연도별 연구과제 16 페이지첫페이지로 이동

최근 강의자 중심의 강의형 학습에서 학습자 중심의 자율학습으로 교육 트렌드가 변화하고 있다. 두 학습 방법 중 높은 집중도를 보이는 효율적인 학습 방법을 확인하기 위해 EEG센서와 GSR 센서를 활용하여 학습 방법별 뇌파 집중도와 긴장 및 각성 상태에 대한 정보를 비교 및 분석을 목표했다. 실험군 18명을 대상으로 4가지 과목을 자율학습과 강의 학습 방법으로 학습시킨 후, 각 센서의 정보를 통합하여 비교한 결과 전체적으로 자율학습이 강의 학습보다 높은 집중도를 보였다. 더불어 학습 과목, 학습자의 과목 선호도, 학습자의 과목 성취도, 학습 시간에 따른 학습 방법의 집중도 차이를 분석했다. 실험자의 실험 당시 집중 정도에 관한 설문과 본 연구 결과를 비교했을 때, 경향성이 일치함을 보여 해당 연구의 타당성을 검증했다.

하천에 방류된 폐의약품은 하천을 오염시키고, 여러 생물의 생명 활동을 방해하여 생태계 교란을 유발한다. 본 연구에서는 곡물에서 추출한 탄닌이 카페인이나 중금속 이온의 흡착에 효과적이라는 등의 선행 연구를 바탕으로 탄닌이 폐의약품 성분의 흡착제로 기능할 수 있는지 확인하고자 하였 다. 표적 물질로 탄닌의 작용기와 강한 쌍극자 상호작용을 할 것으로 예상되는 아세트아미도기 (-NHCOCH₃)를 가진 아세트아미노펜을 선정하여 실험을 진행하였다. 수용성 탄닌과 수산화나트륨 수용액을 섞고, 염산을 첨가하여 결정화하고, 분쇄한 결정 가루를 FT-IR로 분석해 결정이 불용성 탄닌임을 확인하였다. 탄닌 가루를 흡착제로 사용하여 0.001M∼0.007M 아세트아미노펜 수용액에 넣어 반응시키고, 원심분리기로 용액 내 아세트아미노펜-탄닌 복합체를 제거한 뒤 UV-Vis로 용액내 남아 있는 아세트아미노펜의 농도를 분석하여, 탄닌 처리 후 표적 물질의 농도가 효과적으로 감소했음을 확인하였다. 본 연구는 탄닌이 아세트아미노펜의 흡착제로 사용될 수 있음을 확인하고, 탄닌이 폐의약품에 의한 수질 오염 문제의 해결에 도움이 될 수 있음을 밝혔다.

주제어: 폐의약품, 탄닌, 아세트아미노펜, 분광광도계, FT-IR

톨루엔의 효율적 분해를 위해 광주기에 따른 TiO  의 톨루엔 분해 효과를 연구하였다. 본 연구에 서는 TiO  를 Dip-coating하여 사용하였다. 코팅된 유리판과 CO  , O  MBL, 톨루엔 1mL을 투명 밀폐상자에 배치 후 UV를 쬐어주어 조건 충족 시에만 CO  변화가 유의미하게 나타나는지 확인하
였다. UV와 백색 LED, 암실 상태를 반복하며 광주기가 톨루엔 분해에 영향을 주는지 보고 가장 효
과적인 광주기를 도출해냈다. UV와 백색 LED 광주기에서 평균 CO  증가량이 13.7ppm이며, UV와 암실 상태에서는 27.7ppm이라는 것을 확인하였다. 전 조건에서 UV를 차단한 시간이 길수록 CO  농도 변화가 증가하였다. 암실 상태에서 CO  의 농도가 계속해서 감소하였고, 이는 MBL 노이즈로
인한 결과로 추정된다.

