인체처럼 아픔 느끼는 스마트 건물 "방법 찾았다"
인체처럼 아픔 느끼는 스마트 건물 "방법 찾았다"
  • 함예솔
  • 승인 2019.03.15 06:50
  • 조회수 3031
  • 댓글 1
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뭘 발견했는가?

 

  • 부산대학교 광메카트로닉스공학과 김창석 교수 연구팀이 인체처럼 스스로 아픔을 느끼는 스마트 건축물을 만들 수 있는 기술을 개발했다고 합니다. 
  • 연구팀은 스마트 건축물에 활용가능한 실시간 준분포형 광섬유센서의 원천 기술을 확보했습니다.

 

스마트 건축물! 출처: pixabay
스마트 건축물! 출처: pixabay

어떻게 조사했나?

 

  • 사람이 몸 구석구석 분포된 신경망을 통해 아픔을 느끼며 건강을 유지하듯이, 건축 구조물도 스스로 미세한 변화를 감지해 안전을 진단할 수 있는 센서 네트워크가 필요하다는 인식에서 출발했습니다. 
  • 고층 건물이나 철도, 교량 등의 건축 구조물이 지진, 산사태, 태풍과 같은 자연재해나 도심 지하터널의 발파, 충돌사고, 노후와 붕괴 등에 대응할 수 있게 된 겁니다.
  • FBG(Fiber Bragg Gratings, 광섬유 브래그 격자배열형 센서)는 속도를 kHz(1kHz는 1000Hz) 급으로 높이면 동시 측정 지점이 10여 개를 넘지 못하는 기술적 교착 상태가 지속되고 있었습니다. 
  • 이에 연구진은 '무한반사 공명 기술'을 산업용 광섬유 센서에 새롭게 융합하는 방식을 도입했습니다. 
  • 연구진은 반사 컬러의 FBG를 수백개 이상 연결하더라도 각각의 미세진동을 분리해 변조 센싱할 수 있으며, 동시에 KHz이상의 초고속 실시간 계측도 가능한 획기적인 실험을 시연하는 데 세계 최초로 성공했습니다. 

 

기타 3, 4, 5, 6번 줄에 접착시킨 광섬유센서로부터 측정된 각각의 초고속 미세진동 센싱 데이터 및 이 kHz급 진동으로부터 원래 기타소리를 복원하는 과정. 출처: 부산대학교
기타 3, 4, 5, 6번 줄에 접착시킨 광섬유센서로부터 측정된 각각의 초고속 미세진동 센싱 데이터 및 이 kHz급 진동으로부터 원래 기타소리를 복원하는 과정. 출처: 부산대학교

특이한 점은?

 

  • 연구팀은 극한 상황의 광섬유센서를 증명하기 위해 일반 건축물보다 훨씬 빠르고 미세하게 떨리는 기타의 줄까지 시연에 사용했습니다.
  • 기타의 3, 4, 5, 6번 줄에 접착시킨 광섬유센서로부터 측정된 각각의 초고속 미세진동이 빠짐없이 데이터로 수집돼 분석됐습니다. 이 kHz급 진동 신호로부터 원래 기타 소리를 완벽하게 복원하는 과정을 통해 실험적 증명을 이뤄냈습니다.

 

이 연구가 왜 중요할까?

 

김창석 교수. 출처: 부산대학교
김창석 교수. 출처: 부산대학교

 

 

"건축 구조물을 지을 때 곳곳에 수km 광섬유센서를 설치하면 어디서 어떤 진동이나 변형이 일어나는지 실시간으로 즉각 알 수 있는 스마트한 방식입니다. 기존 방식에서 진동을 감지해내는 데 반사 컬러가 사용됐지만, 색이 제한돼 동시 측점지점이 십여 개를 넘지 못하는 한계가 있었습니다. 이번 연구에서는 '무한반사 공명 기술'을 이용해 반사 컬러에 관계 없이 광 경로(빛이 갔다가 돌아오는 총길이 차이)로 수백 개 지점별 미세 진동을 1,000Hz급 초고속으로 파악할 수 있도록 했습니다" 

-김창석 교수

 

 

 


##참고자료##

Kim, Gyeong Hun, et al. "Real-time quasi-distributed fiber optic sensor based on resonance frequency mapping." Scientific Reports 9.1 (2019): 3921.



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ㅇㅇ 2019-03-16 13:17:01
과장이 심하구만 기사양반.. 아픔을 느끼는게 아니라 미세한 차이의 주파수까지 찾아내는 건데 뭔 아픔이여.. 인간신경망이 얼마나 복잡한데.

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