보고서 정보
주관연구기관 |
연세대학교 Yonsei University |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2014-05 |
과제시작연도 |
2013 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO201500003963 |
과제고유번호 |
1711005101 |
사업명 |
중견연구자지원 |
DB 구축일자 |
2015-05-23
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키워드 |
물리적 소리특성.심리음향학적 소리특성.역학적 특성.청각적 감성 평가.인지역치 총음압.직물 소리의 가청거리.청각적 위장 성능.무소음 전투복 직물 전문가 시스템.무소음 전투복 직물.Physical Sound Properties.Psychoacoustic Properties.Mechanical Properties.Auditory Sensibility Test.Just Noticeable SPL.Audible Distance.Auditory Camouflage.Expert System for Soundless Textiles.Soundless Textiles for Combat Uniform.
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201500003963 |
초록
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연구의 목적 및 내용
청각적 위장 성능이 부여된 무소음 전투복 직물 전문가 시스템 개발
1차년도: 전투복 직물의 청각적 위장 성능에 영향을 미치는 주요 변인 도출
2차년도: 4세대 직물소리시뮬레이터 개발 및 전투복 소리의 무소음 조건을 위한 역학적 특성 각각의 역치(thresholds) 도출
3차년도: 무소음 지향 전투복 직물의 가공조건에 따른 전투복 프로토타입 제작과 청각적 무소음 전투복 직물 전문가 시스템 개발
연구결과
1차년도
찰음구을형 측전정투한복 결직과물, 3총종음 및압 (신SP형L )
연구의 목적 및 내용
청각적 위장 성능이 부여된 무소음 전투복 직물 전문가 시스템 개발
1차년도: 전투복 직물의 청각적 위장 성능에 영향을 미치는 주요 변인 도출
2차년도: 4세대 직물소리시뮬레이터 개발 및 전투복 소리의 무소음 조건을 위한 역학적 특성 각각의 역치(thresholds) 도출
3차년도: 무소음 지향 전투복 직물의 가공조건에 따른 전투복 프로토타입 제작과 청각적 무소음 전투복 직물 전문가 시스템 개발
연구결과
1차년도
찰음구을형 측전정투한복 결직과물, 3총종음 및압 (신SP형L )전은투 6복4.7 직3~물77 3.9종3d b총 범6위종를을 보대였상으으며로 속동도작에속 도따에라 따점른차 직증물가의하 마는 경정 향한을 결보과였, 다구.형 또 전한투 전복투 직복물 직 중물 투6종습의방 수기가본공 특 태성피을터 파W악-하W고R시 1료7가의지 인 직장물특의성 , 역굽학힘적특 성특,성 전을단 측특 성두,껍 압고축 무특거성운이 시가료장로 높 평았가으되며었, 다신.형 가 전청투 거복리 직 예물측 중시 스특템전을사 용사 용개한버 딘전 투D-복U D직T물가의 시 인료지들역 중치 가총장음 거압과리 를가 청보거였리다 . 평전가투 복결 과직, 물높의은 총전음단압특에성 을영 향가을진 미전치투는복 역직학물적은 특높성은으 인로지는역 인치장 총특음성압과과 전 긴단 특가성청, 압축특성, 그리고 표면특성이 주요 변인으로 도출되었다.
2차년도
팔 동작뿐만 아니라 마찰 시 가장 큰 직물 마찰음이 발생되는 다리의 동작도 모사할 수 있는 4세대 직물소리시뮬레이터를 개발하였으며, 전투복 직물의 역학적 특성과 소리특성 간의 관계를 파악하였다. 그 결과 총음압은 직물의 평균마찰계수(MIU)와 압축레질리언스(RC), 음색요인은 인장회복력(RT), 전단이력(2HG5), 마찰계수의 평균편차(MMD), 그리고 직물의 두께(T)에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다. 전투복 소리가 조용하게 인지되기 위한 전투복 직물의 역학적 특성 각각의 역치(thresholds)를 도출한 결과, 직물 소리 자극의 1단계인 무소음 지향 수준일 때, 마찰계수의 표준편차(MMD)는 0.02, 전투복 직물 표면의 기하학적 거칠기(SMD)는 4.33㎛, 압축에너지(WC)는 0.18gf·cm/cm2, 압축회복성(RC)는 51%로 나타났다. 도출된 역치(thresholds)를 적용하여 신형 무소음 전투복 직물의 역학적 특성을 살펴 본 결과, 직물의 표면특성과 압축특성을 통제하여 매끄럽고 부피감 있는 소재를 전투복 직물로 사용할 경우 직물의 마찰음을 최소화 할 수 있을 것으로 사료되었다.
3차년도
자율신경계에 최소한의 영향을 주는 무소음 지향 전투복 설계를 위한 역학적 특성 조건은 소리자극에 대한 심박률(HR)을 감소시키기 위해 전투복 직물 표면의 기하학적 거칠기(SMD)와 압축에너지(WC)는 높여야 하며, 압축 회복성(RC)은 낮춰야 할 것으로 파악되었다. 무소음 지향 전투복 직물 프로토타입 제작 및 쾌적성을 평가하고 제작한 전투복 프로토타입의 역학적 특성과 소리특성의 관계를 파악한 결과, 상전이 물질의 처리 농도가 증가할수록 총음압 값이 증가하는 것으로 나타났다. 연구결과를 바탕으로 청각적 위장성능 기능을 갖는 전투복 직물 설계 전문가 시스템을 개발하여 제안함으로써 구축된 데이터를 바탕으로 전투복 소재에 맞는 소리특성과 역학적특성을 예측하는데 활용할 수 있도록 하였다.