주제어: 이산화 타이타늄, 광촉매, 톨루엔, 광주기, VOCs

본 연구는 루미놀 발광 반응의 효율을 증진하여 혈흔 검출 효과를 높이기 위한 최적의 형광 트레이서 조건을 찾고자 하였다. 기존의 루미놀 반응은 범죄 현장에서 유용하게 사용되지만, 발광 세기와 지속 시간에 한계가 있어 혈흔 검출이 어려운 경우가 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구 에서는 형광 트레이서의 종류와 농도, 그리고 온도가 발광 세기에 미치는 영향을 조사하였다. 실험 결과, 플루오레세인 0.001M, 로다민 0.0005M, SDF-1 9배, 요소 0.2M, 퀴닌 0.001M의 농도에서 최적의 발광 효과가 나타났다. 또한, 0℃에서 45℃까지의 온도 조건을 변화시키며 실험한 결과, 플루오레세인, SDF-1, 요소, 퀴닌은 온도가 높아질수록 발광 효과가 증가하는 반면, 로다민은 낮은 온도에서 더 강한 발광을 나타냈다. 이 연구는 루미놀 발광 반응의 최적 조건을 제시함으로써 현장 검출의 효율성을 높이는 데 기여할 수 있으며, 다양한 환경 조건에서의 활용 가능성에 대한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

주제어: 루미놀, 발광 반응, 형광 트레이서, 농도, 온도

본 연구는 소행성 1777 Gehrels의 광도곡선을 통해 특성을 규명하고 강화학습으로 탐사궤도를 도출 하는 방법론을 제시한다. 덕흥천문대의 1m 망원경을 통해 총 120장의 촬영 데이터를 수집하였고, 전처리를 진행한 후 소행성 1777 Gehrels의 광도곡선을 작성하여 자전 주기를 약 170분으로 산출하 였다. 3D 프린터를 활용하여 예상되는 소행성 모델을 제작했다. 소행성 모델들을 회전시키며 조도를 측정해 광도곡선을 작성했고 1777 Gehrels와 비교해서 소행성의 형태를 추정했다. 더불어, Unity ML Agent를 이용해 강화학습을 적용하여 탐사선의 최적 궤도를 설정하는 방법론을 제시하였다.

주제어: 1777 Gehrels, 소행성, 광도곡선, 형상모델, 강화학습

본 연구는 보이스 피싱 피해를 예방하는 목적을 위해 딥러닝기반 보이스피싱 감지 방안을 제안한 다. 이 연구를 위해 딥러닝 기반 딥보이스 방안을 이용하여 통화 중 실시간으로 피싱 가능성을 분석하여 경고함으로써 사용자에게 신속한 대처를 할 수 있는 애플리케이션을 개발한다. 기존 딥보이스 기반 피싱 방법은 외국어 기반으로 구성되어 있기 때문에 본 연구에서는 한국어 기반의 딥보이스 탐지 시스템을 구축한다. 제안한 시스템은 전화 정보 표시, 실시간 경고 및 신고, 통화 기록 검사, 피싱 전화 공유 등의 기능을 포함한다. 본 연구의 실험 결과, 높은 정확도로 피싱 여부를 판단 하는 것으로 확인되었으며, 사용자 간 피싱 정보 공유 및 중복 신고 방지 체계를 통해 신뢰성 높은 데이터베이스를 구축할 수 있었다. 나아가 피싱 방지를 위한 커뮤니티 기반 피싱 방지 생태계 조성에 대한 가능성을 확인하였다.

주제어: 딥러닝, 딥보이스, 피싱, 감지, 애플리케이션

최근 한국의 급속한 경제 발전에 힘입어 많은 산업적 성장이 이루어졌지만, 그에 따른 부작용으로 환경 오염이 심각한 문제로 대두되고 있다. 특히 염색 폐수를 포함한 수질 오염은 중요한 환경 문제 중 하나로 주목받고 있다. 이에 우리는 광촉매를 활용하여 수질 오염 물질을 분해함으로써 수질 정화를 도모하는 방안을 연구하였다. 본 연구에서는 TiO₂ 광촉매와 365nm 파장의 자외선을 이용 하여 오염 물질을 분해하였으며, 분해가 완료된 후 원심분리기를 사용하여 촉매를 효과적으로 분리 하였다. 물질의 분해 정도는 분광광도계를 통해 정량적으로 측정하였으며, 이를 위해 메틸렌블루 (Methylene Blue)와 메틸오렌지(Methyl Orange)와 같은 유기 색소를 분해 대상으로 선정하였다. 이러한 유기 색소는 다양한 산업 공정에서 발생하는 오염 물질로, 본 연구의 결과는 광범위한 응용 가능성을 지니고 있다. 따라서 본 연구는 향후 수질 오염 개선에 실질적인 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

