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본 연구는 다각형의 각 꼭짓점에 임의의 수를 배치한 다음 가장 큰 수를 일정한 비율에 따라 이웃한 꼭짓점 으로 분배하는 것을 ‘시행’으로 정의할 때 그 ‘시행’을 무한히 반복하여 최종적으로 수렴하는 도형의 모습에 대한 연구이다. 주제어: 수의 분배, 수열, 행렬, 수렴값, 일반화
본 연구는 구슬이 굴러가는 길을 직접 이어나가는 블록 장난감인 CUBORO를 어떻게 하면 더 재미있게 즐길 수 있을까 하는 의문에서 시작하였다. 주어진 조건 하에서 구슬이 나무 블록으로 이루어진 경로 위에 더 오래 있게 하는 경로를 만들기 위해, 블록 배열과 구슬의 초기 속도가 주어졌을 때 구슬이 경로 위에 머무는 시간을 계산하는 프로그램을 만들고자 한다. PASCO 포토게이트를 이용해 각 블록의 종류에 따른 함수를 구한 다음에, 재귀함수를 사용하여 주어진 CUBORO 블록 배열에서 구슬이 얼마나 오래 경로 위에 머무는지 계산하는 프로그램을 제작한다. 더 나아가 그리디 알고리즘 혹은 브루트포스 알고리즘을 사용해 일정 조건(ex. 블록 배열의 높이가 일정, 사용하는 블록의 개수가 일정) 하에서 구슬이 경로에 가장 오래 머물게 되는 블록의 배열을 구하는 프로그램 또한 만들 수 있을 것이다. 주제어: CUBORO, 합성함수, 최적화
본 연구는 2차원 노노그램을 3차원 공간으로 공간으로 확장시킨 3차원 노노그램의 성질을 탐수함을 목적으로 한다. 노노그램이란 퍼즐의 한 종류로 격자판과 단서가 주어지는데, 단서를 보고 격자판의 칸의 색칠 여부를 알아내어야 한다. 기본적인 노노그램은 2차원 평면에서 진행되는데, 본 연구의 주제인 3차원 노노그램은 2차원 노노그램을 쌓아 마치 큰 정육면체 픽셀로 이루어진 입체도형의 형상을 띤다. 본 연구에서는 첫째, 2차원 노노그램을 확장한 3차원 노노그램과 최적화를 정의했다. 둘째, 2차원 노노 그램의 다양한 성질에 대해 탐구하였다. 셋째, 알아본 2차원 성질을 바탕으로 3차원 노노그램의 다양한 성질들을 수학적으로 분석하였다. 마지막으로, 모든 힌트가 1로 주어진 특별한 케이스에 대해 연구하며 라틴스퀘어와의 연관성에 대해 알아보았다. 주제어: 노노그램, 3차원, 라틴스퀘어
물꽃현상은 녹조현상을 일컫는 말로, 물꽃현상이 발생한 곳의 수중 생태계 환경에 피해를 준다. 녹조를 효율적으로 제거할 수 있는 장치는 다양하게 개발되어있지만, 대부분 강, 하천 등 대규모 수중 환경 개선을 위해 사용하고 있어 소규모 연못의 녹조를 제거할 때 이 장치를 그대로 사용하기 어렵 다. 연못에 발생한 녹조를 제거하기 위해서 수온을 낮추는 노력이 필요한데, 수면에 산란율을 높이면 태양에너지의 투과량이 감소하여 수온이 낮아질 수 있다. 따라서 수면에 잔물결을 일으켜 산란율을 높이는 장치를 고안하게 되었다. 과학상자와 3D 모델링 출력물을 이용하였으며, 물레방아를 활용 하여 잔물결을 발생하도록 하였다. 잔물결 발생을 통한 물꽃현상 방지 효과와 부유물 제거 효과를 통해 깨끗한 수중 환경 조성에 기여할 수 있다. 주제어: 지구온난화, 녹조, 물레방아, 물결
