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최근 청소년들의 스마트폰 보유율은 과거에 비해 매우 높아졌으며, 이에 따라 스마트폰 게임과 같은 온라인 여가 활동의 소비도 증가하였다. 그러나 이러한 온라인 여가활동은 청소년의 학습에 부정적인 영향을 미친다고 알려져 있으며, 반면 독서와 같은 여가 활동은 학습에 긍정적인 영향을 준다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 기능적 근적외선 분광법(fNIRS)를 이용하여 고등학생의 여가 활동 에 따라 뇌 전두엽이 어떻게 활성화되는지 알아보고, 앞서 설명한 대중적 관념의 과학적인 근거를 확인해 보고자 한다. 실험 과정에서 NIRSIT-Lite 기기를 사용하여 옥시헤모글로빈 농도를 통해 실험 참가자들이 지정된 과제를 수행하는 동안 전전두엽의 뇌 활성도를 측정하고, NIRSIT-LITE analysis tool 프로그램을 이용하여 분석하였다. 또한 모의실험을 통해 본 실험에 참여할 참가자들을 선정함으로써 개인별 오차를 최대한 감소시켰으며, 추가적인 설문을 통해 현재 청소년들의 여가 활동 경향을 파악 하고 실험 결과 분석과 결론 고찰에 활용하였다. 주제어: fNIRS, 여가활동, 전전두엽, 뇌 활성도
청각 장애인 아동은 청각 장애 때문에 언어장애도 갖게 되는 경우가 많다. 또한 최근 코로나19에 의해 마스크를 쓰고 생활하게 되면서 입 모양을 보고 언어를 학습하는 과정에 더욱 어려움을 겪고 있다. 따라서 본 연구에서는 입 모양 인식, 음성 인식 기술을 사용하여 청각 장애인 아동이 별도의 보조기기 없이 언어 학습을 할 수 있도록 돕는 학습 보조 프로그램을 제작한다. 프로그램은 학습자가 발음하는 음성과 입 모양을 이용하여 발음의 정확성을 실시간으로 판단하고 점수의 형태로 피드백을 제공한다. 프로그램에 사용되는 입 모양 인식 AI 모델을 구현하고, 음성 인식 모델을 함께 사용하여 발음의 정확도를 인식할 수 있도록 연구한다. 학습자가 시스템을 편하게 이용할 수 있도록 디자인하고 농학교 등에서 실제로 이용될 수 있도록 구현한다. 주제어: 인공지능, 입 모양 인식, 청각 장애인, 언어 학습
선천적으로 귀가 들리지 않는 청각장애인들이나 청각장애 등으로 인해 말을 제대로 하지 못하는 농인과 청인(일반인)들과의 의사소통은 힘이 들 수 밖에 없다. 우리가 의사소통을 하는 데에 사용하는 언어가 청각을 통해서 전달되기 때문에 청각을 사용할 수 없거나 청각을 통해 얻은 정보를 외부로 표현할 수가 없는 사람들 입장에서는 의사소통에 문제가 생길 수 밖에 없는 것이다. 이를 해결하기 위해서 고안된 언어가 연구 배경에서도 언급한, 오래 전부터 존재해 왔던 수어이다. 하지만 청인 입장에서 기존에 사용 하던 의사소통 언어와 더불어 수어까지 공부해서 청각 장애인들과 의사소통을 하기에는 여간 벅찬 일이 아니다. 이 연구의 목적은 수어를 텍스트나 음성으로 변환하는 시스템을 개발하여 쌍방향 수어-한국어 번역 시스템을 구축하고자 하는데 목적을 두고 있다. 주제어: 한국수어, 청각장애, 딥러닝, 수화
본 연구는 현재 대세가 되고 있는 산업 중 하나인 스마트팜의 생산량에 영향을 미치는 요소들에 관한 연구 이다. 전 세계적으로 대두되는 기아 문제를 해결할 수 있는 해결책 중 하나로 떠오르는 스마트팜에서의, 농업의 최종적인 목적인 뛰어난 품질과 많은 양의 작물의 생산에 영향을 줄 수 있는 여러 가지 변인들 중 세 가지, 빛의 세기, 바람의 세기, 물에 투여하는 식물 호르몬의 비율에 변화를 두어 변인과 생장 정도간의 관계를 찾고, 생장 정도와 영양분 함량간의 대략적인 상관관계에 관한 통계를 이용하여, 이를 통해 뛰어난 품질과 많은 양의 작물을 생산할 수 있는 최적의 변인을 알아보고자 한다. 주제어: LED 파장, 호르몬, 영양분 함량, 영양분 통제, 스마트팜
