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수치화된 많은 정보를 처리하는 데는 계산 속도 문제가 있어 데이터 처리 기술이 필요하다. 기존 방법은 데이터 요소 추출에 초점이 맞추어져 있지만 데이터 군집마다 어떤 요소가 얼마만큼의 가치를 갖는지가 다를 수 있다. 데이터 군집을 위한 더 빠른 데이터 분석 기술 문제를 페르마 포인트와 유전 알고리즘을 통해 해결한다. 연구에서는 페르마 포인트와 관련된 이론적 배경을 설명한다. 실제 연구는 스타이너 점과 베버 문제를 일반화하는 과정을 거쳐 유전 알고리즘을 이용한 최적화 문제를 해결하는 과정을 나타내었다. 연구 결과는 스타이너 점을 활용한 유전 알고리즘을 통해 데이터의 적합도를 향상시킬 수 있다는 것을 보여주며, 이는 최적화 문제를 효과적으로 해결하는 데 도움이될 것으로 기대된다. 마지막으로, 베버 점과 유전 알고리즘을 결합하여 데이터 분석과 최적화에 활용할 수 있는 가능성을 제시하고, 더 빠르고 정확한 데이터 마이닝에 기여하고자 한다.
근모세포 융합 과정과 사멸 세포 제거 과정의 유사성을 바탕으로, 두 과정의 공통적인 특징인 PS의 노출과 이 후 신호 전달체계(Elmo / Dock180 / Rac1)의 근모세포 융합 과정시 중요성에 대해서 파악하였다. 마우스 근육모세포 C2C12 cell의 분화동안 PS를 방해하는 Annexin V 를 처리하거나, Elmo2 발현을 저해하기 위해 NAi 이용 knockdown을 실행하였다. 이 후 myotube의 형성 정도를 Fusion index라는 기준을 통해 파악한 결과, 근모세포 분화 시 PS의 노출과 PS를 통한 신호전달이 중요하며, 특히나 Elmo2 단백질이 근모세포 융합에서 중요한 영향을 미친다는 사실을 확인하였다.
독특한 구조에 관한 연구는 가치가 충분하다. 그러나 선행연구가 충분하지 않다. 본 연구에서는 지렛대의 원리가 적용되어 있으며, 일상생활 중 발견할 수 있는 독특한 구조 중 하나의 물리적 성질에 관하여 탐구할 것이다. 실험은 다음과 같이 진행된다. 첫째, 이론적으로 이 실험의 결과를 예측 하여 이론값을 얻는다. 둘째, 실험을 위해 특수 제작한 수평 프레임을 기반으로 로드셀과 아두이노를 활용하여 이러한 구조의 운동에 대한 실측값을 얻는다. 셋째, 얻은 실측값을 여러 종류의 근사법을 이용하여 수학적으로 기술한다. 넷째, 이론값과 실측값을 비교하여 오차율 내에서 이론값과 실측 값이 일치하는 수학적인 모델을 만드는 것을 목표로 한다. 주제어: 독특한 구조, 지렛대의 원리, 이론값과 실측값 비교, 수학적 모델
본 연구에서는 홀 효과 및 직선 도선에서의 유도 전기장의 원리를 이용한 마이클 패러데이의 템즈 강의 흐르는 강물로부터 전류를 발생시킬 수 있다는 제안을 이용해 자연 속에서 유속과 자기장 등의 자연적 요인을 이용한 전류를 발생시키는 발전장치를 만들고 실험해보려 한다. 이렇게 전기를 만들 수 있다면 이는 심장의 전기 신호를 조절하거나 산의 계곡 등에서 구조 신호를 보내는 등의 방법을 사용될 수 있을 것이다. 이 실험에서 실제 계곡의 유속과 자기장, 지형, 수압 등의 데이터들을 취합하고 모형 발전장치를 제작해 효율성과 출력 전류를 측정해보려 한다. 이 실험을 통해 자기 장과 지형, 강물의 유속, 수압 등의 요소에 따른 전류의 세기를 비교해보고 전류를 최대화 할 수 있는 요인들을 알아내고자 한다. 그리고 앞선 실험을 통한 실험결과를 토대로 이와 같은 발전장치가 실제로 적용되기 위해서는 어떤 조건과 기술이 있어야 하는지 생각해보고자 한다. 주제어: 지구 자기장, 유도 전기장, hall effect, 산악지형
