전정기관 섬모 다발 적응 메커니즘의 기계적 모델링 및 시뮬레이션

Abstract

고감도의 광 대역 유지 기능은 센서 설계에 있어서 상충 관계에 있는 조건이다. 이 문제를 자연계 관성센서의 기본 유닛인 스테레오실리아는 반강성 및 적응 메커니즘을 통해서 해결하고 있다. 본 연구에서는 자연의 센싱 메커니즘을 모사하여 기존 센서의 한계점을 해결하고자 모델링을 시도하였다. '팁링크'라고 불리는 나노구조 단백질의 이온채널 게이팅을 이용한 반강성 메커니즘은 서로 붙어있던 자석이 떨어지면서 순간적인 변위의 증폭이 일어나도록 모사하였으며 ATP를 사용하는 능동모터에 대한 적응 메커니즘은 변위가 시간에 대해 지수형태로 감소하도록 RC 회로를 이용하여 모사하였다. MATLAB을 이용한 시뮬레이션 결과 미세신호에 대한 증폭 현상을 확인할 수 있었으며 시간이 지남에 따라 초기화 됨을 확인함으로써 제시한 모델이 광대역에 걸쳐 고감도의 특성을 지니고 있음을 확인 할 수 있었다.