주제어: 수질 오염, TiO2 광촉매, 자외선, 분광광도계, 색소

교통망에 그래프 이론을 적용해 분석한 연구는 여러 가지 있지만, 구체적으로 노선망과 관련하여서, 새로운 노선 추가를 통해 교통망을 개선하는 연구는 찾아보기 어려웠다. 따라서, 본 연구는 새로운 내부 버스 노선의 추가를 통해 교통망 최적화 방법론을 제시하며, 이를 통해 도시 내 이동성을 향상시킬 수 있는 대안을 찾아내는 것을 목표로 한다. 이를 위하여 최단 경로 문제와 승하차 통계를 적용한 '복잡도'라는 값을 새로 정의 내려 분석법을 정립한 후, 외판원 순회 문제를 적용한 최소 해밀턴 경로 산출을 통해 단일 노선을 선정하는 방법을 제시하였다. 여기에서는 인천광역시 부평구를 대상으로 복수의 기준을 세운 결과 승차량을 기준으로 노선을 선정해 유효 복잡도를 약 10% 이상 감축시키는 버스 노선을 제안하였으며, 이에 그치지 않고 델로네 삼각분할을 응용한 기하 구조를 통해 효율적 교통망의 일반해를 제시함으로써 대다수의 일반적 경우에 적용할 수 있는 교통 문제 해결에 대한 방법론을 제시하였다.

주제어: 그래프 이론, 복잡도, 최단 경로, 외판원 순환 문제, 델로네 삼각분할

본 연구는 전통적인 게임 이론을 기반으로, 게임 이론의 평균장 극한을 통해 평균장 게임 이론과 내쉬 균형을 분석한다. 게임 이론은 다수의 이해관계자가 자신의 이익을 극대화하기 위해 전략을 선택하는 과정에서 발생하는 상호작용을 연구하는 학문이다. 본 연구는 특히 평균장 게임 이론을 활용하여 대규모 참가자가 있는 복잡한 시스템에서 최적화 문제를 해결하는 방법을 제안한다. 평균장 게임 이론은 복잡한 상호작용을 단순화하여 분석하며, 평균장 극한을 통해 참가자 수가 무한대인 상황을 가정하여 시스템의 효율성을 최적화한다.
연구의 주요 적용 분야는 도시 교통 체증 문제로, 본 연구는 평균장 게임 이론과 내쉬 균형을 적용 하여 교통 흐름을 최적화하였다. 이를 통해 교통 체증 문제를 해결하기 위한 편미분방정식을 도출 하고, 최적 해를 계산하였다. 본 연구는 도시 교통 시스템의 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 실질 적인 방안을 제시하며, 이는 도시 계획 및 정책 결정 과정에서 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

주제어: 게임 이론, 평균장 게임 이론, 내쉬 균형, 교통 체증, 편미분방정식

지금까지 곤충의 본질적인 탐구에 중요한 행동특성과 생리학적 특성 사이의 상관관계를 밝힌 연구는 이루어진 적이 없다. 해충의 방제를 위한 양성주광성이나, 사마귀의 구조적 시각 시스템에 관한 연구는 있었으나, 행동학적 특징과 시각 시스템의 직접적 상관관계에 관해서는 밝혀진 것이 없기 때문에, 본 연구에서는 이를 목적으로 하였다. 겹눈이 발달한 사마귀를 대상으로 CD와 LED, 조광기를 이용해 연속적인 파장과 불연속적인 광원에 대해 보이는 파장에 따른 양성주광성과 민감도를 측정하였고, HPLC를 이용해 사마귀의 시각 소체를 구성하는 RGB별 옵신의 농도를 측정하였다. 그결과, 사마귀는 청색광(430~480nm)에서 가장 민감하게 반응하였고, HPLC 결과에서 청색 수용 시각 소체의 농도가 적색, 녹색 수용체에 비해 높은 농도를 보이며 양성 주광성과 각 파장에 활성화 되는 시각소체의 개수 사이에 상관관계가 있음을 밝혔다.

