기계공학부 구성원들의 많은 관심과 참여 부탁드립니다.

▣ 주   제: 연조직 역학을 위한 예측 모델링 및 시뮬레이션

▣ 연   사: 이택상 교수

▣ 소   속: 명지대학교 기계공학과

▣ 일   시: 2023. 5. 26.(Fri) 14:00

▣ 장   소: 제4공학관 D601호

▣ 초   청: 현재상 교수

▣ 초   록

우리 몸의 가장 넓은 면적의 장기인 피부는 신체의 가장 바깥층이며 열, 빛, 감염 및 부상과 같은 외부 자극에 대한 주요 보호 장벽 역할을 합니다. 피부의 변형 메커니즘을 역학적 관점에서 이해하는 것은 피부 재건 수술 전, 후의 피부의 성장량이나 응력 분포, 상처 치유를 예측하거나 인공 이식물 및 보호 장비의 엔지니어링 등 다양한 응용 분야에서 중요합니다. 이를 위해 연속체 역학에 기초한 전산 모델링을 통해 이방성, 초탄성 및 점탄성 등 연조직의 기계적 거동을 이해할 수 있습니다. 특히 유한요소해석을 사용하여 연조직의 성장 및 위축, 리모델링, 주름 등을 모델링하고 시뮬레이션할 수 있습니다. 만약 시뮬레이션에서 필요한 피부의 기계적 또는 생물학적 반응에 대한 구성 방정식의 파라미터 정보가 부족하다면, 해당 파라미터의 불확실성이 시뮬레이션 결과에 미치는 영향을 분석해야 합니다. 이와 같은 불확실성 분석을 보다 효율적으로 하기 위해 기계학습 기법 중 한 가지인 Gaussian process를 사용하여 유한요소해석을 대체할 대리모델을 개발할 수 있으며, 제안된 대리모델이 검증된 후에는 파라미터의 민감도 평가나 Monte Carlo 시뮬레이션을 활용한 다양한 불확실성 분석 등을 아주 적은 계산 비용으로 진행할 수 있습니다. 본 발표에서는 앞서 말씀드린 내용에 대한 전반적인 설명과 함께 피부의 변형 및 성장 모델링 방법, 환자 맞춤형 피부 재건 수술 시뮬레이션 방법, 대리모델을 활용한 불확실성 분석 및 민감도 평가 결과 등을 소개하려고 합니다.