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본 연구는 GMM 알고리즘을 적용해 같은 시간 값에 대해 다수의 데이터가 관측되는 시계열을 확률적 분포로 분석하는 과정을 탐구한다. 실험 과정에서 반복 실험을 진행하거나 서로 다른 관측소에서 시간에 따른 이산화탄소 농도를 측정하는 경우 평균 같은 대푯값을 선정해 시간축과 데이터 값을 일대일 대응 시키지만, 이러할 경우 유의미하게 반복되는 튀는 값을 오차로 간주하여 분석하지 못하는 오류를 범할 수 있다. 따라서 GMM 알고리즘을 통해 하나의 시간값에 대해 정렬된 여러 데이터들의 분포를 적절한 정규분포 그래프의 합으로 표현하고, 이를 통해 확률값을 매겨 데이터를 간소화하고자한다. 이후 선택적으로 만든 추세선에 확률값에 따른 기여도를 매겨 최종적으로 추후 예측값의 확률적 추세를 확인하고자 한다. 주제어: 추세선, 정확도, 분포도, clustering, GMM algorithm, density estimation
환경 호르몬으로 알려진 프탈레이트는 다양한 산업에 사용되지만, 인체에 심각한 악영향을 미칠 수 있는 유기물이다. 이전 연구에서는 초파리를 사용하여 프탈레이트 노출이 생식 주기에 미치는 영향이 연구되었는데, 특히 DBP 노출은 초파리의 일주기성을 손상시키는 것으로 나타났다. 이러한 배경을 바탕으로 본 연구에서는 DBP에 노출된 초파리의 생식 주기에 미치는 영향을 조사할 것이다. 실험 결과, Phthalate 노출 그룹의 경우 일주기성이 손실되어 생식 주기와 리듬이 깨지고, 이로 인해 교미의 성공률이 감소할 것으로 예상된다. 또한, RNA-seq 분석을 통해 프탈레이트 노출에 따른 유전자 발현 변화를 확인하였으며, 이를 기반으로 프탈레이트의 영향을 받는 생물학적 반응과 관련된 경로를 예측할 수 있다. 주제어: 환경 호르몬, 프탈레이트, 초파리, 생식 주기와 활동
도시화가 진행됨에 따라 사람들은 더욱더 밀집하여 살게 되었고, 도시는 더 확충된 교통시설을 필요로 하게 되었다. 특히, 수원과 같이 오래전부터 형성된 도시는 이 현상을 더 심하게 겪고 있다. 이에 따라 단순히 교통 시설을 늘리는 것이 아닌 교통수요를 관리하는 정책이 필요해졌고, 간선급행버스체계(이하 BRT)가 각광받게 되었다. 따라서 본 연구는 BRT 타당성을 검토하고, 적용 대상 구간을 제안한다. 이를 위해 수원시의 교통 양상을 분석하고, BRT 설계를 위한 발판을 마련하였다. 그리고 수원시민의 통근 지역과 이용하는 교통수단 및 자주 이용되는 노선을 분석하여 실제 BRT가 적용되는 것이 좋은 도로를 선정하였다. 이를 통해 수원시내에서 버스의 정시성 확보와 평균 운행속도 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 주제어: BRT, 교통수요관리정책, 버스중앙차로제, 대중교통 분담률, 노선 설계
그래프의 특수한 형태인 트리에서는 임의의 두 정점 사이의 거리를 구하는 질의를 LCA 알고리즘을 이용하여 평균 O(log V)에 해결해줄 수 있다. 본 연구는 위 질의를 다른 특수한 그래프에서도 빠르게 해결하고자 하였다. 본 연구는 평면 그래프의 일종인 할린 그래프에서는 센트로이드 분할과 다익스트라 알고리즘을 응용하여 전체 질의를 O(((V + E)log V + Q)log V)에 오프라인으로 구할 수 있음을 증명하였다. 또한 어떤 트리를 대칭시켜 만든 그래프인 ‘거울 대칭 트리 그래프’에서는 질의당 O(log N)에 온라인으로 해결할 수 있음을 증명하였다. 