson has been doing cutting-edge research into drone use for meteorology at the University of Oklahoma for years. But unmanned aerial systems, or UAS, show promise in more than detecting, forecasting and tracking tornadoes, hurricanes or other severe weather.




Their atmospheric data could be used by agri-businesses for better crop management, for instance, or to help firefighters detect shifts in the wind patterns of wildfires and keep out of harm’s way.


And, if consumers ever expect to have two-hour drone delivery one day, it’s vital to know weather conditions close to the surface.


“There are a lot of opportunities,” said Chilson. “We just have to figure out how to grab the tiger by the tail and hang on.”


Chilson is set to talk about the potential for drones in meteorology at a free public presentation 7:30 p.m. Tuesday at the Virginia Air & Space Center, 600 Settlers Landing Road, in downtown Hampton.


His appearance is part of the monthly Sigma lecture series sponsored by NASA Langley Research Center.


Melody Avery, a research scientist at NASA Langley, recommended Chilson for the series.


“His pioneering work with UAS represents an important emerging technology for tackling the tough problem of getting enough weather data in the lower-most atmosphere, near the Earth’s surface,” Avery said.


His topic is especially timely, she said, because April is Earth Month.


NASA Langley has been working for years to make drone flight safer, not only for automated weather measurements but over populated areas, which would help enable consumer drone deliveries.


Its new Autonomy Lab for Intelligent Flight Technology, or ALIFT, serves as one test bed, and its test ranges include the City Environment for Range Testing of Autonomous Integrated Navigation, or CERTAIN.




In meteorology, drones would fill an important data gap, said Chilson.


Radiosonde instruments launch on weather balloons into the upper atmosphere twice a day, he said, but spend only about a minute in the boundary layer.


And satellites offer data on winds, cloud tops, the location of storms and sea surface temperatures, but have no great capacity for sampling the lower atmosphere.


The National Academy of Sciences, the National Research Council, the National Science Foundation and the National Center for Atmospheric Research are clamoring for better data of the boundary layer, he said.


“They’re not saying how these measurements should be obtained,” said Chilson. “They just say we definitely need these data, we put the charge to the research community to come up with a technology to get them.”


 

Staff engineer William Doyle and Ph.D. students Antonio Segales and Gustavo Hupsel Britto de Azevedo make late-night repairs to one of the drones in the Oklahoma University UAV fleet.- Original Credit: Tyler Bell- Original Source: Phillip Chilson (Tyler Bell / HANDOUT)


Chilson spent years on ground-based meteorology technologies, from radar to sodar, before landing on drones.


Hurdles still remain — the Federal Aviation Administration is cautious about allowing drones to fly too high or beyond line of sight or over populated areas, for instance.




But the FAA does offer waivers for research, and his university partnered with Oklahoma State University and the universities of Kentucky and Nebraska on a $6 million, four-year project to develop ways for meteorologists to use UAS.


“They’re kind of stretching their wings a little bit and going outside of their comfort zone, but in very regulated airspaces,” Chilson of the FAA.


Oklahoma, Kentucky and New York already have mesonet towers distributed across their states that he says could serve as models for a national network.


“Who knows what might evolve in the next five years,” Chilson said. “But right now I’m hanging a lot of hope on getting much more measurements of our lower atmosphere using this technology. We are very much in the pioneering stages of figuring out how we can take this to the next level.”


 CIRS Medical 'Phantoms' on NASA Space Mission


https://www.dailypress.com/news/science/dp-nws-drones-weather-sigma-20190403-story.html

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Build your own best friend! Students design $3,000 kit robo-dog that can jump, flip and dance and can be reproduced at home


 

Dubbed 'Stanford Doggo'  the robot dog can jump, flips, trot and even dance 

Its smart motor senses pressure and applies the right amount of force to its legs 

Doggo's creators have made all the data to make your own robo-dog free online 

The students are also creating a bigger 'robo-wolf' twice the size of Doggo


 

스탠포드 학생들이 만든 백플립 가능한 강아지 로봇 분양받으세요!


가격은 3천불


  춤추고, 뒤집고, 점프할 수 있는 강아지 로봇.

스탠포드 공대의 학생 팀에 의해 만들어졌고, 그들은 사람들에게 그들만의 강아지를 만들도록 권장하고 있다. 


이 로봇 독은 위치를 벗어나면 감지하고 '가상 스프링'을 사용하여 정밀하게 직립으로 튀어 오른다. 




그것은 누구에 의해 복제되는 것을 목표로 만들어졌고 팀은 사람들이 그들만의 로봇을 만들도록 격려하기 위해 온라인에 그들의 디자인과 청사진을 올렸다.


스탠포드 도고(doggo) 프로젝트 기트허브 블로그에서 학생들은 자신들을 스탠포드 학생 로봇공학 클럽의 학부생과 대학원생이며 클럽의 '익스트림 모빌리티 팀'의 일부라고 설명한다. 


학생들은 '우리는 다리가 달린 로봇을 지난 1년 반 동안 연구해왔다.


'우리의 최신 로봇인 스탠포드 도고는 걷고, 걷고, 걷고, 발음하고, 뛰어놀 수 있는 신발 상자 크기의 4중형 로봇이다.'


황기철 콘페이퍼 에디터 큐레이터

Ki Cheol Hwang, conpaper editor, curator


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By YUAN REN FOR MAILONLINE

PUBLISHED: 10:48 BST, 21 May 2019 | UPDATED: 13:40 BST, 21 May 2019

A robotic dog that can dance, do flips and jump has been created by a team of students - and they are encouraging people to build their own. 




The robo-dog senses when it is out of position and uses 'virtual springs' to pop upright with precision. 


It has been created with the goal of being reproduced by anyone and the team has published their designs and blueprints online to encourage people to make their own robots.      


 

Students from Stanford University robot club have created a dog-like robot (pictured) that can do all the tricks your furry friend can - and more


Doggo's creators wanted to share their joy so much they have made the plans, code and a supply list all freely available on GitHub, a specialist platform for developers to share computer code.  


On the Stanford Doggo Project Github blog, the students describe themselves as undergraduate and graduate students in the Stanford Student Robotics club and part of the club's 'Extreme Mobility team'. 


The students wrote: 'We have been working on legged robots for the last year and a half.




'Our latest robot, Stanford Doggo, is a shoebox-sized quadruped robot that can walk, trot, pronk, and jump around.'


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https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-7052747/Build-best-friend-Students-design-3-000-kit-robo-dog-jump-flip-dance.html


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