연도별 연구과제 123 페이지첫페이지로 이동

현대 사회에서 금융에서는 알고리즘 트레이딩이라는 사람의 내적 요인이 포함되지 않는 방법을 사용해 수익을 낼 수 있다는 것이 알려지며 주목받아 연구되어왔다. 페어트레이딩은 알고리즘 트레이딩의 한 전략으로 가격 흐름이 유사한 두 상품의 관계를 분석해 안정적인 수익을 얻는 방법이다. 이번 연구에서는 나의 이전 연구[0]에서 제안한 문제점과 시뮬레이션을 진행하고 결과를 분석하며 알게 된 가격차의 평균과 표준편차를 구하는 방식이나 피어슨 상관계수와 스피어만 상관계수를 적용해보는 것과 같이 필요한 개선점들을 바탕으로 수정했다. 빠른 알고리즘으로 작성하여 더 많은 페어에 대해서 페어트레이딩을 진행해 많은 예시를 바탕으로 결과를 분석하고자 한다.

주제어: 정규화 스프레드, 알고리즘, 상관계수, 페어트레이딩

전 세계가 COVID-19의 확산을 줄이기 위하여 다양한 노력을 해 오고 있다. 학생들의 감염을 줄이기 위한 노력으로 격주 수업, 등교 시 간격 유지 등을 시행하고 있지만, 가장 문제가 되는 곳은 마스크를 벗고 식사를 하는 급식실의 사용에 있다. 우리는 일정한 시간 내에 모든 학생이 식사를 해야 하는 상 황에서 급식실의 밀집도를 어떻게 하면 낮출 수 있는가를 탐구하였다. 연구를 위하여 설문을 진행하고 학생들의 식사 속도를 분석하였다. 이 분석을 바탕으로 다양한 방법으로 급식실에 학생들을 입장시켰 을 때 급식실의 인구밀집도를 확인하였고 밀집도를 낮출 수 있는 방안을 구하였다. 이 결과를 일반화 하지는 못했지만, 급식실의 밀집도를 낮출 수 있는 방안을 처음으로 제안하였다는 점에서 우리의 연구 가 의의가 있다고 생각한다.

주제어: 입실 순서, 인구 한산도, 식사 시간, COVID-19, 급식실

현재 우리나라에서 약 두 명 중 한 명은 자동차를 가지고 있고, 사람과 물자의 많은 이동이 차량으로 이루어지고 있다. 따라서 인구밀도가 높은 도시 지역에서는 교통 수요가 많이 발생하고 도로가 교통 수요를 감당하지 못하면 교통 정체가 발생하고 교통 사고의 위험도 높아진다. 수원시 창룡대로에 있는 경기남부경찰청 부근 구역은 특히 교통량이 집중되어 심각한 교통 정체가 일어나고 있다. 해당 구간 교통신호제어기가 효과적으로 교통신호를 제어하지 못하는 것으로 판단하여 본 연구에서는 교통신호제어방법의 개선을 통해 대기행렬의 길이를 줄임으로써 교통정체를 해결하고자 한다. 신호 연동의 변화, 회전 교차로 적용, 교통신호제어기의 제거 또는 그 방식의 개선 등을 대안을 제시하고, 시뮬레이션을 통해 최적의 방안을 결정한다.

주제어: 교통공학, 대기행렬, 시뮬레이션, 교통류, 교통신호제어기, VISSIM

사람들은 모르는 정보를 구하기 위해 인터넷을 대부분 사용하고, 이러한 과정에서 포털 사이트 접속은 거의 필수적이다. 사람마다, 들어가는 포털 사이트는 당연히 다르기에 얻게 되는 정보에는 차이가 발생할 수 밖에 없다. 본 연구에서는 포털 사이트를 이용하는 방법이나 시간과 이용하는 사이트의 관계를 군집화와 PCA를 사용하여 알아내는 것을 목표로 하며, 그를 통하여 사람마다 맞는 포털 사이트를 찾을 수 있는 것을 기대할 수 있다.