주제어: 사마귀의 겹눈, 시각소체 구성, 양성주광성, 빛의 파장, 옵신의 농도

과일 소비 증가에 따라 발생하는 부산물의 양이 급증하고 있으며, 하천수와 토양 오염등의 환경 문제를 유발한다. 그러나 이들 부산물에는 항산화능이 뛰어난 폴리페놀이 함유되어 있어, 식물 투여시 생장 변화에 긍정적인 영향을 기대할 수 있다. 따라서 폴리페놀이 식물의 생리적 기작과 스트레스 저항성을 향상시키는 데 기여한다는 사실을 입증한 선행 연구에 따라 과일 부산물에서 폴리페놀을 추출하고, 이를 식물에 투여하여 식물의 항산화능 및 성장에 미치는 영향을 평가하는 것을 목표로 한다. 본 연구는 과일 부산물에서 폴리페놀을 추출하고, Folin-ciocalteu 및 HPLC를 통해 폴리페 놀과 퀘르세틴, 탄닌 함량을 측정한 뒤, 엽채류 모종에 3주간 투여하여 잎의 면적 증가량을 계산함 으로써 식물의 생장을 분석했다.

주제어: 과일 부산물, 폴리페놀, 항산화 작용, 엽채류 생장, 비료

본 연구는 동애등에(Ptecticus tenebrifer)의 life cycle의 전반적인 활용 가치에 관한 연구이다. 동애등에 유충, 탈피각, 성충을 얻기 위해 전용 생육 장치를 고안 및 제작하였다. 1령 유충을 밥, 소고기, 돼지비계, 양배추에 각각 넣고 분해 정도를 파악한 결과 양배추를 제외하고 분해가 잘되었으며, 재활용품을 이용해 제작한 심지 화분에 생성된 분변토에 넣은 후 RcBr(Rapid cycling Brassica rapa)의 생장률을 확인한 결과 오히려 분변토에서 생장률이 저해됨을 확인할 수 있었다. 이는 생성된 분변토 속 유해 유기물이 식물 생장에 영향을 미치기에 후처리 공정을 통해 배양토로 사용해야 함을 시사한다. 탈피각을 채취하여 폐건전지 수용액의 중금속 흡착 정도를 SEM-EDS로 측정한 결과 다공성 구조로 Zn 2+ , Mn 2+ 을 효율적으로 흡착한다는 것을 확인 하였다. 또한 탈피각을 섞은 배양토에서 RcBr의 생장률이 높았으며, 중금속을 처리하였을 경우 생장률은 감소하였지만, RcBr의 줄기 색깔이 보라색으로 안토시아닌 색소의 발현량이 증가하였다. 이는 탈피각의 비료 로써 활용 가치를 시사하며, 탈피각의 중금속 흡착에 따른 지하수 오염 방지와 안토시아닌 발현 식물의 양이온 교환에 따른 토양 속 중금속 흡수를 통해 토양 정화를 할 수 있다는 것을 시사한다. 탈피각의 키틴 성분으로 합성한 키토산을 엽면시비하여 RcBr의 줄기 길이와 엽면 너비를 확인한 결과 생육량이 증가하였음을 확인하였고, 이는 버려지는 탈피각의 활용 가치가 높음을 알 수 있었다. 성충을 통해 고체 바이오 디젤을 제작하였으며, 성충 1마리당 0.1g으로 약 63.3%의 수득률을 얻을 수 있었으며, 제작한 바이오 디젤의 열량은 0.35kcal로 미래 에너원으로 활용 가치가 있을 것이다.

주제어: 아메리카 동애등에(Ptecticus tenebrifer), 음식물 분해, 중금속 흡착, 키토산, 바이오 디젤(Bio-diesel)