연도별 연구과제 15 페이지첫페이지로 이동

물방개는 다양한 수서곤충 중에서도 유난히 효율적인 수중 이동과 호흡 능력을 지닌 곤충으로, 그 유영 방식은 생체모방 공학적 관점에서 주목받고 있다. 본 연구에서는 물방개가 실제로 빠른 유영 수서곤충인지 아닌지를 검증하고, 유영 시 생성되는 추진력과 항력계수를 정량적으로 분석하였다. 물방개의 대조군으로 동일한 딱정벌레목이며 체형이 유사한 물땡땡이를 선정하였다. 일반 환경과 스트레스 환경에서의 이동 속도를 스마트폰 카메라(60fps) 및 초고속카메라(1000fps)를 이용하여 촬 영하고, 그 영상을 Tracker 프로그램으로 분석하였다. 분석 결과, 물방개는 모든 조건에서 물땡땡이 보다 빠른 수중유영 속도를 보였으며, 특히 스트레스 환경에서 약 5배 이상의 속도 차이를 나타냈 다. 또한 물방개의 질량, 부피, 다리 운동 궤적을 이용해 항력계수를 산출하였으나 오차가 커 실험 방법을 수정하고자 함. 이에 알려진 유선형의 항력계수를 적용하여 물방개의 수중유영에서 다리 움 직임 1주기당 추진력을 계산하였다. 본 연구는 물방개의 유영 효율성을 정량적으로 산출하고자 하 였으며, 수중 생체모방 로봇 설계의 기초자료로 활용하고자 한다. [

주제어: 물방개, 추진력, 항력계수, tracker, 초고속카메라] I.

장소와 상황에 따라 현악기 현 진동의 진폭, 지속성이 필요한 정도가 다르다. 이 연구의 목표는 소리 구멍에 따른 음파를 분석하여 어떤 변화가 일어나는지 측정하는 것이다. 연구 수행을 위해 목 재로 된 원형 통을 제작하여 현악기의 본체를 만들었다. 또한, 구멍이 있는 상판만 따로 제작하여, 본체를 고정하고 상판만을 교체하면서 실험을 진행하였다. 그리고 이때 진동시킬 현을 부착한 뒤 일정한 힘으로 현을 튕기기 위해 현 진동 발생 장치를 자체 제작하였다. 상판 소리구멍에 따른 공 명진동수 분석도 하였으며, 이를 위해 Audacity라는 프로그램을 이용했다. 그 결과 소리구멍의 모 양은 공명진동수에 끼치는 영향이 적음을 알 수 있었다. 이 연구의 결과는 음향학과 관련된 분야에 활용하여 현악기의 음질과 음량 개선에 쓸 수 있을 것으로 생각한다.

주제어: 현악기, 소리구멍, 음파, 악기 디자인 I.

본 연구는 직사각형, 마름모, 평행사변형 등 여러 사각형 구멍을 뚫기 위한 드릴 모양을 고안하고 연구하였다. 이 모양의 구멍을 뚫기 위하여 새로 고안한 도형을 사용하였다. 자르거나 변을 늘리는 등의 응용 과정을 거친 도형 모양의 절삭 날을 활용하여 직사각형, 마름모 등의 구멍을 뚫기 위한 드릴의 수식을 제작하였다. 이를 통해 기존의 방식인 CNC 가공 혹은 방전 가공 등 복잡하고 비용 이 많이 드는 공정을 사용하지 않고도 이런 모양의 구멍을 뚫을 수 있어 더욱 경제적이고 효율적이 다. 이 연구와 같은 방법을 사용한다면 이 연구에서 뚫은 모양 이외에도 모든 도형을 뚫을 수 있는 드릴을 만들 수 있을 것으로 기대된다.

주제어: 사각형, 드릴, 비원형 가공, 활꼴, 뢸로 삼각형 I.

