연도별 연구과제 11 페이지첫페이지로 이동

본 연구는 초음파를 이용하여 회절 격자에서의 회절 현상을 분석하고, 극솟값이 0에 도달하는지 여부를 검토하였다. 선행 연구에서는 반사 회절 격자를 사용했으나, 극솟값이 이론적으로 기대한 값인 0에 도달하지 못하는 문제를 발견하였다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 투과 회절 격자를 사용하여 극솟값을 0으로 만들 수 있는지 확인하였다. 실험은 다양한 슬릿 간격과 위상차를 고려하여 진행되었으며, 송신기와 수신기 간의 거리를 일정하게 유지하면서 초음파의 세기 변화를 측정하 였다. 실험 결과, 일부 실험에서는 극솟값이 0과 가까운 값을 보였으나, 여전히 완전한 0에는 도달하지 못했다. 이 연구는 초음파 회절 격자의 적용 가능성을 확인하고, 이론적 모델과 실험 결과 간 의 차이를 분석하였다. 연구 결과는 회절 격자의 설계와 초음파 실험에 대한 이해를 높이는 데 기여할 것이다

주제어: 초음파, 간섭 패턴, 회절, 위상자, 슬릿

본 연구는 고두밥을 이용하여 만든 쌀 누룩과 시중의 황국을 이용해 누룩 소금을 제조하여 폴리페놀 함량을 정 량 분석하고 DPPH 라디칼 소거능 측정을 통해 천일염과 누룩 소금의 발효 일에 따른 항산화능을 비교해 보고자 했다. 누룩 소금은 25°C에서 10일 동안 발효시켰으며 2, 7, 10일째 누룩 소금 시료를 채취하여 각 소금 시료의 폴리페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거능, 염분, 당도, 및 전기전도도를 측정하였다. DPPH 라디칼 소거능 측정 결과 발효 시간이 지남에 따라 누룩 소금의 항산화능이 증가하였고 황국 누룩 소금의 항산화능이 더 컸다. 하지만 폴 리페놀 함량과의 상관관계는 찾지 못해 누룩 소금의 항산화 물질에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

주제어: 누룩 소금, 알코올 발효, 항산화능, 폴리페놀, 염도

다니엘 전지에서 염다리는 두 전극에서 일어나는 산화 환원 반응에 따른 전하 불균형을 맞추는 역 할을 한다. 염다리 내 이온의 이동이 용이하기 위해 염다리의 재료는 다공성 겔 구조를 가지는 한 천이 주로 사용된다. 그런데 젤라틴 또한 다공성 겔 구조를 가지고 있어 젤라틴 또한 염다리의 재 료로 사용할 수 있을 것이라 생각하였다. 이에 젤라틴과 한천을 재료로한 염다리의 이온 이동 정도 와 황산구리, 황산아연의 이온이 염다리 내로 이동하는 확산 정도를 ICP와 전위차 적정을 이용하여 분석하였다. 분석 결과 젤라틴 염다리 사용 시 황산구리 황산아연 내의 시간에 따른 칼륨이온, 염소 이온의 농도가 증가하는 것으로 보아 젤라틴 또한 염다리로 사용할 수 있으나 한천이 젤라틴에 비 해 이온의 이동이 더 용이해 보인다. 이에 대해 한천과 젤라틴의 점성도와 젤라틴의 전기적 환경에 서의 화학적 특성에 대한 추가 연구가 필요하다.

주제어: 다니엘전지, 염다리, 한천, 젤라틴

아질산염은 식품 가공이나 방부제 등으로 사용되는 발암물질로, 아질산성 질소는 저농도에서도 수중생물과 인간에게 유해하다. 실제로 체코나 미국에서는 영유아들이 아질산 이온이 포함된 식수를 마시고 블루베이비병 신드롬이 일어나기도 했다. 한편, 앞선 선행연구에서 가시상추는 발아 속도가 빠르며 작품 재배지에서 심각한 피해를 주는 생태계 교란종이지만, 아질산염에 대한 소거능과 식중독균 및 치주염 유발 미생물을 제거하는 향균 효과가 있음을 입증했다. 본 연구에서는 선행연구를 바탕으로 가시상추의 트리테르페노이드 사포닌을 추출하고 아질산염 소거능을 확인한 후, 선행 연구의 프로피로모나그 긴기발리스와 유사한 그람음성균인 대장균에 대한 향균성을 입증했다. 이를 기반으로 향균 및 아질산염 제거 효과를 갖춘 필름을 제작하여 아질산염 농도가 높은 곳이나 향균이 필요한 곳에 쉽게 적용될 수 있으며 기존의 플라스틱 필름을 대체하여 환경오염 을 줄일 수 있도록 하고자 했다.

