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학교 내에서 쉽게 볼 수 있으며 접근성이 높은 적단풍, 꼿사과 나무, 리기다 소나무, 벤자민 나무를 대상으로 나무 내부의 파이토바이옴을 연구하였다. 나무 껍질 안을 기준을 가지고 겉, 중간, 안으로 나누어 각 부분에 파이토바이옴을 연구하였다. 환상박피기, 코르크 보러를 이용하여 나무 껍질을 벗기고 무균처리된 실험 기구를 이용해 클린벤치 안에서 각 부분에 조직을 뽑아 내였다. 각각의 조직을 액체배지에 넣어 배양하고 3~7일 이후 계대배양하여 파이토바이옴을 얻어냈다. 그람염색을 통해 배양된 균의 양성, 음성 여부를 파악하였다.

주제어: Phytobiome, Quercus acutissima Carruthers, Pinus rigida, Malus floribunda, Ficus benjamina

대한민국의 고령화로 인해 노년층 인구가 급증하면서 노년층의 건강과 안전에 대한 새로운 과제가 나타났다. 그 중에서도 가장 심각한 문제 중 하나는 낙상이다.
이 연구는 낙상 감지 및 예측을 위한 IMU 센서의 최적 부착 위치 선정을 목표로 한다. 이론적 분석과 실험 데이터 분석을 병행하여 IMU 센서의 최적 부착 위치가 ‘Pelvis’임을 제시했다. 또한 CatBoost 기법을 이용해 Wrist와 Pelvis 데이터 간의 관계를 파악하는 모델을 만들어 IMU 센서의 실질적인 활용도를 높였다. 마지막으로 ROC 곡선을 통해 Wrist 데이터로부터 예측한 Pelvis 데이터로 낙상을 감지 및 예측할 때, 그 민감도가 특이도가 각각 59.4%, 84.4%임을 확인했다.
이 논문은 물리적 모델링을 기반으로 최적 위치를 선정한 첫 번째 연구이며, Pelvis와 Wrist를 연결하여 IMU 센서의 실질적 활용도를 높인 첫 번째 연구이다. 이 연구는 웨어러블 센서 기반의 보행 분석 산업과 노인의 낙상 감지 및 예방에 긍정적인 기여를 할 것으로 기대된다.

주제어: 보행 안정성, IMU 센서, 센서 최적 부착 위치, 물리적 모델링, 머신러닝

보행 분석과 위치 추적을 위한 6축 센서계와 보폭 센서의 융합 기술 연구를 진행하였다. 본 연구의 목적은 GPS 신호가 약한 실내 환경에서 정확한 위치 추적을 향상시키고, 저렴하고 간편한 보행 보조 장치를 개발하여 다양한 응용 분야에서 활용 가능하게 하는 것이다. GY-521 센서를 활용하여 가속도와 자이로 센서 데이터를 수집하고 분석하여 자세값과 양 발의 위치 좌표를 추적 한다. 그러나 IMU 센서만을 사용하면 오차가 16.9%로 크게 발생하게 되므로 가변 저항을 활용 하여 양발 사이 거리를 측정하는 장치를 개발하였다. 이로써 오차를 8.7%로 크게 절감할 수 있었고 센서값과 거리 사이의 선형방정식을 도출하여 보행 분석에 활용하였다. 이러한 알고리즘은 간단하면서도 정확한 결과를 얻는데 있어 계산 복잡도가 낮고, 다양한 분야에서 활용 가능함을 결과를 통해 확인하였다.

주제어: 보행 분석, 오차 개선을 위한 보정용 센서, 자이로 센서와 가속도 센서, 센서 융합

본 연구에서는 녹는점 내림과 공융점을 활용하여 식품 운송용과 의료용 아이스팩에 맞는 상변화 물질을 찾아보고, 친환경 아이스팩의 목표 녹는점과 잠열에 따른 효율성을 연구하였다. 식품용 아이 스팩의 경우 실험값은 일차함수 형태가 아닌 이차함수 형태의 온도변화를 보였으며 이를 그래프로 나타내 목표 녹는점을 만족하는 혼합비를 찾았다. 의료용 아이스팩의 경우 지방족 혼합물의 이론적인 값과 실험값을 토대로 혼합비를 도출했다. 본 연구는 상변화 물질의 녹는점과 잠열의 변화 경향을 알아보고 이를 이용하여 목표 녹는점을 위한 물질의 혼합비를 도출했다는 점에서 의미가 있었다고 생각한다. 또 용질의 농도에 따라 녹는점을 조절할 수 있게 되었다는 점에서 의미가 있었다.