렌즈는 등방적으로 방출되는 파동을 평행광으로 변환하거나 특정 방향으로 집중시키는 특성을 지녀 무선 통신의 효율을 높일 수 있다. 현실에서는 Luneburg 렌즈의 표면에 파원이 완벽 히 접하게 접촉시킬 수 없기 때문에 렌즈의 반지름에 따라 광선의 경로가 완벽한 평행광과 달라진 다. 따라서 설치되는 환경, 목적에 따라 최적 반지름을 규명할 필요가 있다. 본 연구에서는 광선 추적법 기반의 Python 시뮬레이션을 구축하여 다양한 반지름에서의 BPP(Beam Parameter Product)와 Loss Ratio을 산출하였다. 분석 결과, BPP는 반지름이 증가함 에 따라 전반적으로 증가하는 경향을 보였고, Loss Ratio는 렌즈 반지름이 파원과 렌즈 사이 거리 의 10배일 때 신호 손실이 가장 낮아지는 것을 확인하였다. [

주제어: Luneburg 렌즈, 시뮬레이션, Ray Tracing, 전파, 유전체 렌즈 안테나] I.

본 연구는 헬리컬형 수직축 터빈의 구조적 변수가 발전 효율에 미치는 영향을 정량적으로 분석하는 것을 목표로 한다 블레이드 단면 각도와 상하부 기울기를 조작 변인으로 설정하고 을 . · , Fusion 360 이용해 설계 후 반복적인 보강 과정을 거쳐 터빈을 제작하였다 초기에는 블레이드 파손과 무게 중 . 심 불균형 문제가 있었으나 두께 보강 및 축블레이드 연결 구조 개선으로 해결하였다 발전 효율 · . 측정을 위해 중앙 격벽과 유도벽을 포함한 회류 수조를 제작해 유속을 균일하게 유지하고 유체 조 , 건을 통제하였다 또한 아두이노 기반 측정 회로를 활용하여 전압전류를 실시간 기록하며 다양한 . · 구조의 터빈을 동일 조건에서 비교하였다 이를 통해 최적의 설계 지침을 도출하고 수직축 조류발 . 전의 효율 향상과 실용화 가능성 확대에 기여할 수 있음을 확인하였다.

주제어 [ : 수직축 터빈 조류 발전 터빈의 구조 에너지 효율 , , , ]

최근 보이스 피싱과 스미싱은 인공지능 딥보이스, 악성 URL 등으로 진화하고 있고, 경제적 위험성 이 크다. 사이버 범죄를 예방하는 인공지능 개발이 이 연구의 목표이다. 스미싱 문자는 텍스트와 URL을 분리한 뒤 NLP 기반 위험도 분석과 앙상블 모델(XGBoost, LightGBM, CatBoost)을 이용한 악성 URL 판별을 수행한다. NLP 기반 위험도 분석에서는 RNN, CNN, Transformer, BERT, KoBERT의 성능 비교를 진행한다. 또한, 향후 연구에서는 음성 데이터를 스펙트로그램으로 변환하 고 NLP 모델을 적용하여 보이스피싱 및 딥보이스를 탐지할 계획이다. 이를 통해 자동화된 실시간 탐지 및 경고 시스템을 구축한다. 해당 연구는 위와 같은 방식으로 사이버 범죄 예방에 기여하고자 한다.

주제어: 보이스피싱, 스미싱, 딥러닝, 자연어 처리, 피해자 감정 분석 I.

본 연구는 우리은하 구상성단 개 표본을 대상으로 색지수 기반 선형 20 V I CMR(Color-Metallicity – 과 비선형 을 분광 기법과 비교하여 정량 평가하였다 동일 Relations) CMR , full spectral fitting(FSF) . 가중치에서는 선형식이 작은 평균 오차와 로 전역적으로 더 안정적 기준선을 제공했으나 오 RMSE , 차 가중치를 적용해 고품질 샘플을 더 강조하면 비선형식이 에 더 근접하는 경향을 보였다 결 FSF . 론적으로 전반적 경향 해석에는 선형식이 정밀 비교에는 비선형식이 유리하나 어느 이 실제 , , , CMR 항성집단의 물리를 더 잘 반영하는지까지는 본 자료만으로 단정할 수 없으며다중 색지수교차 보 , , 정 및 더 나은 통계적 기법이 요구된다.