최근 loT의 발전 및 스마트팜에 대한 관심도가 높아지고 있고, 이러한 상황 속 스마트팜을 접하게 되었다. 스마트팜의 방법들 중 수경재배를 선택하게 되었고, 그 중 공간대비 효율성이 높은 박막식 수경재배를 채택하였다. 박막식 수경재배를 하기 위해 실험도구에 대한 역할을 이해하고 데이터 분석하여 일조시간, 양액의 농도, 급수되는 양을 모니터링하고, 자동으로 관리할 수 있는 스마트팜 시스템을 구축하여 최적의 재배조건 데이터를 통해 분석할 것이다. 이를 통해 박막식 수경재배는 스마트팜의 기술을 활용하여 작물의 생장 환경을 최적화하고, 효율적으로 관리할 수 있을 거라고 기대된다. 주제어: 스마트팜, UI 시스템, IoT, 자경, 환경 조절
본 연구는 대중이 다가가기 쉬운 감염 대처, 피드백 웹사이트를 개발하여 전염병에 대한 경각심을 주는 것을 목적으로 한다. 기존 SIR 전염병 예측 모델에 인구 밀집도와 마스크 착용률에 대한 변수를 추가하여 공공시설을 대상군으로 하는 새로운 전염병 예측 모델을 구축했으며, 이를 통한 결과 도출 및 분석 시스템을 개발하고 자동화했다. 파이썬 라이브러리 openCV를 이용하여 자동으로 인구 밀집도와 마스크 착용률을 구할 수 있게 했으며, 구한 데이터를 바탕으로 수학적 모델을 통해 감염 상황을 예측하고 이에 대한 피드백을 제공하도록 했다. 본 연구결과를 바탕으로 실제 감염병 상황에서 공공시설에 적용하여 활용하면 공공시설 내 집단감염 예방에 기여할 것으로 기대된다. 주제어: 전염병, 수학적 모델링, 자동화, 웹사이트 개발, 피드백
본 연구에서는 5가지 종류의 유기용매를 선정하여 유기 태양전지의 hole transport layer (HTL)로 주로 활용되고 있는 PEDOT:PSS에 도핑되는 농도에 따른 유기 태양전지의 성능을 평가하였다. 기존에 사용하 지 않았던 유기용매를 새로이 찾아 PEDOT:PSS의 전기 전도성을 향상시켜 유기 태양전지 효율 향상에 얼마나 기여하는지가 목적이며, 효율 외의 Voc, Jsc, F.F.의 값도 분석하여 여러 상황에서 쓰이는 유기용매 최적의 양에 대해서도 탐구하였다. 주제어: PEDOT:PSS, 유기용매, HTL, 유기 태양전지, 효율
최근 에너지하베스팅 분야에서 실생활에 가장 보편적으로 이용되고 있는 기술은 압전 소자이다. 압전 소자 기술은 이용 범위가 넓고, 접근성이 낮다는 점에서 가장 많이 이용되고 있는데, 이러한 기술을 사육시설에 적용해보고자 하였다. 반려 동물을 키우는 사람이 점점 증가하는 현 시대에 놀이를 통해 무의미하게 낭비되는 반려 동물들의 운동 에너지를 이용해 전기에너지를 생산하는 시설을 설계하였고, 많은 사육 시설 중반려동물로 많이 길러지는 고양이들의 대표적인 사육시설인 캣타워를 선택하였다. 캣타워 설계를 위해 시중에 나온 많은 압전 소자의 효율을 측정하고 고양이의 행동을 분석하였다. 주제어: 압전소자, 전압, 사육, 에너지 하베스팅, 효율
기존의 기계식과 멤브레인 키보드의 경우 기판에 전류를 흘려 보내주어 신호 전달을 한다. 키보드의 키가 위아래로 움직이는 것을 이용해 전자기 유도로 전류를 발생시킨다면 따로 전류를 공급하지 않아도 전자기유도에 의해 발생한 전류만으로 키보드의 신호 전달을 할 수있을 것이라 생각했다. 이에 본 연구는 키보드를 누를 때 전자기 유도에 의해 유도되는 전류로 신호 전달을 하는 것을 목표로 한다. 3D프린터로 전자기 유도 시스템을 장착할 수 있는 키보드 모형을 출력하고, 코일과 자석을 부착해 전자기 유도 방식 키보드 모형을 제작하였다. 아두이노를 활용해 신호 전달 회로를 설계하고, 회로에 코일을 연결해 전자기 유도 현상을 발생시켰을 때 신호가 성공적으로 전달되는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 전자기 유도 현상을 통해 신호 전달을 하는 키보드의 제작 가능성을 확인하였다. 주제어: 전자기 유도, 신호 전달, 키보드, 무접점
