초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
본 연구는 음향 방사, 음원 파악, 진동제어, 탄성파 전파 제어에 의한 음향 생성, 역학, 음향학, 수치해석, 제어, 신호처리, 초소형 장치 제작 등 과학 원리의 종합적인 적용에 따른 새로운 음향 센서 및 액츄에이터 장치와 시스템의 창출에 관한 것을 궁극적인 목표로 한다.

◼ 전체 내용
본 연구는 수년간 연구해 왔던 전자계-음향계-구조진동의 연성계의 설계 변수를 얻기 위한 역문제적 이론 기반에 따라 “지향성 제어가 가능한 평판 스피커”, “음향메타물질을 이용한 전

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
본 연구는 음향 방사, 음원 파악, 진동제어, 탄성파 전파 제어에 의한 음향 생성, 역학, 음향학, 수치해석, 제어, 신호처리, 초소형 장치 제작 등 과학 원리의 종합적인 적용에 따른 새로운 음향 센서 및 액츄에이터 장치와 시스템의 창출에 관한 것을 궁극적인 목표로 한다.

◼ 전체 내용
본 연구는 수년간 연구해 왔던 전자계-음향계-구조진동의 연성계의 설계 변수를 얻기 위한 역문제적 이론 기반에 따라 “지향성 제어가 가능한 평판 스피커”, “음향메타물질을 이용한 전파경로 내 소음저감”, “초소형 센서 모듈을 통한 음원위치추정”과 같은 소분류의 연구 과제로 추진된다. 각 세부 분야의 연구 결과로서 가까운 미래의 IoT 시스템의 주요 알고리즘과 하드웨어로 사용이 가능할 원천기술 창출을 목표로 하며, 향후 공학적인 가공을 통해 적용이 가능할 수 있는 연구 결과를 얻는 것을 목표로 한다.

□ 연구개발성과
① 지향성 제어가 가능한 평판 스피커 설계법
본 연구에서는 공간 효율성이 높은 평판 스피커를 다수의 액츄에이터 배열을 이용한 제어를 통해 고품위의 음질을 구현하는 기법을 제안하였다. 또한 평판 위에 독립적으로 제어 가능한 다수의 음원을 형성함으로써 방사된 음향의 지향성을 제어 방법을 제안하였다.
② 음향메타물질을 이용한 전파경로 내 소음저감
본 연구에서는 음향메타물질을 이용하여 음향 및 비음향 설계인자 목표를 모두 만족 시킬 수 있는 실용적인 초소형 소음기를 설계하고, 음향메타물질의 임피던스 산출에 있어 음향 역문제를 원용한 체계적 설계방법론을 제안하였다. 또한, 음향 공명과 감쇠 효과를 고려하여 목표 주파수 대역에 적합한 공명 격자를 설계하고, 해당 대역 내 목표 소음 저감을 달성할 수 있도록 하는 음향메타물질 활용 시스템을 제안하였다.
③ 초소형 센서 모듈을 통한 음원위치추정
본 연구에서는 초소형의 음향센서모듈을 통해 계측된 3차원 음향인텐시티 벡터를 기반으로 하여, 상용화된 모듈보다 공간효율이 높은 센서 모듈을 구현하였다. 이를 기반으로, 일반적인 기계 방사음과 인간의 언어활동에 중요한 주파수 대역인 저-중 주파수에서 음원을 실시간 정밀추정 가능한 알고리즘과 하드웨어를 개발하였다.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
본 연구의 결과로 기대되는 차세대 음향 시스템은 인공지능이나 사물인터넷이 부각되는 4차 산업혁명 기반 사회에 있어서는 가장 주요한 언어이자 소통 수단이 될 수 있을 것이라 생각된다. 본 연구의 최종 결과물로 공간적으로 효율성이 매우 높은 시스템의 원천기술을 획득함으로써, 초소형화 되고 있는 사물인터넷 기반 하드웨어 시스템에 적합하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다. 향후 성공여부에 따라 많은 특허가 창출될 수 있으며, 미래 사물인터넷에 대한 주요 기반 기술 중 하나가 될 수 있다.
본 연구는 진동공학 또는 음향학과 같이 고전적인 학문 분야를 기반으로 하여 전기음향, 센서 및 액츄에이터 등의 인접분야로 파급되어 진행하는 융복합 연구로 확장될 수 있으므로 본 연구결과물인 차세대 음향 시스템의 원천 설계 기술은, 이에 대한 향후의 공학적 가공에 의해 미래의 다양한 분야에서 부가가치를 창출할 것으로 기대된다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 6. 참고문헌 ... 15
• 끝페이지 ... 41