주제어 구상성단 색지수금속함량 관계 선형비선형 모델 색 양 [ : (GCs); (CMR); / ; Full Spectral Fitting; – 분 현상(bimodality)]

물자라(A. japonicus 는 암컷이 수컷의 등판에 알을 부착하는 독특한 부성 양육 곤충으로 알의 안 ) , 정적인 부착에는 수컷 등판의 미세 구조가 중요한 역할을 한다 본 연구에서는 현미경과 주 . Zoom 사전자현미경 을 통해 등판 표면의 구조를 관찰하였다 의 평균 직경은 약 (SEM) dimple . dimple 62 ±2  평균 깊이는 , 15.2±0.3 로 측정되었다 그리고 가 과 결합했음을 입증하 . eggpad dimple 는 미세 돌기를 관찰했다 또한 구조가 존재할 시 전단 방향 힘이 작용할 때의 접착 안정 . , dimple 성을 역학적으로 분석하였다 이는 수초와 사선방향 상승하강 운동에 따라 전단방향의 힘이 작용하 . · 는 상황이 우세하기 때문이다 그 결과 구조가 평면보다 높은 전단 저항력을 가지며 수중 . , dimple , 에서 알 부착의 안정성을 증진시키는 역할을 함을 밝혔다 이는 수컷의 부성 보호 전략에 중요한 . 형태적 적응이며 향후 수중 접착 소재 개발에 활용될 수 있다 , .

주제어 [ : 물자라 등판 구조 , , dimple , eggpad]

인공감미료는 설탕 대체재로 널리 소비되지만, 환경 잔류와 식물 생리 영향은 충분히 규명되지 않 았다. 본 연구는 무, 상추, 칼란코에, 좀개구리밥 4종류의 식물에 사카린, 아스파탐, 스테비오사이드 등의 감미료를 처리한 후, 생장/생리 변화를 관찰 측정했다. 수크랄로스와 스테비오사이드는 뚜렷 한 영향을 보이지 않았으나, 아스파탐, 아세설팜칼륨, 사카린은 생장을 저해했다. 특히 사카린은 무 와 상추의 발아율, 뿌리·슈트(상층부) 길이, 생체·건량을 유의하게 감소시켰다. 사카린을 칼란코에 식물에 장시간(4주) 처리하였을 때 줄기·뿌리 목질화를 유도했으며 전제적 생장을 저해했다. 수생식 물인 좀개구리밥에 사카린을 처리했을 때 농도 의존적으로 DPPH 라디칼 소거능(항산화능)과 엽록 소의 함량이 감소하였다. 특히, 고농도에서 부엽의 백화가 관찰되었다. 아스파탐과 열처리한 아스파 탐을 좀개구리밥에 처리한 경우, 아스파탐은 개체 수 증식 저해 영향을 주었으며, 열처리 아스파탐 은 식물체로부터 세포막의 손상과 엽록소의 용출을 증가시키는 부정적 유해를 보였다. 결과적으로 인공감미료 잔류물이 식물에 잠재적 위해를 줄 수 있으며, 이는 감미료 위해성 평가의 기초자료가 된다. [

주제어: 감미료, 발아율, 식물 생장, 환경 영향, 생태독성] I.

