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본 연구에서는 로봇의 에너지 효율 상승과 상용화를 위해 소형 다자유도 움직임이 가능한 링크 구조를 설계 하고 알맞은 재료를 탐색하며, 링크 말단을 자유롭게 움직일 수 있는 아두이노 코드를 제작하고, 이를 상용화 할 수 있는지 능력을 실험하고자 하는 연구이다. 주제어: 상용화, 다자유도, 링크 구조, 아두이노 코드, 에너지 효율
본 연구를 통해 담수의 색소 형성 세균 중에서 초임계 이산화탄소 염색 시 실크 직물에서 염착량이 높은 색소를 형성하는 세균으로 붉은색 계열 색소 형성 세균은 Flectobacillus roseus 으로, 주황색 계열 색소 형성 세균은 Bacillus sp. VITPGPR01을 동정하였다. 초임계 이산화탄소의 폴리에스터 염색을 120℃, 250bar 조건으로 실험한 결과 염착 효과가 높게 나타나 진주 실크 세균 색소 염색을 위한 온도와 압력 조건을 120℃, 250bar로 우선 탐색하였다. 알코올을 사용한 보조용매(공용매)에서 어두운 계열의 붉은색, 주황색 염착 현상을 최종적으로 확인하고 친수성 진주 실크를 염색할 수 있는 방안으로 보조용매인 에탄올 효과를 최종 검증하여다. 이를 통해 초임계 이산화탄소를 이용한 세균 색소의 다양한 색상으로의 실크 염색 가능성을 제시하였다. 또한 세균 색소를 실크 직물에 효율적으로 염색할 수 있는 에탄올 추출 및 초음파을 이용한 물리적인 파쇄로 세균 색소 염료를 수확하는 방법 그리고 FT-IR을 이용해 세균 색소의 친소수성, 소수성의 물질의 기능족을 확인함으로써 효율적인 염착에 필요한 염색 방안으로 보조용매(공용매) 에탄올을 사용한 염색 방법을 제안할 수 있었다. 따라서 본 실험을 통해 다량의 폐수가 발생하지 않고 소비되는 에너지량을 줄일 수 있는 초임계 이산화탄소를 이용한 실크 직물에서의 친환경 세균색소 염색을 소개함으로써 향후 초임계 이산화탄소와 다양한 보조용매(공용매)를 활용한 친환경 세균 색소 염색 방법의 개발 필요성을 알리 고자 하였다. 주제어 : 실크, 세균색소, 초임계 유체, 이산화탄소
우리의 연구는 초음파 물체 부상장치를 이용하여 비말 포집을 시도함으로써 PCR검사를 대체할 수 있을 지를 알아보며, 베르누이 원리와 초음파가 만든 정상파 사이의 연관성, 초음파 물체부상 장치의 원리 이해, 효과적인 비말 포집 기술을 탐구한다. 물체부상 장치는 아두이노 코딩을 이용하여 제작할 예정이고, 정상적인 물체 부상을 위하여 조건에 맞는 초음파 생성 장치의 위치, 각도, 크기 등을 계산하여 장치를 설계한다, 거리, 속도등의 변인을 통제하여 장치의 성능을 파악하고, 초음파 단자의 배열을 바꾸어가며 최대의 성능을 낼 수 있는 장치를 설계한 후 분무기나 가습기 등 비말과 유사한 입자 생성을 할 수 있는 물체를 이용하여 장치에서의 비말 포집 여부를 확인한다. 주제어: 초음파, 정상파, 베르누이 법칙, 물체부상, 비말포집
환경 친화적인 방향으로 발전되고 있는 미래모빌리티에서 효율적인 배터리 사용은 매우 큰 비중을 차지 하고 있다. 특히 자동차처럼 열적으로 밀페된 공간은 온도 상승에 매우 취약하므로, 효율적인 냉방 시스 템은 미래모빌리티에서 필수적이다. 이에 대한 효과적인 해결책으로 복사냉각 기술이 있다. 다양한 변인 에 따른 복사냉각 효율을 측정하고, 높은 복사냉각 효율을 가지는 장치를 고안해보았다. 주제어: 복사냉각, 미래모빌리티, 멜트블로운, 방사율, 반사율