주제어: 군집화, 포털사이트

3AP-free는 임의의 유한수열에서 3개 항 이상으로 구성된 Arithmetic Progression가 존재하지 않음을 확인하 는 문제이다. 현재까지 3AP-free 문제에 대한 기존의 잘 알려진 해법은 O (1)의 기본 연산이 수행되는 Hash function을 이용한 해법으로, O (N 2)의 시간 내에 문제를 해결한다. 본 연구는 3AP-free 문제에 대해 O (N 2-ϵ)의 효율적인 알고리즘을 제시하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 정수, 유리수, 무리수 집합에서 수의 범위와 증가수열 등 수열의 특징에 제한 조건을 가지는 특정한 수열의 3AP-free 문제에 대한 O (N 2-ϵ)의 효율적인 알고리즘을 다뤘다. 또한 이후 진행할 일반적인 형태의 3AP-free 문제의 효율적인 알고리즘을 제 시하는 방법과 방향에 대해 다뤘다. 이 연구에서는 수의 범위와 수열의 길이가 거의 일치하는 경우에 ϵ=0.5를 얻었다.

주제어: Algorithms, 3AP-free, Arithmetic Progression, Combinatorics

본 연구의 목적은 연구가 활발히 진행되지 않은 소형 풍력발전기와 풍렌즈를 갖고 실험을 진행함으로써 가장 최적화된 소형 풍력발전기 모델을 찾는 것이다. 이에, 본 연구의 실험을 위해서 레이저 커팅기와 MDF판을 이용해서 풍렌즈와 실험 장치를 제작하고 수직축, 수평축 풍력발전기 키트를 구매한 후 변수를 오직 풍속으로 만 설정하기 위해 전부 동일한 발전기를 이용해서 다양한 모델을 만들어 교내의 풍동 장치와 전력측정장치를 이용하여 풍속 별 각 모델의 전기 생산 효율을 비교하였다. 결론적으로, 큰 크기에서와 달리 작은 크기에서는 수직축 풍차의 효율이 비교적 좋다는 것을 알 수 있었고, 풍렌즈가 풍속 증진에 유의미한 영향을 준다는 것을 확인했으며 이를 통해 우리가 앞으로 어떤 상황에서 어떤 구조가 가장 효율적으로 풍력 발전을 할 수 있을지 인지하고 선택할 수 있게 될 가능성이 있다는 점을 시사했다.

▪ 주제어: 풍렌즈, 풍력발전, 소형화, 효율적 발전

현재 각종 병원에서 사용하는 링거는 이동식 거치대를 이용하여 투여하고 있다. 이동식 거치대는 활동의 제약 및 안전사고의 위험이 있다. 본 연구는 이러한 문제점을 해결하기 위해 웨어러블 링거를 제작하였다. 현재 사용되고 있는 링거의 투여 원리는 높이차에 의한 일정한 중력의 힘이다. 우리는 일정한 힘을 가해주기 위해 정하중 스프링을 사용하는 방법을 고안하였다. 힘 센서를 사용해 정하중 스프링의 변위에 따른 출력을 계산하였다. 링거액을 링거 거치대에 걸었을 때 나오는 유량과 정하중 스프링을 활용하여 제작한 링거에서 나오는 유량을 정량화하였다. 프로토타입 제작을 과정을 거쳐 실제 사용할 수 있는 웨어러블 링거를 제작하였다.

▪ 주제어: 웨어러블, 링거, 정하중 스프링

현재 자이로센서는 드리프트 현상에 의한 누적 오차로 인하여 정확도가 많이 떨어진다. 이를 해결하기 위하여 칼만 필터와 HDR 알고리즘 등의 방법을 이용하여 이론적으로 회전 각도의 정확도를 높일 수 있음이 어느 정도 밝혀졌으나, 제대로 된 연구와 명확한 실험 데이터가 없기에 각각의 방법에 대한 효율 분석등이 불가피하다. 본 연구에서는 지금까지의 연구를 바탕으로 하여 각각의 효율을 분석하고 더 효율적인 방법을 알아보고자 한다. 자이로센서의 회전 각도를 정밀하게 측정하기 위하여 스텝 모터를 이용하여 회전각도를 임의로 정하였다. 자이로센서가 측정한 각도를 저장하기 위해 자이로센서 회전 각도 실험 장치를
고안하고 제작하였고, 실제로 아두이노를 이용하여 데이터를 분석한 후, 자이로센서가 측정한 회전 각도를 엑셀 파일로 저장하였다. 본 연구에서 고안한 칼만 필터 알고리즘과 HDR 알고리즘을 이용하여 실험값을 보정하였고, 결과적으로, 칼만 필터 알고리즘의 경우에는 자이로센서의 누적 오차를 제외하면, 오차를 잘보정하였고, HDR 알고리즘을 이용하였을 때는, 데이터의 질이 좋은 경우에는 오차 보정이 제대로 이루어졌음을 확인하였다.