현재 인공지능의 발달로 인공지능의 대표적인 과제 중 하나인 이미지 처리 분야도 전례없는 발전을 맞고 있다. 이미지 처리의 발전을 발판 삼아 현재 존재하지만 개선할 수 있는 기술이 많다. 그중 하나는 로봇 손의 동작에 대한 것이다. 로봇 손은 용도, 목적에 따라 매우 많은 타입들로 나뉜다. 우리가 주목한 것은 비교적 자유로운 동작을 위해 인간의 개입이 필요한 로본 손이다. 이들의 조종 방식은 특정한 조종기를 이용하거나 장갑 등으로 로봇 손이 인간의 것과 매우 유사하게 동작 하도록 한다. 그러나 이미지 처리를 이용하면 별도의 기기 없이도 카메라 하나만 있으면 동일한 기능을 할 수 있다. 약간의 보정과 개량을 거친다면 더욱 자유로운 움직임을 요하는 경우에 본래의 방법보다 더욱 효과적으로 활용될 수 있을 것이다. 주제어: 이미지 인식, 로봇 손, 랜드마크, numpy, mediapipe
국본 연구는 COVID-19의 발생 이후 살균의 중요성이 증가함에 따라 광촉매를 이용한 효과적인 살균을 위하여 졸-겔법으로 제조한 두 TiO2의 살균 능률을 비교하는 것을 목적으로 한다. TTIP와 TBOT를 시작 물질로 하여 TiO2를 제조하였으며, 메틸렌블루 수용액의 흡광도가 전반적으로 줄어들 었으며 특히 660nm 파장의 흡광도가 크게 떨어졌음을 확인할 수 있었다. 또한, TTIP TiO2를 넣어 살균한 배지는 광촉매를 사용하지 않고 살균한 배지보다 콜로니수가 443개 적었으며, TBOT TiO2의배지는 콜로니가 529개 적었다. 이를 통해 TBOT TiO2가 TTIP TiO2보다 더 살균에 적합함을 알 수있었다. XRD 분석을 통해 TTIP TiO2는 anatase 67%, rutile 16.3%, brookite 16.7%의 구성을 갖고, TBOT TiO2는 anatase 68.5%, brookite 31.5%의 구성을 갖는 것을 확인하였다. 주제어: TiO2, 광촉매, Anatase, Rutile, E.Coli
미생물에 의해 생성되는 생물막은 배관과 같이 인간이 만든 환경에서 자주 생성되며 미생물막의 형성을 억제하는 방법을 이해하는 것은 중요한 문제이다. 본 연구에서는 전기장, 여러 pH값의 산성 도, 그리고 배양 온도의 변화 세 가지 조건에 따른 생물막 형성의 변화를 관찰하여 생물막을 억제할 수 있는 외부 요인을 조사하였다. 각 조건에서의 영향을 확인하기 위해 액체 배지에서 배양한 미생물을 플레이트 상에서 생물막을 형성하도록 하여 대조군, 전류 및 단일 방향의 외부 전기장을 가한 실험군, 배양 온도를 25, 30, 37℃로 조절한 실험군을 구성하고 O.D값을 측정하였다. 실험 결과, 전류와 단일 방향의 외부 전기장이 생물막 형성을 억제할 수 있음을 확인하였고, pH가 7에서 벗어날수록 생물막 형성이 감소하며 높은 온도일수록 생물막이 잘 형성된다는 결론을 얻었다. 주제어: 생물막, 전기장, 산성도, 온도
최근 모기의 개체수와 대륙 간 이동이 증가함에 따라 대한민국에서 모기에 의한 피해 정도는 계속 증가하고 있다. 이에 따른 다양한 모기 제거 장치가 많이 출시되고 사용되고 있는 가운데 이 연구는 향을 이용한 모기 퇴치 방안에 대해 고안해보게 되었다. 모기가 주변으로 오지 못하도록 멀리 보내는 방법들과 달리 본 연구에서 모기가 선호하는 향을 이용해 모기를 유인하는 방법을 구상하였다. 실험은 네오 박스를 이용해 공간을 분리한 후, 각 방에 림버거 치즈와 시판 모기 유인제를 두고각 박스 안의 모기 개체수 변화를 측정했다. 실험 결과 림버거 치즈 편에 모기가 많이 있다는 것을 관찰한 후, 림버거 치즈와 모기 유인제를 동시에 실험하여 림버거 치즈의 효과를 확실히 확인하였다. 이 실험을 통해 모기 선호 향에 대한 이해도가 증가할 것이고, 새로운 모기 제거 방식의 가능성을 제시할 것이다. 주제어: 모기, 포획 트랩, 곤충 유인 물질, 유인향, 선호도 비교
인공위성 수의 증가는 천체 측광의 방해라는 문제를 일으키며, 이는 결국 지상에서의 천체 측광 관측에 악영향을 끼칠 수도 있다. 이를 우려하여 경각심을 일깨워줄 수 있도록 본 연구에서는 인공위성이 천체 측광 관측에 영향을 끼치는 영향을 알아보고자 한다. 연구를 위해 첫째, 밤하늘 전체적으로 인공위성이 지나가는 빈도수를 확인하기 위해서 행성용 카메라를 개조하여 전천카메라(All SKY CAMERA)를 제작하여 설치 및 관측하였고, 둘째, 방위별 인공위성의 빈도수와 영향을 분석하기 위하여 해가 진 직후 동시에 동쪽 하늘과 남쪽 하늘, 북쪽 하늘의 일주운동 사진을 두 시간씩 촬영하여 분석하였다. 