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본 연구는 이착륙 시 비효율적으로 소비되는 에너지를 줄이기 위하여 연속적으로 전개되는 플랩을 고안하였다. 이후 양항비를 플랩의 에너지 소비 효율 비교 수단으로써 채택하여 높은 양항비를 갖는 pantograph linkage 플랩 구조를 설계하고 플레인 플랩 구조와 비교하였다. 양항비가 큰 플랩 제작을 위해 동역학 프로그램으로 pantograph linkage 플랩 구조를 적용하여 플랩을 설계하였다. 두 플랩 구조 간의 양항비를 비교하기 위하여 풍동실험 장치를 사용하고, 풍속과 전개각에 따른 양항비를 측정하였다. 두 플랩 모두 풍속과 전개각이 클수록 양항비가 크게 측정되었다. 또한 10m/s 이상의 풍속에서는 pantograph linkage 플랩 구조가 플레인 플랩보다 큰 양항비를 보였으며, pantograph linkage 플랩 구조의 최대 양항비는 최대 전개각 24.3°를 이룰 때 플레인 플랩 양향비의 1.63배로 측정되었다. 이는 pantograph linkage 플랩 구조가 플레인 플랩보다 높은 효율성을 가짐을 의미한다.

주제어: 플랩, pantograph linkage 구조, 전개각, 양항비

신분증 OCR은 사용처가 많아지고 그 활용의 범위도 높아지고 있는 반면 외부 조건을 통제 하지 못하는 문제점으로 인해 확률을 높이는데 제한점을 가지고 있다. 현재 안내되는 피드백은 과학 적이지 못해 사용자들에게 적절한 안내를 못하는 상황이다. 본 연구는 OCR이 잘 안되는 주된 원인인 베일링 반사를 피할 수 있는 수식을 제작하여 신분증과 카메라 사이의 거리에 따라 조명과의 각도를 조절할 수 있도록 하였다. 또한 신분증의 BSFD를 측정하여 시뮬레이션 하였고, 색깔의 휘도대비가 가장 큰 곳인 지점을 조명과 신분증 사이의 각도 36도로 제시하였으며, 이를 실제 상황에서 검증하였다. 이를 통해 인공 조명환경에서 OCR 잘될 수 있는 지점을 과학적인 방법으로 제시하였으며, 머신러닝을 추가적으로 진행하여 사용자들이 편리하게 OCR확률이 높은 곳을 찾을 수 있는 방안을 마련하였다.

주제어: 신분증 OCR, 휘도 대비, Reflect Glare, 머신러닝, 베일링 반사

리그오브레전드는 2009년에 출시된 온라인 멀티플레이어 전략 게임으로 전 세계에서 가장 인기 있는 게임 중 하나이다. 다양한 챔피언들을 선택하고 팀을 구성하여 상대 팀과 대결하는 방식 으로 진행된다. 이 게임의 특별한 점은 유저의 실력뿐만 아니라 팀의 구성과 그 구성원의 역할 변화 등이 게임의 승패에 많은 영향을 미친다는 것이다. 그리고 게임 회사에서도 open API를 통해 실시간으로 게임과 관련된 수많은 데이터를 제공하고 있다. 본 논문에서는 게임 회사에서 제공하는 open API를 통해 실시간으로 계속 변화하는 데이터를 수집하여 게임의 승부에 영향을 미치는 것이 무엇인지 파악하고 승률을 높일 수 있는 전략에 대해 연구하였다.