주제어: 가시상추, 사포닌, 아질산염, 향균, 필름

기상이변으로 건물 내 실내 온도가 증가함에 따라 냉방기의 사용도 뒤따라 증가하고 있다. 이로 인 해 이산화탄소의 배출량이 증가하면서 더 심한 기상이변을 불러오는 이른바 ‘에어컨의 역설’이 계속 되고 있다. 이에 실내 온도를 감소시켜 냉방기의 사용을 감소시키는데 도움을 보태고자 단열효과를 보이는 페인트를 제작하여 기후 위기에 도움이 되고자 하였다. 아마인유, 테레빈유와 같은 친환경 물질에서 유래한 기름과 다공성 물질인 수세미를 활용해 페인트를 만들었고, 페인트 성능 실험과 단열효과 입증 실험을 통해 페인트가 실생활에 적용될 수 있을지 확인했다. 실험 결과, 직접 제작한 친환경 다공성 단열 페인트로 단열 효과를 보이는데 성공했고, 처음 목표했던 학교 안 열섬 현상 해결뿐만 아니라 기후변화에도 도움을 줄 수 있을 것이다.

주제어: 페인트, 단열, 다공성, 열섬 현상, 친환경

최근 제로 음료 및 식품을 쉽게 만날 수 있게 되었다. 설탕이 가진 단점을 보완한 제로 감미료는 점점 각 광 받고 있으나 이러한 상황 속에서 제로 감미료를 사용한 식품의 부작용 사례들이 나오고 현재까지도 제 로 감미료의 안정성에 대한 논란이 끊이지 않는 상황 속에서 제로 감미료의 안정성에 의문을 가지게 되었 다. 제로 감미료가 우리 몸에게 어떠한 영향을 미치는지를 알고자 실험을 진행하였으며 제로 감미료가 충치 균과 장내 미생물에게 미치는 영향은 어떠한지, 제로 감미료가 정말 제로 칼로리인지를 알아내기 위하여 실 험을 구상하였다. 본 탐구를 통해 제로 감미료가 해로운 영향을 미칠 수 있는 작은 가능성을 확인하였다.

주제어: 제로 감미료, uv-vis 분광법, 열량측정, 충치균, 장내 미생물

본 연구는 생태계 교란종인 가시박을 이용해 친환경적인 화학공정을 통하여 나노셀룰로오스를 추출하는 방법을 탐 구하였다. 생태계 교란종인 가시박을 활용하여 나노셀룰로오스를 추출하면 환경 문제 해결에 기여할 수 있다. 연구 에서는 가시박을 건조및 분쇄한 후, 에탄올로 전처리 과정을 거친다. 이후 NaOH와 H2O2를 이용해 알파셀룰로오스 를 추출하고, 황산과 시트르산을 이용해 마이크로셀룰로오스를 추출한다. 이어 NaOH와 요소를 이용해 나노셀룰로오 스를 추출한 후 가압, 가열 과정을 거쳐 정제한다. SEM 분석을 통해 셀룰로오스의 구조를 확인했으며, FT-IR 분석 으로 화학적 성질을 확인하였다. 연구 결과 친환경적인 시트르산과 H2O2를 활용하여 효과적으로 셀룰로오스를 추출 할 수 있음을 확인하였다. 따라서 본 연구는 친환경적인 나노셀룰로오스 생산에 기여할 것으로 기대된다.

주제어: 나노 셀룰로오스, 가시박, 친환경 공정, 추출 기술, 효율성

이 연구는 독자적인 운영체제 개발을 통해 소프트웨어 기술의 국산화를 추구하고자 한다. 운영체제 는 컴퓨터 시스템의 핵심 소프트웨어로, 하드웨어 자원을 관리하고 다양한 프로그램이 원활히 작동 하도록 돕는다. 현재 상용화된 대부분의 운영체제가 외국에서 개발되어 해외 기술 의존도가 높은 상황을 개선하기 위해, 본 연구에서는 가상 환경에서 운영체제를 구현해보았다. 기존 오픈소스 운영 체제의 코드를 커널 중심으로 함수, 구조체, 클래스 등을 분석하였다. 또한 기존 코드를 바탕으로 오류 및 UI를 수정하고, 새로운 함수를 개발하여 운영체제에 대한 이해를 높일 수 있었다. 본 연구 를 바탕으로 경량화된 다양한 운영체제를 개발하는 것에 활용할 수 있을 것으로 전망된다.

주제어: 운영체제, 컴퓨터 구조

어떤 수를 제곱하여 뒤집었을 때의 수가 처음의 수를 뒤집어서 제곱한 수와 같다면 그 수를 제곱대 칭가능수라고 명명한다. 이 제곱대칭가능수가 수학적으로 어떤 조건을 만족해야 하는지, 어떤 특징, 분포를 지니고 있는지 탐구해 보고 식을 유도해 증명하였다. 제곱대칭가능수가 불연속적인 난수라 는 점과 우리가 유도한 식, 발견한 특징을 바탕으로 제곱대칭가능수 암호화 알고리즘을 제작하여 암호화에 새로운 아이디어를 제시하였다.