주제어: 상변화물질, 녹는점 내림, 공융점, 아이스팩, 친환경

최근 코로나19 등장에 따라 여러 기업에서 다량의 백신이 개발되어 제조, 유통되고 있다. 그러나 백신 유통 과정에서 요구되는 여러 조건들이 갖추어지지 않는 경우 백신을 폐기하게 되며, 현재 백신 콜드체인에 주로 사용되는 물질인 Tetradecane은 환경오염을 야기한다. 공융점의 온도 범위가 백신 콜드체인에 적합(4~9℃)하며 친환경적이고 잠열이 큰 카프릴산과 라우릴 알코올 혼합물을 아이스팩 기본 용액으로선정하였다. 이 혼합물의 잠열과 공융점이 요건을 더 잘 만족하도록 추가할 염으로서 Sodium Lauryl Sulfate(SLS), Disodium Lauryl Sulfosuccinate(DLS), Potassium Cocoyl Glycinate(PCG)를 선정하고, 각 염이 총 질량의 3,4,5%가 되도록 9종의 용액을 제조하였 다. 9종 용액의 공융점, 잠열, 상분리 여부를 분석한 결과 DLS 3% 용액이 공융점 7.10℃, 잠열 158J/g로 상분리 없는 이상성을 보였고, 보냉성의 평가 결과 DLS 3% 용액이 상온에서 Tetradecane과 유사한 온도 변화를 보였다.

주제어: 백신 콜드체인, 친환경, 공융 상변화 물질, 잠열, 염

인터넷 발전으로 영향력이 높아진 리뷰와 평점은 서비스 품질 정보를 제공하는 이러한 리뷰의 내용과 평점 사이에 불일치 문제가 발생하고 있다. 본 연구에서는 머신러닝을 이용해 리뷰를 분석하 여, 텍스트 기반의 평점 예측 모델을 개발하는 것이 목적이다. Megabox에서 평점과 함께 영화 리뷰 내용에 대한 데이터를 수집한 후 최적의 형태소 분석기인 OKT를 적용하여 데이터 전처리를 진행하였다. 이후 선형 회귀, SVR, 릿지, 라쏘, 일라스틱넷, 딥러닝, LSTM을 활용하여 머신러닝 모델을 구현하였고 그 중 평점 예측에는 릿지 회귀 모델이 최고의 성능을 보였다. 본 연구에서 구현한 모델을 활용한다면 리뷰와 평점 사이의 불일치로 인한 정보 왜곡 문제를 해결하여 소비자들이 더나은 결정을 내릴 수 있을 것으로 판단된다.

주제어: 리뷰와 평점, 머신러닝, 웹크롤링, 자연어 처리, 텍스트 마이닝

토양 내생균근 분포와 식물 생장과의 관계를 알아보기 위한 연구에서 갯벌 토양의 식물 생장 조건이 산림, 작물, 들판 토양과 큰 차이점을 보였다. 갯벌 토양은 타 토양에 비해 중금속과 영양 염류 농도가 높고 혐기성이며 염기성 조건으로 인해 식물 생장이 어려운 조건임에도 불구하고 타토양에 비해 미생물 종 다양성이 풍부했다. 갯벌 토양 서식 식물 중 갈대의 경우 삼투 압력이 높아 식물 생존이 어려운 지역에 있음에도 불구하고 높은 표면적을 제공하는 내생균근과의 공생관 계를 통해 광합성 효율을 높여 영양염류와 중금속을 흡수하며 지하경 장벽을 통해 고염분 지역에 서의 고삼투압을 견뎌낸다고 판단된다. 식물 생존이 열악한 토양이라도 이를 극복하고 생존하기 위해 내생균근이 중요한 역할을 한다는 사실을 갈대를 통해 확인하였다.

주제어: 갈대, 내생균근, 포자낭, 균사, 토양 미생물

본 연구에서는 하드디스크(HDD)를 재활용하여 저비용의 spin coater를 제작하였다. 피도물 (substrate)의 고정 수단으로 진공 펌프를 대체하여 자석, foam tape 등을 탐색한 후 3D 모델링을 통해 구조물(chuck)을 고안하였다. tachometer로 chuck에 의한 rpm 변화를 측정했으며, 성능 저하가 없었음을 확인했다. 나아가, alphastep과 SEM으로 HDD spin coater와 기존 장치로 제작한 박막의 균일도와 단면, 단차를 분석해 결과의 유사성을 확인하였다. 이후 HDD spin coater를 평가하기 위해 염료 감응형 태양전지의 제작에 HDD spin coater를 사용하여 응용 가능성을 확인하였다. 이에 연구를 통한 spin coater의 대중적 활용을 기대한다.

주제어: Spin coater, HDD, 염료감응형 태양전지

본 연구에서는 중금속이 토양을 비롯하여 수중 생태계에 미치는 문제점과 지속적으로 증가하고 있는 수산 부산물의 폐기 비용및 처리 문제에 착안하여 수산부산물을 Biochar로 제조하고, 이것이 중금속 흡착에 어떤 효능을 나타내는지를 탐구하였다.
수산 부산물은 게, 새우, 백합, 홍합, 바지락 껍데기를 사용하였으며, 고온 소결로에서 질소(N  ) 공급하에 5℃/min의 승온
속도로 가열하여 500℃ 온도로 3~4시간 유지하여 탄화 처리하여 Biochar를 제작하였다. 5가지 수산 부산물을 탄화 처리한 Biochar와 대조군으로써 현재 오염물 흡착이나 산업폐수처리 시 많이 이용되고 있는 활성탄에 대한 As, Se, Pb, Cu, Cd의 중금속 혼합 용액을 이용하여 흡착실험(Biochar 0.25g을 20ppm 중금속 혼합 용액에서 교반)을 진행하였으며, Biochar 종류별로 중금속 제거율을 비교하였다. 대조군인 활성탄은 Se과 As에서 각각 10.50%, 6.00%의 중금속 제거율을 나타낸 반면, 탄화 게나 탄화 새우는 Pb과 Cu에서 각각 27.70%, 23.00%(탄화 게), 17.70%, 14.40%(탄화 새우)의 중금속 제거율을 나타냈다. 중금속 흡착 후 남은 Biochar와 활성탄의 표면 구조를 SEM-EDS로 측정하였을 때, Pb과 Cu 성분이 전체 원자 조성에서 0.5% 정도로 나타났으며 다른 중금속의 조성은 거의 0에 가까운 결과가 나타났다.