주제어: ANN, SVM, open API, 파이썬

극소곡면은 주어진 경계조건 내에서 표면적의 함수가 극솟값을 가진다는 성질을 가지므로 수학적인 의미를 지닌다. 경계조건이 달라지면 극소곡면의 형태가 다양하게 달라질 수 있다. 이렇게 다양 하게 실재할 수 있는 곡면임에도 불구하고 극소곡면의 이론에서 가장 어려운 부분의 하나는 극소곡 면을 발견하는 것이다. 이는 극소곡면 편미분방정식의 해를 대수적으로 구하는 것이 매우 어렵기 때문이다. 본 연구에서는 난해한 극소곡면 편미분방정식의 해를 대수적으로 구하지 않고 MATLAB 프로그램을 활용하여 수치해석적으로 구하는 방법에 대해서 모색하고 곡면 보간법을 통해서 프로그 램으로 구현된 극소곡면의 방정식을 모델링한다. 곡면을 모델링하기 위해 Bézier 곡면 보간법을 사용하였고 곡면 방정식 보간의 과정에서 필요한 균일한 점 군을 추출하기 위한 방법을 제안하였다.
Bézier 곡면을 설정하기 위해 필요한 조정점들을 지정하는 메소드를 만들어 그것을 통해 주어진 경계조건 내 존재하는 극소곡면의 방정식을 근사적으로 구하는 방법에 대해서 제시하고 있다.

주제어: 극소곡면, 극소곡면 편미분방정식, Bézier 곡선, Bézier 곡면, 곡면 모델링

차원의 저주(Curse of dimensionality)는 일상 경험의 3차원 물리적 공간과 같은 저차원 환경에서는 발생하지 않는 고차원 공간에서 데이터를 분석하고 정리할 때 발생하는 다양한 현상을 말한다.
대표적으로, 차원이 증가하면 알고리즘의 정확도가 높아지지만, 복잡도가 증가한다. 이 연구에서는 알고리즘의 정확도와 복잡도 사이의 균형을 맞추어 알고리즘의 효율이 최대가 될 때 데이터를 처리 하는 차원에 대해 알아볼 것이다.

주제어: Neural Network, Transformer model, dimension reduction, data process, loss function

본 연구에서는 Pick’s Theorem을 활용해 Gauss Circle Problem의 새로운 해결 방법을 제시하 였다. 원 내부와 원주 위의 격자점을 모두 포함하는 가장 간단한 다각형을 그렸고, 원 대신 그 다각형에 Pick’s Theorem을 적용하여 결과를 도출하였다. 기존의 해결 방법을 분석하였고, 새로운 해결 방법을 통해 얻은 결론이 기존의 해결 방법을 통해 알려진 오차범위 안에 있음을 Python을 활용해 귀납적으로 증명하여 새로운 해결 방법이 유효함을 밝혀냈다. 2차원의 원을 3차원의 구로 확장하였고, Pick’s Theorem을 3차원으로 확장한 Reeve’s Theorem을 활용하여 새로운 풀이 방법을 3차원 공간에 적용하였다.

주제어: Gauss Circle Problem, Pick's Theorem, 격자점, Reeve’s Theorem, 원

존 내쉬의 죄수의 딜레마는 명의 플레이어가 협력 또는 배신이라는 두 가지 행동선택권을 가지고 그에 따르는 보수를 받는 게임이다. 하지만 이 게임은 플레이어의 수, 행동선택권의 수, 보수값이 고정되어 있어 실생활의 다양한 분야에 바로 적용하기에 다소 한계점이 있다. 따라서 본 연구는 죄수의 딜레마를 기본으로 하여, 변수(행동선택권, 보수값, 게임 횟수, 전략 등)를 변형한 게임에서 최선의 전략이 무엇인지 분석하고자 하였다. 이에 본 연구 목적은 첫째, 존 내쉬의 죄수의 딜레마에서 보수값의 변화에 따라 어떤 행동선택권을 선택할지에 대한 세 종류의 ‘선택확률함수’를 개발하고, 둘째, 유전 알고리즘을 활용하여 프로그래밍한 결과를 통해 개발한 선택확률함수를 검증하며, 셋째, 선택확률함수를 적용한 전략 SPS가 확장형 죄수의 딜레마 프로그램 시뮬레이션에서 최선의 전략인 지를 확인한다. 본 연구의 결과 SPS의 순위는 시뮬레이션 초반에는 최상위권을 기록하며 좋은 성능을 보였지만, 전략 복제라는 요인을 고려하지 않았기에 시뮬레이션이 진행될수록 급격하게 성능이 하락함을 알 수 있었다. 이렇게 연구한 존 내쉬의 죄수의 딜레마의 확장형을 바탕으로 복잡한 이해관계가 얽혀 있는 현실 상황에 적용하는 데 일조하고자 한다.