인공지능 스피커를 만들기 위해서는 기본적인 툴이 필요하다. 자연어 처리 과정을 수행할 수 있는 트랜스포머를 완전히 새로 만들수는 없기에 CloudSpeech를 이용한다. 또한, CloudSpeech로 파일을 받은 뒤, 리눅스로 코딩을 하기 위해 라즈베리파이를 이용하게 된다. 라즈베리파이는 교육 목적으로 제작된 싱글 보드 컴퓨터로, 기본적으로 AIY Speaker Kit 내에 포함되어 있는 것을 사용하여 연구를 진행한다. 리눅스는 강력한 보안을 자랑하는데, 연구 과정에서는 이를 인증하기 위해 Secure Power Shell에서 공통으로 지정한 비밀번호를 입력하여 리눅스를 사용하게 된다. 주제어: 토큰화, 트랜스포머, 자연어, 리눅스, 라즈베리파이
본 연구에서는 기계식 기어에서 마찰에 의한 에너지 손실과 마모, 소음 등 문제점을 해결할 수있는 마그네틱 기어(Magnetic Gear)에 관해 연구했다. 특히 토크 밀도가 높은 동축 자력 기어 (Coaxial Magnetic Gear)를 이용했다. 내외부 로터의 자석 개수를 1:1로 하며, 중앙에 폴피스가 있는 기어를 디자인하고, 전자기장 프로그램(Ansys Maxwell)으로 시뮬레이션하여 자기장과 토크의 변화량을 분석했다. 그래프의 분석 결과 힘을 가해 회전시킨 기어의 토크는 일정한 주기로 변하는 것을 관찰했으나, 토크 리플 현상 또는 코깅 토크 현상에 의해 정확한 역방향 토크가 관찰되지 않았다. 주제어: 마그네틱 기어, 동축 반전 기어
본 보고서는 교육 및 연구용 오픈 소스 로봇인 터틀봇과 소프트웨어 우분투(Ubuntu)를 이용하여 선을 따라 이동하는 자율 주행을 구현에 관한 연구를 진행하였다. 이번 과제에서 사용한 우분투는 무료 소프트웨어이며, 손쉽게 조립 및 유지 보수가 가능하기에 이를 활용하였다. 담당 교수님과 조교님들과 함께 먼저 기본적인 내용을 학습하고, 우분투의 CLI(Command-line Interface)를 이용 하여 개별적인 입력어를 학습하고 직접 실행해 보는 방식으로 연구를 진행하였다. 초반에는 ROS2 를 이용하여 실습했으나, 아직 개발한 지 얼마 되지 않아 관련 정보와 오픈 소스 또한 부족하기에 ROS1으로 바꾸었다. 터틀봇에 카메라를 설치하고 ROS 통신으로 터틀봇에 정보를 전송하여 터틀봇을 방향키로 직접 조종하고, 제작한 맵에서 주행시키며 맵을 학습시켰다. 연구 결과로 터틀봇이 검은색 선과 흰색 바탕을 구별하여 검은색 선을 따라 주행하는 것을 성공적으로 수행하였다. 주제어: 터틀봇, 우분투, 자율 주행, 라인트레이서
딥러닝은 input으로부터 오차를 계산하고, 이에 맞게 weight를 변형하여 다시 오차를 구하는 것을 반복하며 프로그램의 정확도를 높이는 기술이다. 딥러닝은 데이터의 양을 늘리고 모델을 규모를 키우면 그에 상응하여 확정적으로 성능 향상을 보이는 특징을 가지고 있다. 기존의 딥러닝 모델에서는 대용량 데이터 처리 시 병목 현상이 발생하여 연산 속도가 지연되는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 딥러닝 모델의 연산 속도를 향상시키기 위해 쓰레딩을 활용하여 연산 병목 현상을 최소화하고, 보다 빠른 딥러닝 애플리케이션 구현을 목적으로 한다. 스레드 개수에 따른 학습 시간의 차이와 정확도를 분석하고 결론을 도출하였다. 주제어: 병렬 컴퓨팅, 멀티 쓰레딩, 컴퓨터 구조, 운영체제