연구결과의 활용계획
◆ 기술적 경제․ 산업에서의 활용으로 개발된 무소음 전투복 직물 전문가 시스템을 통해 보다 효과적이고 전시상황에 적절한 제품의 개발이 가능
◆ 전략적 기술 개발을 통한 전시상황에서의 병사의 생존율 증강 및 국방강화와 선진기술 도입을 통한 군사강국으로의 초석을 마련
◆ 학술적으로는 전투복에 대한 물리적 특성과 심리음향학적 특성 등의 여러 데이터베이스의 구축을 통해 국내의 연구자들에게 효과적인 연구를 위한 툴로 이용가능
◆ 연구 수행을 통해 우수한 연구 인력의 집중과 배출이 가능할 뿐만 아니라, 진취성과 창의성이 탁월한 연구진들에 의해 향후 질적․양적으로 우수한 논문실적을 기대
Abstract
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Purpose&contents
Development of Expert System for Combat Uniform using Soundless Textiles with Auditory Camouflage Performance
1st Year: To derive the most influential variables for auditory camouflage performance
2nd Year: To derive thresholds of each of mechanical properties for soundless
Purpose&contents
Development of Expert System for Combat Uniform using Soundless Textiles with Auditory Camouflage Performance
1st Year: To derive the most influential variables for auditory camouflage performance
2nd Year: To derive thresholds of each of mechanical properties for soundless condition of combat uniform and development of 4th generation fabric sound simulator
3rd Year: To produce combat uniform prototype according to treatment conditions for soundless combat uniform fabric and to develop the Expert System for Soundless Textiles for Combat Uniform
Result
1st Year
Fabric frictional sounds according to movement speeds were measured with total 6 types of fabric including 3 of older combat uniform fabrics and 3 of new combat uniform fabrics.The SPL was ranged 64.73~77.93dB and a tendency to increase was shown according to frictional speeds. Also, the basic properties of 6 types of combat uniform fabric were analyzed and the 17 mechanical properties were measured. W-WR specimen of older combat uniform was shown high value in tensile, bending, shear and compression properties and U-UDT of new combat uniform was shown as the thickest and heaviest specimen. The results of just noticeable SPL and evaluation of audible distance of combat uniform fabrics by using audible distance prediction system, specimen with high shear properties was predicted to have high just noticeable SPL and long audible distance. Tensile, shear,compression and surface properties of mechanical properties were derived as major variables which effect on the SPL of combat uniform fabric.
2nd Year
4th generation fabric sound simulator which could copy motions of legs as well as arms was developed and the relationship between mechanical properties and psychoacoustic sound properties of combat uniform was analyzed. The results were shown that SPL was affected by surface coefficient of friction(MIU) and compression resilience(RC), and sound color factor was affected by tensile resilience(RT), shearing hysteresis(2HG5), mean deviation of MIU(MMD) and fabric thickness(T). Also, the results of thresholds of each of mechanical properties of combat uniform fabric to recognize quietly were shown as 0.02 of MMD, 4.33 ㎛ of SMD, 0.18gf·cm/cm2 of WC and 51% of RC. The mechanical properties by appling derived thresholds were examined and suggested use of smooth and bulky fabric to minimize the fabric frictional sound by controlling surface properties and compression properties.
3rd Year
The conditions of mechanical properties for soundless combat uniform that gives minimum effect on autonomic nervous system were derived to reduce heart rate(HR) by increasing surface geometrical roughness(SMD) and compressional energy(WC), and reducing compression resilience(RC). The results of manufacturing soundless combat uniform prototype and evaluation of wear comfort, also measurement of mechanical properties and sound properties and their relationship were shown that as increase in concentration of PCM treatment, SPL also increases. Finally, by developing the Expert System for Soundless Textiles for Combat Uniform with auditory camouflage, prediction of sound properties and mechanical properties for combat uniform fabric was applicable.
Expected Contribution
◆An effective and appropriate product development is possible by using the developed expert system for soundless combat uniform fabric.
◆ This research will strengthen the national defense and survival rate of soldiers in a state of war and prepare the foundation of a military power by introducing advanced technology.
◆ Academically, it can be used effectively as a tool for domestic researchers by building database of mechanical properties and psychoacoustic properties etc.
◆This study is able to foster young generation experts as well as expecting excellent thesis by innovative researchers.
목차 Contents
- 핵심연구사업 최종보고서(평가용) ... 1
- 목차 ... 3
- 연구계획 요약문 ... 4
- 연구결과 요약문 ... 5
- SUMMARY ... 6
- 연구내용 및 결과 ... 7
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11
- 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 43
- 5. 연구결과의 활용계획 ... 84
- 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 84
- 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 85
- 8. 참고문헌 ... 85
- 9. 연구성과 ... 88
- 10. 기타사항 ... 91
- 끝페이지 ... 104
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