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지표수의 수질 저하는 가뭄과 같은 상황에서 심각한 피해를 초래할 수 있으며, 이를 해결하기 위해 지표수 자정 능력의 향상이 필요하다. 본 연구는 NO 가 지하수 자정에 기여한다는 선행 연구의 결과를 바탕으로, 지하수의 Dissimilatory Iron Reduction(DIR) 과정이 지표수의 용존 유기 탄소 감소에도 효과적으로 적용되는지 탐구하고자 했다. 그 과정에 관여하는 변인들의 최적 투입 값을 알아내고자 하여, 실험을 통해 지표수에서의 DIR 메커니즘을 규명하였다. 이를 통해 지표수의수질을 개선할 수 있는 방안을 도출하였다. 연구결과, NO , 적철석과 침철석, 온도가 독립 변인으로서 최대 수질 자정효과를 보이는 지점과 경향성을 확인할 수 있었다. 본 연구결과는 개발도상국에서 적정 기술로써 활용할 수 있으며, 지속 가능한 수질 관리와 환경 보호에 기여할 수 있을 것으 로 기대된다.
최근 인공지능 및 알고리즘 기술이 발전함에 따라 이와 같은 기술들을 활용할 목표들이 확장되고 있으며, 그중에는 인간의 감정을 알아맞히고자 하는 목표 또한 존재한다. 하지만 현재까지는 뇌파 데이터나 얼굴 근육 인식 데이터 등의 데이터를 각각 사용하여 연구를 진행하였고 이 과정에서 나온 결과에서의 정확도는 현저히 낮은 수치였다. 본 연구에서는 한 가지 데이터만을 사용하는 것이 아닌 사용자의 뇌파 데이터와 음성 데이터를 동시에 활용하여 사람의 감정을 알아맞히는 알고리즘의 능력을 향상하게 시키고자 하였다. 이렇게 예측한 결괏값을 얻는 측면에서 연구를 진행 하였고, 그 결과 EEG 데이터만을 사용하였을 때는 40.23%, Mel spectrogram을 사용하였을 때는 33.42%, 두 가지 데이터를 동시에 사용하였을 때는 44.75%의 정확도가 출력되었다. 주제어: 감정, Mel spectrogram, EEG, CNN, 딥러닝
본 연구는 집중을 요하는 활동에서 청각 자극과 집중도의 관계에 대한 상반적인 의견을 바탕으로 이를 뇌파 측정 실험을 통해 검증하고 나아가 각각의 청각 자료가 집중력에 어떤 영향을 미치는지에 대하여 고찰하였다. 실험은 10명의 피실험자를 대상으로 진행하였으며, 다양한 장르의 곡 17곡을 선정하여 각 곡에 대한 집중도 변화를 관찰하였다. 그 결과 빗소리, 클래식 피아노와 같은 청각 자료가 집중도 향상에 도움이 되었고, 이외의 곡은 청각 자료가 없는 환경에서 더 높은 집중도를 보였다. 특히 특정 장르에서는 피실험자들 사이에 집중도 변화가 일관되게 나타났는데, 이는 청각 자극이 집중도에 미치는 영향이 음악 장르와 청취 방법에 따라 달라질 수 있음을 시사한다. 위와 같은 내용을 통해 청각 자료의 종류와 청취 방식이 집중력에 미치는 영향을 탐구함으로써 학습 환경 구축 및 효과적인 학습법과 지도법 개발에 도움을 줄 것이다. 주제어: EEG, 집중도, 청각 자극, 청취 방식
히토리 게임은 숫자가 채워져 있는 × 칸들을 이웃하지 않게 검게 색칠하여 같은 숫자가 한줄에 없도록 하고 색칠하지 않은 칸들은 모두 이어져 있도록 하는 퍼즐이다. 히토리 게임은 인지도가 낮고, 선행 연구가 부족해 후속 연구가 이루어지기 어려운 환경이었다. 따라서 히토리 게임의 확장 연구에 도움이 될 수 있도록 히토리 판과 라틴 방진과의 연계성, × 의 직사각형 모양의 히토리 초기판에 들어갈 수 있는 최대, 최소 가짓수를 구하는 것을 연구 목표로 삼았다. 연구 결과 판에 들어갈 수 있는 숫자의 최대, 최솟값의 범위를 , 으로 나타내었으며, 라틴 방진의 변형 방법을 설정하였고, 이에 따라 변형한 라틴 방진의 변형 판과 히토리 판의 대응 관계를 밝힐 수 있었다. 이연구를 통해 입체형 히토리 게임 등의 변형된 히토리 판으로의 확장 연구 등의 발판을 마련할 수있을 것이다. 주제어 : 히토리 게임, 퍼즐 알고리즘, 수학퍼즐, 라틴 방진, 격자판
최근 광각렌즈의 왜곡 현상을 악용하여 부동산 매물의 크기를 넓어 보이게 하는 수법이 문제가 되고 있다. 하지만 현행법상 이를 처벌하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 왜곡 없는 매물 정보를 제공할 수 있는 방법을 수학적으로 고안하였다. 왜곡 함수를 이용해 왜곡된 사진을 복원하였으며, 3차원 공간에서의 소실점이 각각 x, y, z축 방향으로 세 개 나온다는 점을 이용해 각 축에 대한 가중치를 선정하여 투표하는 방법을 정립하였다. 기존 연구들은 행렬변환과 소실점을 통해 2D 실내 구조 영상을 3D 모델로 변환했지만, 본 팀은 소실점을 이용해 평면 사진을 구면좌표계로 변환 하며 카메라와 평면 사이 거리의 정보를 얻은 후 구면 좌표를 3차원 좌표로 변환하는 방법을 통해 실내 구조를 구체적으로 파악할 수 있도록 하였다. 주제어: 소실점 (Vanishing point). 영상(2D image). 렌즈의 왜곡(Lens Distortion). 3D 모델링(3D modeling).