주제어: 죄수의 딜레마, 확장형 죄수의 딜레마, 선택확률함수, 유전 알고리즘, SPS

기후 변화로 인한 홍수 문제가 사회 문제로 대두되는 가운데, 급격한 강우로 인한 홍수 피해를 완화하고 지속 가능한 물 관리를 위해서는 저류 시설의 성능 개선이 필요하다. 본 연구에서는 기존의 우수 저류 틈새 블록과 저류 블록을 결합한 새로운 형태의 저류 블록을 설계하여 투수량과 저류량을 증대시켰다. 또한, 저류 블록과 연계되는 발전 가능한 배수 시스템을 고안하여 빗물의 효율적인 활용과 에너지 생산을 융합한 저류 시설을 개발하였다. 본 연구는 도시 내 홍수 관리와 에너지 생산의 효율성을 동시에 추구하는 한 방법을 제시함으로써, 지속 가능한 도시 환경을 위한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

주제어: 저류블록, 투수계수, 저류량, 접선형 수직 유입구, 저류시설

본 연구에서는 디지털카메라를 사용한 스펙트럼 촬영이 가능하다는 선행연구 결과를 바탕으로 일반 디지털카메라 대신 스마트폰 카메라를 이용한 천체 분광 촬영의 가능성에 관하여 연구하였다.
이를 위해 같은 천체(태양, 달)에 대해 ① 분광기와 디지털카메라로 분광 촬영하여 얻은 스펙트럼과
② 회절격자를 이용하여 자체 제작한 스마트폰 카메라로 분광 촬영하여 얻은 스펙트럼을 이미지 분석 프로그램을 사용하여 기준 스펙트럼(표준 프라운호퍼선)과 비교하였다. 그 결과 ① 과 ② 의 방법 으로 분광 촬영하여 얻은 스펙트럼 모두 흡수선이 기준 스펙트럼만큼 뚜렷하게 확인되지 않아 정확한 성분을 분석하는 데에는 한계가 있으나 두 방법으로 주요 흡수선들이 비슷하게 촬영됨을 확인할수 있었다. 따라서 스마트폰 카메라를 이용한 분광 촬영은 정확한 값을 요하는 전문 연구에는 활용 하기 어려울 것으로 생각되나, 중·고등학교 수준의 천문학 교육에는 활용 가능성이 있을 것으로 판단하였다.

주제어: 분광 관측, 스펙트럼, 스마트폰, 디지털카메라, 회절격자

본 연구는 원자 흡수 분광법을 통하여 폐패각의 중금속 흡착 효과를 확인하고 중금속 농도와 항생제 내성균의 관계를 확인하여 폐패각을 통해 토양 속 중금속을 흡착시킨 후 항생제 내성균 감소 효과를 확인한다. 이를 통해 토양 내 중금속 농도 감소에 도움을 주며, 버려지는 폐기물인 폐패각을 활용할 수 있는 방안을 제시한다. 선행연구에서 중금속 농도가 높은 토양인 강가, 공사장과 중금속 농도가 낮은 토양인 녹지까지 총 3개의 장소에서 토양 시료를 채취하였다. 각각의 토양 시료에서 균주를 분리하여 항생제 배지와 일반 배지에서 자라나는 양상을 비교한 결과 ampicillin 배지에서 강, 공사장, 녹지 순서로 자라난 것을 확인할 수 있었다. 중금속 Pb, Cd, Zn 10ppm 용액에 폐패 각을 첨가하여 AAS로 확인한 결과 Pb, Cd, Zn 용액이 각각 0.037ppm, 0.299ppm, 0.095ppm으로 99% 중금속 농도 감소를 확인할 수 있다. 폐패각을 혼합한 토양의 균을 배양한 결과 NA배지와 ampicillin배지에서 콜로니의 수가 폐패각을 혼합하지 전 토양 시료에서의 결과보다 감소한 것을 확인할 수 있었다. 더 나아가, ampicillin 배지에서 자란 균이 항생제 내성 유전자를 보유하였는지의 확인을 위해 β-lactamase 유전자를 PCR로 증폭하여 전기영동으로 확인하였다. 그 결과 A0-1, A0-2, B2-1, B2-2, B-7, C-2 중 A0-1, B2-2, B-7, C-2, 즉 강가, 공사장, 녹지 모두 항생제 내성 유전자를 확인하였다. 더 효율적인 방법으로 항생제 내성균 감소가 가능해짐으로써 자연 내 존재 하는 슈퍼박테리아와 같은 비유전성 항생제 내성균의 출현을 예방하기 더 쉬워질 것이며, 토양 속중금속을 흡착하는 방법으로 폐패각을 사용하여 버려지는 자원을 활용할 수 있을 것이라 기대한다.

