피부 및 기타 생물학적 조직의 고유한 특징 중 하나는 개인과 서로 다른 인구집단에 따라 기계적 성질이 크게 변동한다는 점이다. 피부의 기계적 특성 규명은 피험자 특이적인 생체 내(in vivo) 매개변수가 필요하다는 이유로 인해 전통적인 방법, 예를 들어 일축 인장시험을 활용할 수 없으므로 여전히 과제로 남아 있다. 흡인(suction) 장치는 피부의 기계적 성질을 비침습적으로 획득하기 위한 최선의 후보로 제시되어 왔으나, 기존의 원형 프로브 개구(circular probe opening)를 사용하여서는 섬유 방향에 따른 이방성(anisotropic) 성질을 포착하는 것이 불가능하다. 반면, 비원형 프로브 개구는 섬유 방향에 대해 서로 다른 변형을 유발할 수 있으므로, 피부의 이방성 역학을 비침습적으로 규명하는 데 활용될 수 있다. 본 연구에서는 타원형 프로브 개구의 사용과, 흡인 측정으로부터 기계적 성질을 역으로 도출하는 역문제(inverse problem)를 해결하기 위한 방법론을 제안한다. 제안된 프로브는 유한요소(FE) 모델을 통해 피부 변형의 정방문제(forward problem)를 풀이함으로써 가상적으로 검증한다. 정방문제는 재료 매개변수의 함수이다. 흡인 데이터로부터 피부의 성질을 규명하는 역문제를 해결하기 위해 우리는 베이지안(bayesian) 프레임워크를 사용한다. 유한요소 모델은 비용이 많이 드는 정방 함수이므로, 베이지안 추론 문제를 가능하게 하기 위해 이를 가우시안 과정 메타모델(Gaussian process metamodel)로 대체한다.

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