주제어: Biochar, 수산 부산물, 중금속, 흡착, 제거율

Zinc-Air primary Battery에서 공기극의 ORR 반응속도를 높이고, 기존의 귀금속 촉매보다 경제 적인 촉매를 개발하기 위해 ZIF-67을 합성하고, PVP의 첨가와 carbonization, sulfidation이 촉매 효율에 미치는 영향을 확인하였다.
ZIF-67 합성 시 PVP  ×    mmol을 첨가하고, carbonization 및 sulfidation 과정을 진행하였을 때 ORR 활성도와 OCV 및 Full-Discharge Curve가 크게 측정되어 기존의 Pt/C 촉매와 유사한 높은 효율과 큰 구동력, 안정성과 수명을 보였다. 이는 PVP와 sulfur의 첨가로 인한 전해액 접촉면의 친수성 및 전기전도성 향상, 단순 금속보다 active한 코발트 황화물의 도입, 그리고 탄소 매트릭스에 sulfur doping 효과로 인한 것으로 분석된다.
따라서 본 연구의 ZIF-67 기반 산화 환원 반응用 촉매는 Pt/C 촉매를 대체하여 경제적이고, 높은 에너지 밀도를 가진 친환경의 안정적인 Zinc-Air battery의 상용화에 이바지할 것으로 기대된다.

주제어: Zinc-Air primary Battery, ZIF-67, 촉매, sulfidation

본 연구는 갯가재 팔이 짧은 시간 동안 외부에 큰 힘을 가하는 원리를 분석하고 이를 모방하여 효과적으로 외부에 큰 힘을 가하는 가격 장치를 고안하기 위해 진행되었다. 선행연구에 따르면 갯가 재는 일련의 탄성 퍼텐셜 에너지 저장 및 방출 과정을 통해 외부에 힘을 가하는 특이적인 팔구조, 즉, ELS(Elastic Linkage System) 1) 을 가진다. 갯가재 팔구조 모방 모형을 제작하여 ELS가 동작하는 과정을 분석하고, ELS를 적용한 가격 장치를 설계 및 제작하였다. ELS를 적용한 가격 장치와 용수 철의 LCS(Linear Compression System) 2) 을 적용한 가격 장치 간의 효율성을 비교하기 위해 두 장치 에서의 최대순간힘과 일의 비율인 IWR(Instantaneous force per Work Ratio)을 비교하였다. 그 결과, 첫째, 가격 장치의 최대 순간힘은 타격부에 단 추의 질량이 20g 부근에서, 용수철의 길이는 길수록 크게 나타났다. 둘째, ELS을 적용한 장치의 IWR이 LCS을 적용한 장치의 IWR보다 크게 나타 났다. 마지막으로 ELS을 적용한 장치의 IWR은 장치에 한 일이 0.490J 부근에서 가장 크게 나타났다. 연구결과 ELS을 적용한 장치가 LCS을 적용한 장치보다 효율적임을 입증하였으며 장치에 한 일의 양에 따라 ELS의 효율이 달라지며 그 값이 최대가 되는 구간이 존재한다는 결론을 얻었다.

주제어: 갯가재(Mantis-Shrimp), 순간힘(Instantaneous-force), ELS(Elastic Linkage System), 생체모방 구조, 가격 장치

안개는 교통사고의 가장 큰 원인 중 하나로 큰 피해를 보고 있다. 기존 안개 제거 시스템은 대부분 안개가 발생했을 때 일시적으로 잠시 실행되고, 지속적인 유지와 보수가 필요하다. 본 연구에서는 이런 한계를 극복하기 위하여 메시 구조를 활용한 안개 제거 시스템을 제시한다. 직접 제작한 메시의 단면적, 메시의 수량, 메시의 친수성 혹은 소수성 표면에 따른 안개 제거 효율을 살펴보았다. 이러한 메시 구조를 이용해 안개 제거를 해 보면서, 메시 구조를 활용한 안개 제거 시스템의 가능성을 확인해 보았다. 본 연구에서 제시하는 메시 구조를 통한 안개 제거 시스템은 오염 없이 지속적 으로 안개를 제거할 수 있는 효율적이면서 경제적인 시스템이다.

주제어: 안개 포집, 안개 제거, 메시(mesh)