▪ 주제어 : 자이로센서, 드리프트 오차, 칼만 필터, HDR 알고리즘

본 논문은 고온이나 유독성의 물질을 다루는 실험에서 인간이 실험을 직접 수행하며 위험한 경우가 생기지　않도록 실험을 대신 수행할 수 있는 최적의 로봇 손 구조를 제안한다. 로봇 손의 범용성을 확보하기 위해 유연한 소재를 사용한 Soft Robotics 기술을 이용하며, 압력 센서를 이용하여 로봇 손의 악력을 조절해 안정적인 힘으로 물체를 쥘 수 있도록 만든다. 또한, 비커를 들고 기울였을 때, 유량의 일정성, 각속도의 일정성 등을 고려해 최종적인 모델을 제안한다. 그 결과, 제안한 로봇 손 사용 시의 장ㆍ단점과 이 로봇 손이 안정적일 수 있는 근거를 제시해 모델의 타당성을 보인다.

본 연구에서는는 발목 재활, 치료 중에 발목 염좌를 방지하는 웨어러블 장치를 개발하였다. 공업용 전도성 고무등의 소재를 활용하여 웨어러블 센서의 특성을 연구했다. 또한 인공 공압 근육의 특성에 대해 연구하고 실제 제작에 성공했다.
아두이노를 이용하여 센서로부터 오는 발목 각도에 대한 데이터를 바탕으로 인공 공압 액추에이터를 작동시키는 자동제어 시스템을 제작했다. 최종적으로 센서의 저항값에 따라 이산화탄소 카트리지의 압력을 솔레노이드 밸브를 통해 인공공압 근육으로 전달하여 발목 외측 염좌의 반대방향으로 힘을 작용하는 장치를 제작했다

▪ 주제어: 웨어러블 센서, 인공 공압 근육, 웨어러블 장치, 자동 제어

비행기는 현대 사회에서 없어서는 안 될 중요한 교통 수단이다. 비행기에는 여러 가지 장치들이 들어있는데, 이 중 랜딩기어 장치는 지상에서의 이착륙시 발생하는 충격을 흡수하는 역할을 한다. 이 때 발생하는 하중은 항공기전체의 무게의 4~5배가 발생하게 되며, 랜딩기어는 이를 흡수하고, 동체에 에너지가 전달되어 파괴되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이 연구에서는 낭비되는 에너지인 충격 에너지에 집중하였고 바퀴 부근에서의 충격으로 인해 손실되는 에너지를 재활용할 수 있는 방안을 모색하였으며, 충격에 적합한 압전에너지를 이용하기로 하였다. 에너지 하베스팅이란 태양광, 진동, 열, 풍력 등의 현상을 이용하여 전기에너지로 전환하여 사용하는 기술을 의미한다.
비행기의 바퀴에는 충격을 흡수하기 위한 서스펜션이라는 장치가 설치되어 있는데, 이 서스펜션에는 바퀴의 움직임을 제어하는 부분과 충격을 흡수하는 부분으로 나뉜다. 이 연구에서는 충격에 대한 실험을 비행기 바퀴 자체에 중점을 두어 실험을 진행하였으며, 노면은 MDF합판, 바퀴 자체는 알루미늄 선과 용수철을 이용하여 재현하여 실험하였다.

▪ 주제어: 서스펜션, 압전에너지 하베스팅, 진동
 

GPS는 오차가 있고, 이 때문에 드론에 쓰기엔 부적절할 수 있다. 이 때문에, 드론 택배가 상용화되려면 새로 운 기술이 필요하다. 그 때문에, 우리는 드론에 적합한 새로운 주소 저장 기술을 만들기로 하였다. 이 때문에, 우리는 마킹 기술을 사용해, 이를 이용해 주소 정보를 저장해 마커를 만들고, 이를 인식하는 프로그램을 만들기로 하였다. 깨끗한 사진만의 데이터의 경우, 생성했던 것을 반대로 가 인식을 하고, 실제 밖에서 드론이 보는 경우에는 길이나 지붕 위에 올려져 있을 것이기에 이를 위해 마커를 구분할 수 있는 특징을 추가하고, 이를 인식하기 위해 인공지능을 만들어 이를 인식하게 하였다.

▪ 주제어: 택배 드론, 정밀 배송, 마커, 영상 처리, 인공지능