본 연구는 이에 더 나아가서 할린 그래프를 대칭시킨 그래프에서도 O(((V + E)log V + Q)log V)에 오프라인으로 구할 수 있음을 증명하였다. 이를 통하여, 특수한 그래프에서는 분할 정복을 이용하여 오프라인으로 빠르게 최단 경로 질의에 응할 수 있다는 점과, 그러한 그래프를 대칭 변환한 새로운 그래프에서도 유사한 방법으로 빠르게 구할 수 있다는 점을 보이고 있다. 주제어: Algorithm, Divide and Conquer, Centroid Decomposition, Graph Theory, Shortest Path
다양한 최적화 문제에서 활용되는 메타휴리스틱은 현재 많은 연구가 진행되고 있는 분야이다. 더 나은 최적해를 구하는 메타휴리스틱을 제시하기 위한 연구는 끊임없이 이루어졌다. 본 연구에서는 벌매의 특이한 사냥 방식에서 아이디어를 얻어 새로운 메타휴리스틱을 제시하고자 하였다. Exploration과 Exploitation 각각의 과정에 대해 2개 이상의 모델을 만들었으며, 이를 23종의 benchmark function으로 테스트하였다. GWO, WOA와 같은 다른 메타휴리스틱과 비교했을 때 더 나은 성능을 보여주는 일부 함수가 존재함을 확인하였다. 본 연구를 통해 이상적인 해에 더 근접한 최적의를 효과적으로 구할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 뇌파측정 장치를 이용한 베타파 측정을 통해 공포증과의 상관관계를 분석하고자 하였다. 같은 학교 학생들을 대상으로 피실험자를 모집하였으며, 실험은 안정된 뇌파를 측정하고 VR를 착용한 후 안정부터 자극을 받을 때까지의 뇌파를 비교하였다. 또한 실험군을 무작위로 치료를 진행하는 그룹과 진행하지 않는 그룹으로 나눈 뒤 2차 자극을 주었다. 공포증을 가지고 있지 않은 대조군과 대조를 하여 베타파와 공포증을 정량화시켰으며, 둔감화 치료를 통한 공포증의 약화를 재측정을 통해 확인하였다. 사람과 상황에 따른 차이에 의해 관측되는 베타파의 경향성을 분석하고, 공포증 치료의 정도를 정량적으로 확인하여 추후 치료에도 응용할 수 있는 결과를 얻을 수 있었다.
색각 이상이란 원추세포의 손상 혹은 신호 전달 체계의 이상으로 인해 색상이 정상적으로 구분하지 못하는 증상으로 색맹과 색약으로 나눌 수 있다. 현재까지도 이 증상에 대해서 치료법이 등장하지 않았으며 이로 인해 발생하는 불편함을 해소할 방안도 적다. 이를 해결하기 위한 모델을 개발하기 위해 color-blindess.com의 Color Blindess Simulator를 이용하여 녹색맹 이미지를 수집하고 Image-to-Image 모델과 Pix2Pix 모델을 이용하여 두 이미지 사이의 패턴을 학습한다. 이러한 결과로 주요 요소의 색이 원본과 유사하게 복원하는 결과를 나타낸다.
최근 중금속이 사용되지 않아 환경에 악영향을 끼치지 않고 자외선 파장에서만이 아닌 가시광선을 조사했을 때에도 활성을 보이는 유기 광촉매가 활발히 연구되고 있으며, 지구 온난화가 심해짐에 따라 이러한 광촉매를 통한 수소 에너지 연구를 진행하는 추세이다. 이를 위해 F8T2의 표면에 다공성을 형성하여 기존에 비해 효율적으로 수소를 생산하는 방법을 연구하였다. 소수성 용매 클로로포름, 클로로벤젠, p-자일렌을 변인으로 하였으며 계면활성제로는 SDS를 이용해 mini-emulsion을 진행하였다. 이를 통해 형성된 다공성은 SEM, 메틸렌 블루 흡착에 따른 흡광도 변화를 통해 확인하였다. 이후 354nm, 525nm 파장대의 빛을 조사하면서 물을 전기분해하여 수소 발생량을 측정하였다.