주제어: 제곱대칭가능수, 난수, 암호화 알고리즘

본 연구는 실시간으로 사용자의 자세와 상황을 분석하여 그에 적합한 클래식 음악을 추천하는 사용 자 맞춤형 음악 추천 신경망(AI DJ)을 개발하고자 한다. 기존의 음악 추천 서비스는 사용자의 청취 이력을 기반으로 음악을 추천하지만, 이는 사용자의 현재 상황이나 분위기를 반영하지 못한다는 한 계가 있다. 따라서 본 연구에서는 카메라를 통해 실시간으로 사용자의 자세를 인식하고 분석하여 사용자의 현재 자세와 상황에 맞는 클래식 음악을 추천함으로써 심리적 안정감, 집중력 향상, 스트 레스 감소 등 다양한 긍정적 효과를 제공하고자 한다. 이를 위해 Roboflow에서 12개(Shoulder, Elbow, Wrist, Pelvis, Knee, Ankle 각각 2개씩) 관절이 포인팅 된 Skeleton을 통해 사용자의 자세를 standing, running, jumping, dynamic으로 분류하여 데이터 셋 제작과 라벨링을 진행하였다. 이후 YOLO v8을 사용하여 포즈 추정 모델을 만들었고 PyCharm에서 모델 성능을 테스트하여 정확도를 검증하였다. 60여 개의 클래식 음악을 사용자의 자세에 따라 분류하였으나 더욱 알맞은 클래식 음 악 추천을 위해 사용자의 자세 뿐만 아니라 시간대(morning, afternoon, evening)도 고려하여 적합 한 클래식 음악을 추천하는 기준을 늘리는 과정을 거쳤다. bpm, rms, tempo를 기준으로 클래식 음 악을 분류하는 코드를 Python을 통해 제작하였다. 최종적으로 Raspberry Pi를 통해 카메라를 연결 하여 실시간으로 사용자의 상황과 자세 분석을 시도하였다. 본 연구는 다양한 환경에서 적용 가능 하여 사용자에게 심리적 및 인지적 이점을 제공할 수 있는 새로운 맞춤형 음악 추천 기술을 제안하 고자 한다.

주제어: Roboflow, YOLO v8, 클래식 음악, 매칭 시스템, pose estimation bottom up

세계적으로 전기 자전거 시장의 규모가 커지고 있다. 하지만 스로틀(Throttle)형 전기 자전거는 안전 사각지대에 놓이는 문제가 있었고 이를 비전 기술을 활용한 ASCC 기술을 통해서 해결하고자 했 다. 객체 인식에는 YOLOv8n을 사용했고 거리 측정은 mono 카메라와 삼각법 공식을 이용했다. 속도는 라즈베리 파이에서 Relay에 신호를 보내 전류를 차단하여 감속시켰다. 실험 결과 인식한 객체 가 가까워짐에 따라 감속했으나 객체 인식 정확도가 가상 환경보다 낮았으며 속도를 세밀하게 조절 할 수 없었다. 추후 Dataset 개선과 두 개의 카메라 렌즈를 두 개 사용을 통해 성능을 개선할 것이 다. 또한 Relay 대신 라즈베리 파이와 호환되는 전력 공급 장치를 이용하여 속도 또한 세밀하게 조정하고자 한다.

주제어: YOLO, Adaptive Smart Cruise Control, Vision Technology, OpenCV, Electric Bicycle

본 연구는 스트림스 게임에서의 가장 효율적인 게임 전략을 탐구한다. 직접 스트림스 게임을 진행 해보며 여러 게임 전략을 구상한 후 이 게임전략을 스트림스 게임에 앞서 구상한 게임전략을 적용 하여 코드를 작성하고 이를 이용하여 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 스트림스 게임에서 각각의 게 임전략에 대한 평균점수를 도출해낸 후, 수학적 분석을 통해 상황에 따라 가장 적절한 스트림스 게 임에서의 게임 전략이 무엇인지 확인한다. 그 이후 스트림스 봇을 상황에 따라 가장 적절한 이론을 이용하여 코드를 통해 개발한다. 또한 이 게임에서의 연구결과를 토대로 도출해낸 게임전략을 이용 하여 일상생활에 이 이론을 사회적 문제에 적용시켜 해결하는 것을 목표로 한다.

주제어: 몬테카를로, 스트림즈 게임, 몬테카를로, 파이썬, 조건부확률, 상황별 최적화