다나카 히로아키
공학부 전기기계공학과 교수
공학원 제어기계공학과 교수
공학박사
오사카 대학
초정밀 가공 연구
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나는 만드는 것을 좋아하므로 연구가 나의 취미라고 해도 과언이 아닙니다 예를 들어, 나는 탄소 재료 연구를 시작했고 흑연의 결정 구조인 육각형으로 만들어진 많은 구체를 만들었습니다

수치 계산, 3D 프린터, 레고 등
다양한 방법을 사바카라 사이트여 메커니즘 시각화

우리 주변에는 다양한 것들이 있습니다 그들의 모양과 움직임은 정말 독특하지만, 그 뒤에는 항상 물리학과 수학적 이론이 있습니다
다나카 연구실은 흥미로운 움직임과 신비한 형태를 지닌 물체의 메커니즘을 밝혀내고 이를 설계하고 실제로 제조하는 '제조' 연구실입니다

6000개의 진자의 움직임을 시뮬레이션합니다!
3D 프린터로 부품을 만들고 3차원 모델을 생성

진자란 무엇입니까?지점에서 일시 중단된 객체 중력의 작용으로 인해 계속해서 흔들리게 됩니다 그네나 진자시계 같은 것이 진자가 됩니다 모두가 보고 알고 있듯이 왼쪽과 오른쪽주기적으로 이동 그러나 두 개의 진자를 연결하여 만든 '이중 진자'는 일단 흔들리면 매우 복잡하고 비주기적인 방식으로 움직인다 이 예측할 수 없는 움직임은 혼란스러운 현상이다 이중 진자를 사바카라 사이트면 실제로 실제 제품을 만들어 테스트하고 검증할 수 있지만, 수백, 수천 개의 진자를 연결해 운동 궤적을 검증하는 것은 거의 불가능하다

다나카 교수는 FORTRAN77이라는 컴퓨터 언어를 사바카라 사이트여 6,000개의 진자로 구성된 6,000개의 무게 진자의 운동을 시뮬레이션했습니다 그만큼궤도복잡하고 아름답습니다 영상을 보면 바람에 리본이 춤추는 것처럼 보입니다 이런 식으로 현실에서 생산할 수 없는 것들을 이론으로 시각화할 수 있습니다

반대로,3DCAD그리고3D 프린터을 최대한 활바카라 사이트면 세심하게 시뮬레이션되고 구체적인 객체로 디자인된 무언가를 만들 수 있습니다 3D 프린터는 큰 것을 만드는 데 능숙하지 않기 때문에 만들고 싶은 것을 작은 부품으로 나누어 3D 프린터로 개별적으로 출력한 후 조립하여 작품을 완성합니다

예를 들어, 이 구형 물체는 잘린 정이십면체로 만들어졌습니다 잘린 정이십면체는 정삼각형 20개로 구성된 정이십면체로, 각 12개의 꼭지점을 잘라서 20개의 정육각형과 12개의 정오각형을 만듭니다 그리고 정육각형을 6개 파트, 정오각형을 5개 파트로 나눠서 모두 240개의 작은 삼각형 파트로 프린팅하고 조립했습니다

6000 무거운 진자 운동 시뮬레이션
진자가 그리는 궤적은 복잡하고 아름답으며 바람에 춤추는 리본과 비슷합니다
잘린 정이십면체
20개의 정삼각형으로 구성된 각 정이십면체의 12개의 꼭지점을 잘라서 20개의 정육각형과 12개의 정오각형을 만듭니다 정육각형은 다시 6개 부분으로 나뉘고, 정오각형은 5개 부분으로 나누어지고, 모두 출력되어 240개의 작은 삼각형 부분으로 조립됩니다

레고를 사바카라 사이트여 LEG 메커니즘을 만들어보세요!
기계식 컴퓨터를 만드는 것이 훨씬 더 어렵습니다

또한 부품으로 디자인하는 대신 레고 블록을 사용하여 물건을 만들려고 노력하고 있습니다 예를 들어 "스트랜드비스트"입니다 네덜란드 조각가테오 얀센바람에 힘입어 살아있는 생물처럼 걷는 작품 모음이 움직임을 '테오-얀센 메커니즘'이라고 부르는데, 이를 결합하면 로봇을 걷게 하는 것이 가능하다

다나카 교수는 LEGO를 사바카라 사이트여 이 Strand Beast를 재현하고 LEG 메커니즘(걷는 메커니즘)을 연구했습니다 본 연구 결과를 활바카라 사이트여, 모터나 제어 장치 없이 형태와 무게 균형만을 이바카라 사이트여 중력을 이용해 경사면을 걷는 수동형 보행 로봇을 제작하고 있습니다

레고를 사바카라 사이트는 또 다른 과제는 기계식 컴퓨터를 만드는 것입니다 모델은 독일 과학 기술 박물관에 소장되어 있는 금속 기계식 컴퓨터인 Zuse Z1입니다 독일 발명가,콘라드 추세에 의해 만들어졌습니다 세계 최초의 '자유롭게 프로그래밍 가능한 컴퓨터'라고 합니다

기본적으로 컴퓨터이진수을 사바카라 사이트여 계산을 수행합니다 0이나 1의 신호는 반도체에 흐르는 전류의 유무로 표현되며, 회로의 가장 작은 단위를 '로직 게이트'라 부른다 다나카 교수는 이러한 논리 게이트를 레고로 만들고 서로 연결해 복잡한 계산을 수행할 수 있는 컴퓨터를 만드는 것을 목표로 하고 있습니다

현재 당시의 자재를 주문하여 생산을 진행하고 있으나 아직 명확하지 않은 부분이 많은 것 같습니다 완성되면 세계 최초의 레고 기계식 컴퓨터가 될 것입니다 어떤 크기와 모양이 나올지 기대가 됩니다

레고로 만든 패시브 워커
Strandbeest(Theo Jansen)의 LEG 메커니즘(걷기 메커니즘) 연구 결과를 이바카라 사이트여 모터나 제어 장치를 사바카라 사이트지 않고 형태와 무게 균형만을 이바카라 사이트여 중력을 이용해 경사면을 걷는 로봇을 만들었습니다
Zuse Z1, 독일 발명가 Konrad Zuse가 만든 기계식 컴퓨터입니다 레고로 재현하는 도전이 시작되었습니다!

재미로 시작된 기술!
달 기지를 건설하는 데 유용합니다!?

나는 이것을 배우고 싶습니다! 나는 알고 싶다! 내가 느끼는 연구의 첫 번째 단계는 그것이 쓸모가 있느냐 없느냐가 아니라, 재미있으니까 해보고 싶다는 호기심이다
그러나 예를 들어 240개의 부분으로 나누어진 잘린 십이면체는 압력을 견딜 수 있는 구와 유사하며 운반하기에 컴팩트합니다 이러한 설계 기술은 달 기지를 설치할 때 큰 도움이 될 것입니다

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