폴리우레탄 폼은 다공성 구조에 의한 넓은 표면적으로 인해 박테리아가 서식하기에 적합한 환경이 될 수 있다. 따라서 화학적 방식을 통해 폴리우레탄 폼 표면을 코팅하여 기판 표면의 표면 에너지를 낮추고 거칠기를 부여하고자 하였다. 본 탐구에서는 실리카를 코팅하여 폴리우레탄 폼의 항균능 및 흡수 방지능을 증대시키고자 하였다. 실크 단백질인 세리신은 누에고치에 함유되어 있는데, 누에고치 정련 과정 중 세리신 정련 폐액이 폐기된다. 세리신의 경우 보습성, 생체 친화성이 우수하고 일부 항균성을 띤다는 선행 연구 결과가 있다. 따라서 이를 재활용한다면 실리카 코팅 폴리우레탄 폼의 항균능을 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라, 세리신 정련 폐액의 재사용 가능성을 확인할 수 있기에 실리카와 세리신-실리카를 합성한 뒤, 딥 코팅 방식을 통해 코팅 후, 접촉각과 흡수능을 측정하고, 디스크 확산법을 이용하여 항균능 및 방오 효능을 판단하였다.
본 연구는 복잡한 수학적 처리를 이용하지 않고 아날로그적인 방법을 이용하여 푸리에 변환 구현 하는 것을 목적으로 한다. 본 연구는 이를 위하여 LC회로의 공명하는 성질을 이용하였다. 본 연구에서는 LC 회로에서 고유 진동수를 변화시켜가며 공명에 의하여 회로에 전류가 강하게 흐르게 되는 지점들을 조사하여 임의의 함수의 원본 함수를 분석하였다. LC 회로의 고유 진동수는 가변 캐퍼시터를 이용하여 조절하였고 오실로스코프를 이용하여 회로에 흐르는 전류를 측정함으로서 아날로그적으로 푸리에 변환을 구현할 수 있었다. 본 연구는 본래 푸리에 변환이 사용되던 분야에서 폭넓게 사용 될 수 있을 것으로 기대되며 특히 간소한 컴퓨터 연산을 요구하는 군용 장비와 인공위성, 로켓 등의 무선 통신에 유용하게 사용될 것으로 예상된다.
드래곤 커브는 프랙털로서 자기유사성을 갖는 특징 때문에 많은 연구가 이루어져왔다. 본 연구는 2차원 도형이 행렬을 통해 수식적으로 표현될 수 있음에 주목하고, n차 드래곤 커브를 문자화하여 그 특징을 분석하였다. 그 결과 첫째, 행렬로 표현할 시 2열의 마지막 성분에 무조건 공백이 나타난다는 특징이 있었다. 둘째, n차 행렬과 n+1차 행렬의 관련성을 보여주는 행렬인 key행렬을 정의했을 때 12개의 문자 활용 규칙이 도출되었다. 이 규칙에는 모두 하나의 문자가 대응되었고, n+1차 행렬과 n+2차 행렬을 정의하는데 모순없이 활용될 수 있다는 특징이 있었다. 이러한 결과는 프랙털을 행렬로 표현할 때 곱연산에서 일정한 규칙이 나타남을 보여주었다는 점에서 향후 프랙털과 행렬을 활용한 연구에서 시사점을 갖는다.
본 연구에서는 임의의 복소 해석함수 f (z) 와 소수 a가 주어질 때, f (z) 를 a번 합성하여 얻는 반복 합성 복소함수 f [ᵃ](z) 들의 성질을 탐구한다. 반복 합성 복소함수들이 만족하는 근본적인 성질을 찾아 제시하고, 그것을 토대로 자연스럽게 합성 횟수를 복소수 범위로 확장한다. 그리고 그 후f [ᵃ] (z) 의 테일러 급수, f [ᵃ](z) 에 연관된 본질적 함수 gλ(z), f [ᵃ] (z) 가 갖는 기본적인 성질 등 a번 합성 f 함수의 복소함수로서의 성질들과 계산 방법들을 탐색한다. 그리고 f [ᵃ](z) 에 관한 추측들을 제시함으로써 반복 합성 복소함수 이론이 나아갈 방향을 제시한다. 이 연구는 그 자체로 연구 가치가 있는 반복 합성 복소함수의 성질들을 제공하고, 복소해석적 동역학을 바라보는 새로운 관점도 제시할 수 있기를 희망한다. 주제어: 반복 합성 복소함수, 복소해석학, 동역학계 이론