필름에 대한 관심을 가지고 이에 대해 조사하던 중 지문 방지 필름이 발유가 아닌 빛 반사 억제를 통해 지문을 방지하며 이 과정에서 화질이 안 좋아지는 단점을 가진다는 것을 알게 되었다. 그래서 동식물의 표면 미세 구조를 연구하고 이를 이용해 발유 필름을 제작함으로써 이러한 지문 방지 필름의 문제점을 개선하고자 하였다. 이미 미세 표면 구조를 가진 것으로 알려진 식물들의 표면을 본떠 각 구조의 발유 능력을 비교하고 이를 통해 발유를 잘 일으키는 표면의 특성을 탐구하여 이를 필름에 적용한다면 발유 능력이 높으면서도 기존 필름의 단점을 개선한 필름을 제작할 수 있을 것이라 생각했다. 이를 위해 여러 식물 표본을 본떠 모델을 만들고 이들의 발유 능력을 측정한 뒤 비교 분석하여 발유 능력에 영향을 미치는 요인을 탐구하고 이를 필름과 비교하고 적용하여 개선된 필름을 제작하고자 한다. 주제어: PDMS, 접촉각, 표면 나노 구조, 생체 모방, 발유 필름
현재의 혈당량 측정 기술은 가정에서도 측정할 수 있는 만큼 간단하지만 간단한 자가 혈당 측정기의 경우 측정 환경 등 여러 요인에 따라 매번 결과가 다르게 나타나는 문제점을 가지고 있다. 이런 문제점을 해결하기 위해 포도당의 광활성을 이용한 편광의 회전특성에 대한 연구와, 유사한 이론을 적용하여 당도계를 제작한 선행연구를 분석하여 실제 혈액의 혈당량 을 측정하고자 했다. 편광된 빛이 광활성을 가지는 포도당 수용액을 통과했을 때 광축이 회전하는 정도를 편광판과 Light-sensor를 이용해 측정하여 포도당 농도에 따른 광 검출량의 Standard curve를 도출하고자 했고, 도출된 Standard curve를 기반으로 하여 혈액에서의 광 검출량에서 혈당량을 계산하고 다른 방식으로 측정한 혈당량과 비교함으로써 정확성 을 검증하고자 했다. 아직 전반적인 실험은 제대로 진행하지 못하였지만, 앞으로 오차 원인에 대해 정확히 분석해고 해결해 나간다면 본래 연구 목적을 달성할 수 있을 것이다. 주제어: 혈당량, 포도당, 광활성, 편광, 자기장
카페인의 부작용에 의한 피해사례는 대중매체에서 빈번하게 보도된 바 있다. 학생들은 군중심리에 의해 남들이 먹는 에너지 드링크, 커피를 따라 마시면서 학습패턴에 큰 영향을 받게 된다. 이에 카페인 섭취량에 따른 학습 패턴과 수면패턴 변화를 분석 후 최적의 카페인 섭취량을 도출하여, 카페인을 많이 섭취하는 10대의 건강을 챙길 방법을 고안하여 실생활에서 고통받고 있는 학생들을 구제하고자 이 연구를 구성하였다. 본 연구는 카페인 섭취에따라 실험군과 대조군으로 나누고 성적에 따라 다시 상, 중,하 3개로 분류하여 구분했다. 선정된 실험참가자들에게 CYP1A2 유전자 검사를 실시하여 각 학생의 카페인 분해 능력을 확인한다. 후에 뇌파 분석을 통하여 수면상태의 뇌파, 학습시간의 뇌파를 비교, 분석한다. 수집된 자료를 Braingrapher 모델을 이용한 빅데이터를 통하여 뇌파 데이터 통계를 도출한 다. 위에서 나온 결과를 바탕으로 학생들의 건강에 문제가 되지 않는 최적의 카페인 섭취량을 도출한다. 주제어: 카페인, CYP1A2, 뇌파 분석, 아데노신
최근 태양광을 이용한 영농형 농장에 대한 관심이 높아지고 있다. 태양광 패널을 반월형 비닐 하우스 위에 설치하여 식물을 생장시키는 동시에 태양광을 통해 에너지를 생산하는 것이다. 본 연구는 태양광 패널이 비닐 하우스의 비닐에 변형을 일으킬 수 있는지 탐구하였으며, 태양광 패널이 비닐하우스 내 식물에게 도달하는 광량이 어떻게 변화하는지 이론적으로 계산한 뒤 실험적으로 측정하였다. 또한 가림판으로 태양광 패널과 같은 효과를 주어 태양광 패널이 상추 종자의 발아율에 미치는 영향에 관한 실험을 진행하였다. 본 연구를 통해 태양광 패널이 비닐하우스 내 식물에 주는 영향을 알아내어 영농형 비닐하우스의 활성화를 기대할 수 있을 것이다. 주제어: 신재생에너지, 영농형 태양광, 식물 생산량 효율