주제어: 중금속, 항생제 내성균, 중금속 흡착, 폐패각

한국의 커피 소비량이 점차 증가하고 있는 추세에서 커피박의 처리 문제는 새로운 환경 문제로 대두되었다. 항산화 작용이 식물 생장에 긍정적인 영향을 미치고, 기존 고형의 커피박 비료는 가공시 거치는 발효에 의해 항산화능이 감소한다는 선행 연구의 결과를 바탕으로 액상의 커피박 비료 개발의 가능성을 보이기 위해 커피박 추출물이 콩과 식물의 발아에 미치는 영향을 분석하고, 기존에 측정되지 않은 네 가지 종류의 커피의 클로로겐산 함량을 HPLC로 정량했다. 이에 따라 커피박 추출 물에 함유된 클로로겐산이 콩과 식물에 생장에 긍정적인 영향을 미침을 알아냈고, 커피박 추출물을 식재한 토양의 마이크로바이옴 분석을 통해 액상의 커피박 비료가 토양의 생태계에 미치는 영향을 분석했다. 따라서, 본 연구는 기존 고형의 커피박 비료를 대체하여 경제적이고, 친환경적인 액상의 커피박 비료 개발의 가능성을 성공적으로 확인하고, 환경 문제를 해결함과 커피박의 재활용을 통해 식물의 생산량 증진에 도움을 줄 수 있음을 밝혔다.

주제어： 커피박 추출물, 클로로겐산, HPLC, 콩과 식물, 액상형 비료

본 연구는 폐기되는 Agar를 재활용해 전류를 생산할 수 있는 Recycled Agar-MFC(RA-MFC)의 조건을 찾아 활용하고자 하였다. 해수 속 전류를 생산하는 혐기성 미생물(Aeromonas hydrophila, Vibrio diabolicus 등)의 호흡 기질로 포도당의 지속적 공급을 위해 Agarivorans albus의 한천 분해능을 적용하였고, 폐기되는 agar의 후처리 조건을 파악하고자 Agar 및 NaCl 농도에 따라 한천 분해 시 생성되는 환원당의 양을 DNS법을 통해 최적의 조건을 도출하였다. Agarivorans albus 분해능 최적 환경에서 RA-MFC를 기존의 MFC와 비교하고, 해수를 이용한 장치의 변인을 조절하며 전력 생산량이 최대가 되는 조건을 도출하였다. 실험 결과 Agarivorans albus 시료의 1.5% agar 및 0.05M NaCl 농도 조건에서 가장 많은 양의 glucose를 생산하였다. 이를 토대로 조제한 시료를 RA-MFC에 도입한 결과 해수만을 사용한 MFC에 비해 지속적으로 생산해 냈으며, Agarivorans albus의 생육 조건이 불완전한 상황에서도 유의미한 전력 생산을 보였다. 이에, 교내 폐배지를 수거하여 후처리를 진행한 뒤 RA-MFC에 도입한 결과 또한 비슷한 수준의 전압을 형성하였다.. RA-MFC는 지속적으로 폐배지를 공급할 시 꾸준히 미량의 전류를 생산할 수 있을 것으로 예상되었다. 따라서, 각 학교 및연구기관에서 사용 가능한 RA-MFC 키트를 제작하여 보급하고, 생산되는 전류를 효율적으로 사용할 수 있는 방안을 제공할 것을 제안하는 바이다.
주제어: Microbial Fuel Cell(MFC), Agar, Agrivorans albus, Recycling, Glucose