본 연구는 헌혈 가능 인구수의 감소와 수혈 필요 인원의 증가에 따라 그 중요성이 더욱 부각되고 있는 안전한 지혈제 제작에 목적을 두고 있다. 기존의 화학적 제법을 사용한 지혈제가 아닌 생체 적합성이 높은 셀룰로오스를 지지체로 혈액 응고에 도움을 줄 수 있는 미역, 다시마, 우뭇가사리의 접착성 물질과 트롬빈을 첨가해 생체 적합성이 높으면서도 비용이 저렴한 지혈제를 제작하였고 효능 검증을 위한 전혈 응고 실험을 실시하였다. 실험 결과 접착성 물질을 첨가한 지혈제는 이를 첨가하지 않은 지혈제와는 다르게 파우더 주변으로 혈액이 흡수되며 작은 혈전이 여러 개 모여 응집 되는 혈액 응고 양상을 보였다. Imai-Nose 법으로 응고된 혈전의 질량을 측정한 결과, 미역의 접착성 물질을 첨가한 지혈제가 0.36g으로 가장 많이 응고하였다. 주제어: 해조류, 셀룰로오스, 지혈제, 접착성 물질, PBM
본 연구의 목적은 하천의 부영양화 수치를 실시간으로 모니터링하며 영양염류 농도를 관리 가능한 시스템을 구축하는 것이다. 이를 위해 미생물 연료전지로 부영양화 환경에서의 전류생산량 변화를 측정하고, 영양염류 제거 시스템을 통해 임계치 초과 시 생물활성탄을 방출해 영양염류를 흡착, 분해 하도록 하고자 한다. FT-IR을 통한 미생물 연료전지 침전물 분석을 통해 Shewanella putrefaciens가영양염류를 섭취하고 전류를 생산한다는 것을 검증했으며, 활성탄에 pseudomonas putida를 고정시켜 생물활성탄을 제작했다. 영양염류 제거 시스템을 구축해 아두이노와 Python으로 제어하고 영양염류 농도 증가 시 증가하는 전류생산량과 생물활성탄 방출 시 감소하는 전류생산량을 관찰할 수 있었다. 영양염류 투여 후 평균 전류생산량이 2.93µA에서 3차 투입 후 27.63µA까지 증가하는 것을 확인했으며, 이후 생물활성탄 방출 시 21.30µA까지 감소하는 것을 확인했다. 주제어: 부영양화(eutrophication), 미생물 연료전지(microbial fuel cell), shewanella putrefaciens, 생물활성탄(Biological Activated Carbon), 실시간 모니터링(Real-time monitoring)
최근 일조량 감소와 강수량 증가로 작물에서 곰팡이 발생이 증가하고 있다. 그 중 Botryotinia fuckeliana는 주로 딸기, 상추 등의 작물에서 서식하며 노균병, 꽃마름 증상을 유발한다. 이를 해결 하기 위해 방법을 모색하던 중 키티나제를 활용하여 붉은곰팡이 제거에 성공한 사례를 확인했다. 이를 통해 키틴으로 구성된 회색곰팡이를 대상으로 고무나무 키티나제 추출물에 대한 항곰팡이 효과가 있는지 알아보고자 한다. 본 연구에선 고무나무 잎을 분쇄하여 다른 키티나제를 추출하여 회색곰팡이에 대한 효능을 비교한 후 우수한 방법을 선택한 후 농도별 항곰팡이 성능을 비교한다. 더나아가 실제로 방제를 위해 사용되고 있는 약품과 유사한 효능을 내는 마이다케 버섯 추출물과 액상수화제를 대조군으로 고무나무 추출물과 효능 비교하는 것을 최종 목표로 한다. 주제어: 키티나제, 회색곰팡이, 항곰팡이성, 고무나무