예쁜꼬마선충(C. elegans)에 병원성을 갖는 박테리아 S. marcescens 감염 상황에서 선충 배양 배지에 도 포한 뮤신(mucin)이 선충의 생존율에 미치는 효과를 조사하였다. 병원균 노출 여부와 배지의 뮤신 도포 여부에 따라 4개의 집단을 구성하여 실험을 진행하였다. 실험 결과 병원균 노출이 없는 경우 뮤신은 선충 의 생존율에 유의미한 영향을 미치지 않았으며, 병원균에 대한 지속적 노출은 통제군에 비하여 유의미한 생존율 감소로 이어졌다. 병원균과 뮤신의 복합 처리군에서 선충의 생존율은 병원균만 처리한 실험군에 비해 유의미하게 높았으며, 생존 기간의 중위수도 약 40% 높아 연구 가설을 지지하였다. 분석 결과의 유 의성은 Kaplan-Meier 생존곡선 및 로그순위 검정(p<0.02)에 의하여 확인되었다. 연구 결과는 뮤신이 병원 균 노출 상황에서 예쁜꼬마선충의 생존에 보호적 효과를 줄 수 있음을 시사하며, 뮤신의 항감염 효과를 확인한 선행 연구와 조화된다.

주제어: 예쁜꼬마선충, 뮤신, Serratia marcescens, 감염 I.

본 연구는 담수 생태계 수생식물인 좀개구리밥(Lemna perpusilla)을 이용하여 폴리에틸렌(PE) 미 세플라스틱 농도에 따른 생장 및 산화스트레스 반응을 평가하였다. 7일간 배양 실험에서, 0·50 mg/L 처리군에서는 생장률이 유사하여 저농도에서는 생장 저해가 나타나지 않았다. 100 mg/L 처 리군에서는 생장률이 급격히 감소하였고, 200 mg/L에서는 일부 회복 현상이 관찰되었다. DCFH-DA 형광법을 통한 ROS 측정에서는 시약 준비 및 로딩 과정 문제로 유의한 농도-반응 관계 를 확인하지 못하였다. 본 연구는 좀개구리밥의 생장 기반 지표를 활용한 미세플라스틱 독성 평가 가능성을 제시하며, ROS 기반 측정 보완 시 담수 미세플라스틱 오염의 정량적 평가에 활용될 수 있음을 시사한다. [

주제어: 미세플라스틱, 좀개구리밥, 산화스트레스, 생체 지표] I.

본 연구는 다종 바이오필름을 이용하여 음식물 쓰레기 분해 효율과 악취 저감 효과를 분석하고자 하였다 네 종의 균주 . (Geobacillus thermodenitrificans, Bacillus coagulans, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens 를 혼합하여 형성한 바이오필름은 일 배양 시 평균 ) 3 두께 로 가장 안정적 구조를 보였다 음식물 모사기질 셀룰로오스 전분 단백질 지방 81.204 m . ( , , , μ 각 을 처리한 결과 모든 시간대에서 바이오필름 처리군의 가 혼합균주 처리군보다 높게 유 1%) , pH 지되었으며 시간 배양 시 로 상승하여 혼합균주군보다 약 단위 높았다 이는 단백질 , 72 8.99 1.25 . 및 지질 가수분해 효소의 활성이 집중적으로 발현된 결과로 해석된다 또한 악취 분석에서 황화수 . 소와 암모니아의 농도는 각각 약 감소하여 통계적으로 유의한 차이를 나타냈 0.4 ppm, 2.4 ppm 다 이는 다종 바이오필름 내의 가 기체 확산을 억제하고 미생물 간 대사적 협동으로 부패성 . EPS , 중간산물의 축적을 억제한 결과로 판단된다 이상의 결과는 다종 바이오필름이 단순 혼합균주보다 . 분해 효율 악취 저감 능력 산도 안정성 면에서 우수함을 보여주며 향후 음식물 쓰레기 처리 및 , , , 환경 정화 기술의 지속 가능한 미생물 기반 대안으로 활용될 가능성을 제시한다.

주제어 다종 바이오필름 혼합 균주 음식물 모사 기질 악취 저감 효소 활성 : , , , ,