저음질 음원 및 블루투스로 인한 음원 손실이 문제가 되고 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구는 FFT와 머신러닝을 활용한 음원 업샘플링에 대해 연구하였다. 두 방법을 통해 업샘플링된 음원이 실질 적으로 음질이 개선된 것인지를 확인하기 위해 프랙탈 차원과 코사인 유사도 두 가지 데이터와 음질 간의 관계가 있는지 우선적으로 탐구하였다. 이에 대한 검증이 끝나고 이를 통해 직접 머신러닝에서 사용된 두가지 학습 모델에 대한 비교를 진행하였다. 주제어: 업샘플링, 스플라인 보간법, 프랙탈 차원, 푸리에 변환, 음질
본 연구에서는 다양한 지팡이 모형을 제작하여 상황별로 가장 하중 분산이 잘 되는 지팡이 모양을 디자인하였다. 먼저 지팡이를 사용하는 다양한 경우를 조사하였으며 직접 다양한 자세를 해보며 지팡이 모양에 따라 분산되는 하중을 측정하였다. 좋은 지팡이의 기준을 다양한 각도에서도 몸을 잘 지탱할 수 있는 것이므로 이에 맞추어 실험하였고 다양한 각도에서 측정된 하중의 산포도를 계산하여 가장 적합한 지팡이를 구하였다. 이것을 확장하면 상황별로 좋았던 지팡이의 기하학적인 특성을 분석해 더 나은 모양이 있는지 분석할 것이며, 지팡이와 같이 다양한 각도에서 하중을 견뎌야 하는 물체에 적용하거나 지팡이를 사용하는 상황을 좀 더 다양하게 한다면 큰 효율을 얻을 수 있을 것으로 기대된다. 주제어:하중분산, 산포도, 마찰력, 아두이노
2022 서울 폭우로 인한 주택 피해와 더불어 중요하게 다루어졌던 문제가 바로 실종자 수색에 대한 것이었다. 실종자는 다양한 사건 사고에서 발생할 수 있으며 이들을 구하기 위해서는 신속하고 정확한 발견이 중요하다. 개미는 1억년이 넘는 시간동안 굴 주변에서 정확히 위치를 파악하지 못하는 먹이를 마주칠 확률을 높이기 위해 전략을 마련해 왔으며 이러한 패턴은 실종자 수색을 위한 로봇의 이동방법에서 유용하게 사용될 수 있다. 더불어 정교한 센서나 장비들이 필요하지 않아 최악의 상황에서도 실종자 를 빠르게 찾아낼 수 있는 방법이 될 수 있다. 본 연구팀은 개미가 불확실한 먹이의 대략적인 발견 거리를 학습하였을 때 만들어내는 탐색경로의 형태를 분석하여 실종자 수색로봇의 이동 방법에 적용해 보고자 한다. 주제어: 개미, 실종자 수색, 확률, 이동경로, 꼬불거림
850Mhz 안테나를 제작하고 해당 주파수에서의 태양 활동성 시각화 실험을 진행하여, NRRA에서 제공 하는 당일 실제 태양 이미지와 비교하여 안테나의 정확성을 검증하였다. 이후 LTE Band 5 영역 태양 전파신호와 휴대폰 통신 전파신호를 수집하는 실험을 진행하였다. 수집한 데이터를 이용하여 관측 시간 대에 따른 SNR 그래프로 시각화하였다. SNR그래프를 통해 태양활동이 휴대폰 통신에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 태양 활동에 의한 전파와 LTE 신호에 의한 전파를 실시간으로 분석하는 프로그램을 제작하여, 태양 전파에 의해 저하된 LTE 신호값을 확인하였다. 이를 통해 850Mhz 주파수 대역에서 태양 활동 분석에 효율적인 태양 활동 관측 안테나 시스템을 완성하였다. 주제어: 전파가시화, UHF-VHF, 태양전파, 전파망원경