본 연구는 수평축 풍력 발전기의 블레이드를 혹등고래 가슴지느러미의 결절(tubercle) 구조를 모방해 발전 효율을 향상하는 것을 목적으로 한다. 혹등고래 지느러미의 결절은 유체 흐름 속에서 소용돌이를 형성해 표면에 밀착된 흐름을 유지함으로써 유동 박리를 억제한다. 이러한 원리를 활용하면 공기 저항을 줄이고 발전기의 효율을 높일 수 있다. 본 연구는 회전 운동을 수행하는 블레이드에 해당 결절 구조를 적용해 진폭, 파장, 받음각 등 변수를 조정해 풍력 발전기 블레이드를 제작했다. 제작된 블레이드를 풍력 발전기 모형에 장착하고, 풍동 실험을 통해 블레이드의 성능을 분석한 후 발전 효율을 높이는 최적의 블레이드 구조를 도출했다. 또한 도출한 결과를 시뮬레이션을 통해 검증함으로써 블레이드의 결절 패턴에 따라 와류 형성 정도가 달라져 블레이드의 각속도가 달라진다는 실험 결과의 타당성을 입증했고, 결절 패턴이 대형 풍력 발전기에 활용될 수 있음을 확인했다. 키워드 : 혹등고래 결절, 유동 박리, 블레이드, 풍력 발전기, 와류
본 연구는 코안다 효과를 바탕으로 물체의 곡률에 따라 나타나는 변화를 체계적으로 분석한 것이 다. 실험에서는 타원체 곡률이 코안다 효과에 미치는 영향을 연구하기 위해 풍동실험 장치와 풍속 측정 장치를 사용하였으며, 3D 프린터를 이용해 곡률 0.7 ~ 1.5 범위의 타원체를 제작하였다. 풍속에 따른 곡률별 코안다 효과의 변화를 확인한 결과, 특정 곡률에서 코안다 효과가 뚜렷하게 나타나는 것을 확인하였다. 이를 통해 가해주는 풍속이 세질수록 곡률이 클 때, 코안다 효과가 효과적인 것을 알 수 있었다. 또한, 타원체와 풍속 측정 장치 사이의 거리 변화에 따른 풍속을 측정하여, 거리가 1cm일 때, 가장 높게 기록되었다. 이를 통하여 공기가 타원체에 완전히 밀착하지 않고 일정 간격을 두고 흐른다는 사실을 밝혀냈다. 주제어: 코안다 효과, 곡률, 타원체, 풍속
본 연구는 무당벌레의 날개 구조가 빠른 전개 속도를 가지며 에너지를 저장할 수 있다는 것을 바탕으로 이를 종이접기 구조에 적용하여 구조적으로 효율적인 전개형 종이접기 구조를 고안하는 것을 목적 으로 한다. 수납 효율을 분석하기 위해 각 구조의 자연 상태, 최대 압축 상태의 입체대각선 길이를 측정했다. 전개 속도는 모터를 사용해 측정 및 비교하였다. 측정한 전개형 모델의 전개 시간을 통해 전개 속도를 비교하고, 1차원 수납 효율을 비교하여 각 전개형 모델의 전개 속도, 1차원 수납 효율성과 시맥 구조와의 관계성을 분석할 계획이다. 또한, 얻은 데이터들을 바탕으로 전개 속도와 1차원 수납 효율을 분석하여 가장 합리적이고 효율적인 전개형 구조를 제안할 것이다. 주제어: 전개형 날개, 생체모방 공학, 수납 효율, 최적화 모델
본 연구에서는 나방 날개의 미세 비늘 구조가 초음파를 흡수하는 능력에 관한 기사문을 읽고, 그메커니즘에 대해 알아보고자 한다. 비늘 속 어떤 구조가 소리 흡수 성능을 높일지 알아보고, 이를 통해 소리 흡수에 효과적인 흡음재의 구조에 대해 연구를 진행하였다. 나방의 미세 구조 사진을 알아본 뒤 흡음재의 종류를 알아본 뒤 특정하였고, 구멍의 모양을 조작 변인으로 3D 프린팅을 통해 실험군을 생성하여 흡음 성능을 종속 변인으로 두고 시험하였다. 실험 결과, 나방 비늘 구조를 모방한 흡음재가 시중의 구조보다 대부분 좋은 성능을 보였고, 실험군에서 구멍의 단면적이 작을수록 흡음 성능이 증가하는 경향성을 보였다. 주제어: 흡음, 나방, 생체 모방, 구조, 소리