이 연구에서는 최근 빌딩풍으로 문제가 되는 엘시티 지역을 Autodesk Inventor를 사용하여 모델링하 고 CFD를 사용하여 유동해석함으로서 해당 지역의 풍환경을 분석하였다. 건물의 모양과 배치에 따른 풍환경의 변화를 다양한 경우에서 관찰하였고 또한 현재 재개발이 진행되고 있는 해당 지역에 다양한 건물을 증축하고 시뮬레이션 하였다. 엘시티 건물이 빌딩풍을 저감하는 구조라는 사전 연구와 같이 다른 건물구조보다 박리류 등의 빌딩풍이 약하였고 그중에서도 좁은 틈새로 바람이 들어와 넓은 틈으로 나가도록 바람이 불 때 다른 모델의 절반 수준의 풍속을 보여주었다. 엘시티 지역은 남서풍, 남동 풍이 불 때 강한 빌딩풍과 불안정한 풍환경이 조성되었고 다양한 시뮬레이션 중 엘시티를 증축한 경우 안정적인 풍환경이 조성됨을 확인하였다. 주제어: 엘시티, 빌딩풍, CFD, 시뮬레이션
본 연구에서는 풍력발전기의 날개에 비행기의 플랩구조를 적용하여 풍력발전의 발전량 향상 가능성을 알아보고자 하였다. 이를 위해 먼저, 플랩구조의 종류와 뒷전 플랩의 꺾인 각, 뒷전 플랩의 길이를 변화시키며 항력, 양력, 양항비의 변화를 ANSYS fluent simulation을 통해 비교했다. 다음으로 플랩 구조를 적용한 날개를 직접 3D 프린터를 이용해서 출력한 후 날개의 종류에 따른 발전량의 차이를 확인하고 그 이유를 알아보았다. 연구결과 기본 날개에 플랩을 적용한 경우 양항비 증가의 효과가 있었다. 또, 플랩이 적용된 날개에 받음각을 변화시키면서 발전량을 비교해 본 결과, 받음각이 60°에서 가장 크게 발전량이 나타났다. 플랩구조를 활용한 날개 중에서 거니 플랩을 적용해 만든 날개가 기존의 날개보다 발전량이 크게 나타났으며, 이를 통해 비행기 플랩구조를 적용하면 풍력발전기의 발전량 개선에 효과가 있다는 것을 알 수 있었다. 주제어: 플랩 구조, 풍력발전기 날개, 발전량, 항력과 양력, 양항비
본 연구의 궁극적인 목표는 손 사진을 입력받았을 때 손의 형태를 분류해주는 기능을 가지며 기존의 모델보다 효율적인 모델을 만드는 것, 즉 손동작 인식의 최적화이다. 이를 위해 전처리 없이 손 형태 를 분류하는 대조군 CNN과 3개의 전처리 기법을 적용한 각 3개의 실험군의 경우마다 학습 시간과 정확도를 비교하여 가장 효과적인 전처리 과정을 찾는 실험을 진행했다. 실험군1은 손의 형태에 따른 일부 점들의 극좌표를 추출하여 학습시켰다. 실험군 2는 손의 형태에 따른 일부 점들의 직교좌표를 추출하여 학습시켰다. 실험군 3은 손 사진을 배경 제거하여 가공하고, 가공된 사진에서 손의 형태에 따른 극좌표를 추출하여 학습시켰다. 실험군 은닉층을 1에서부터 증가시키며 정확도를 측정한 결과, 3 가지 전처리 모두 모델의 성능을 평가하기 위하여 정의한 지표인 효율도가 감소했음을 알 수 있었다. 이를 통해 실험군 2, 1, 3 순으로 전처리가 효율적임을 알 수 있었고, 또한 학습에 사용한 점 개수를 줄이더라도 정확도에는 큰 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 본 연구를 통해 기존에 사용되던 CNN 보다 확연하게 상승한 효율을 얻고, 3개의 전처리를 비교함으로써 직교좌표계를 사용한 손동작 인식 이 효과적임을 밝힐 수 있었다. 주제어: 손동작 인식, 최적화, 직교좌표와 극좌표, 이미지 처리(이진화)