셋째, 인공위성이 실제 측광 관측에 미치는 영향을 분석하기 위하여 학교의 망원경을 이용하여 천구의 적도 부근의 천체를 중심으로 그부근을 deep sky 촬영하였다. 전천카메라와 DSLR로 촬영한 사진 및 동영상에서 인공위성으로 의심되는 몇 개의 물체를 발견하였으며, 예상한 만큼 많은 인공위성이 관측되지는 않았다. 학교의 망원경으로 관측한 결과 한시간 동안 6개 이상의 인공위성을 발견하였으나 주변 별의 측광 관측에 직접적인 영향을 주는 여부는 측정하기가 쉽지 않았다. 추후에 산개성단을 집중적으로 촬영하여 목적성을 결정하고, 인공위성이 지나가는 순간 별의 상대적 밝기 변화를 분석한다면 인공위성이 측광 관측에 미치는 직접적인 영향을 측정할 수 있을 것이다. 주제어: 인공위성, 측광 관측, 전천카메라, 일주운동, CCD, 겉보기 등급
루크다항식은 제한된 수열(Restricted Permutations)에서 아주 강력한 도구로 사용될 수 있다. 제한된 수열은 개체배열에서 중요한 개체 집합을 찾아낼 수 있으므로 아주 의미가 있는 순열이라 볼 수 있다. 루크다항식을 n차원으로 확장시키기 전, 우선 3차원에서의 루크 다항식을 구해보고자 하였다. 루크 다항식이 좀 더 일반적인 형태로 확장되어 있다면 이 역시 예상치도 못한 곳에 유용하게 사용될지도 모른다고 기대한다. 루크다항식을 차원을 더 높여 확장한 것은 기본적인 형태 틀은 2차원 루크 다항식과 비슷하기 때문에 비슷한 곳에 더 잘 쓰일 수 있다고 기대된다. 또한 비숍 다항식 역시 생각해 봄으로써 또 다른 방향의 루크다항식의 사용방법 역시 알게 될 수 도 있음을 기대한다.
드론이 다양한 분야에 사용되고 있기에 발생할 수 있는 사고를 예방하기 위해 알고리즘을 개발하고 적용하여 드론이 기울어지는 문제 해결하기 위한 탐구를 하였다. 아두이노 기반 드론을 이용하여 PID 제어 알고리즘을 입력하고 지지대를 이용하여 드론이 기울어지더라도 사고가 일어나지 않게 공간을 마련한 후 실험을 진행하였다. yaw, roll, pitch 축의 각도를 측정하고 변화에 따라 4개의 모터 값을 업데이트하며 드론의 수평을 맞춘다. 상보 필터를 통해 드론의 현재 각도를 찾고 p항, i항, d항의 계수를 실험에 따라 조절하면서 최적의 계수를 설정하여 드론이 더욱 정확한 평형을 유지할 수 있게 되었다. 또한 예측 불가능한 상황 속에서 동체가 기울어졌을 때 사용자에게 블루투스를 통해 경고 메세지를 보낼 수 있다. 주제어: 드론, PID 제어 알고리즘, 평형, 각도, 계수
성단을 연구하기 위해서는 가장 먼저 성단의 구성원을 판별하는 작업이 선행되어야 한다. 이를 위해서 가장 좋은 방법은 성단의 구성원으로 판단되는 모든 후보 항성들에 대해 거리를 측정하고 그결과를 바탕으로 3차원 지도를 만드는 것이다. 이는 매우 높은 정밀도로 위치를 측정할 수 있어야 가능하기에 대부분의 지상 망원경의 관측으로는 거리 측정이 몹시 어렵다. 우리은하의 항성에 대해 위치 정보를 정확하게 측정하기 위해서 가이아 우주 망원경이 발사되어 관측을 수행중이다. 이번 연구에서는 가이아 우주 망원경의 자료를 활용한 선행 연구를 바탕으로 지상 망원경 자료를 활용하여 성단의 구성원을 판별하는 기계학습 모델을 구축하였다. 기계학습에 사용한 자료는 SDSS 와 2MASS로 가시광선에서 근적외선 파장대에서의 겉보기 등급 자료를 활용하였다. 알고리즘으로는 로지스틱 회귀, 서포트 벡터 머신, 확률적 경사 하강법 그리고 K-최근접 이웃 알고리즘을 이용하여 학습을 진행하고 결과를 비교하여 최적의 알고리즘을 선별하였다. 최적의 알고리즘으로 서포트 벡터 머신이 채택되었으며 이후 사용되는 매개변수를 다양하게 조절하여 최적의 모델을 구축하였다. 약 85%의 정확도로 성단의 구성원을 판별할 수 있는 최적의 모델을 완성하였으며, 가시광선과 근적외선 자료는 지금까지도 누적된 자료가 많고, 앞으로의 관측도 쉽고 많이 계획되어 있으므로 다양한 방면으로 활용 및 응용이 가능할 것으로 기대된다. 주제어: 기계학습(Machine Learning), 성단, 항성 분류