노령화로 인해 노년 부양비가 증가하고 있는 상황에서, 세금을 낼 수 없는 노인들에 대한 지원이 중요해지는데, 다른 세대들이 더 많은 세금을 부담하게 된다. 이를 해결하기 위해 노인들이 경제활 동을 할 수 있도록 건강한 신체를 유지하는 것이 필요한데, 그 방법으로 식용곤충이 있다. 식용곤충은 환경 면으로도 지속할 수 있을 뿐만 아니라 영양가가 풍부하여 노인들의 건강 유지에 도움을 주는데, 특히 흰점박이꽃무지의 유충은 혈전 치유, 혈액 순환에 도움이 되고 간 기능을 강화해준다. 그래서 본 연구에서 흰점박이꽃무지의 유용 물질을 추출하는 연구를 진행하고 'SVIL'과 'RAB 19' 유전자를 유용 물질로 제시하였다. 주제어: Biobig data, Bioinformatics, Genome analysis, Python, Biostatistics 바이오빅데이터, 생물정보학, 유전체분석, 파이선, 생물통계학
고령화사회로 진입함에 따라 심질환 환자의 증가로 심전도 신호를 이용한 심질환의 조기검출 및진단에 관심이 증가하고 있다. 이를 위한 비정상심박의 자동검출시스템은 심전도진단의 비용을 크게 절감시킬 수 있는 까닭에 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 그 중 ‘V’형의 조기 심실수축 심박을 통계값을 이용한 검출기법을 연구한다. ‘V’형 심박은 정상심박에 비해 R-peak 의 전위가 크고 이전 R-peak와의 간의 간격이 짧아지는 특징값을 가진다. 대다수의 정상심박이 가지는 특징값이 정규분포를 가지며, 비정상심박의 특징값을 이를 벗어난 분포를 가지는 것에 기반하여 평균과 표준편차를 이용하여 임계값을 결정함으로써 비정상심박을 검출할 수 있다. 그러나 평균과 표준편차는 비정상심박의 분포와 크기에 따라 변동이 큰 까닭에 임계값의 결정이 난해하다. 이를 개선하기 위해 중간값과 중간절대편차를 이용한 방법을 적용하였으며, 실험을 통해 평균과 표준편차를 이용한 방법보다 안정적인 임계값의 결정이 가능함을 확인할 수 있었다. 주제어: 고령화, 의료, 심질환, 비정상 심박
2023년 7월 한반도 전역에 발생한 대규모 호우 사태로 인해 많은 양의비가 한반도에 내렸고, 그로 인해 여러 피해가 전국에 동시다발적으로 발행하였다. 그러나 비슷한 규모의 호우가 발생한 두지역이라도 해당 지역의 개발 정도에 따라 최종적으로 발생한 피해 정도에서 두 지역이 차이를 보이는 경우도 있는데, 이러한 경우에서 착안하여 '도시화 지수'라는 수치를 제작하여 도시화 정도와 호우 피해 정도 간의 연관성을 분석한다. 상관관계 그래프를 이용해 도시화 지수에 들어갈 요소와 실제 도시화 정도와의 연관성을 분석하여 식이 최종적으로 타당하게 사용될 수 있는지 확인한다. 주제어: 도시화, 호우 피해, 정규화
본 연구는 RNA 수송과 가공에 중요한 역할을 하는 Dbp5와 Gle1 단백질 간의 상호작용 변화 분석을 목적으로 하며 Dbp5의 특정 아미노산 점 돌연변이가 Gle1과의 결합에 미치는 영향을 중점적으로 분석하였다. 이를 통해 변이가 단백질 상호작용에 어떻게 영향을 미치는지에 대해 이해할 높일 가능성을 보여주었다. 이 연구는 유전자 변이가 어떻게 질병을 유발하는지, 그리고 이러한 변이를 어떻게 치료할 수 있는지에 대한 이해를 높일 수 있음을 보여주었다. 주제어: Dbp5, Gle1, Recombinant Proteins, Size Exclusion Chromatography, Protein – Protein Interaction