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본 연구는 심리적 안정을 주는 여러 요인들 중 보통의 사람들이 접근하기 쉬운 소리에 대한 심층 분석을 목적으로 하며, ‘듣기 좋은 소리’에 대한 명확한 근거에 대하여 실증 분석하였다. 현재 한국사회는 코로나19로 인한 침체된 분위기가 주를 이루고 있어 이를 둘러싼 우울증, 경제 침체 등의 문제들이 제기되고 있는 상황이다. 참여 연구생들은 이러한 문제들 중 사람의 심리적인 문제를 해결할 수 있는 방안을 제공하기 위해 접근이 용이한 소리에 대해 리커트척도법을 사용한 설문조사를 90명의 참여자에게 실시하였고, 피아노로 녹음한 곡을 녹음한 음원 및 사람이 주변에서 들을 수 있는 9종의 공개 음원을 MATLAB의 LTAS 코드를 사용하여 분석하여 확보한 주파수-음압 그래프에서 확인한 배음 피크수를 설문결과와 비교하여 듣기 좋은 소리에 대한 정량적인 기준을 수립해보고자 시도하였다. 연구 결과, 본 연구에서 정의한 듣기 좋은 소리의 기준(음원에 담긴 총 배음 피크수)과 실제로 많은 사람이 보편적으로 좋다고 느끼는 소리 간의 상관관계 결정계수가 로 나타나므로 상당히 유의미한 양의 상관관계를 가지고 있음을 알 수 있다. ▪ 주제어: 듣기 좋은 소리, 음향 요소 분석, LTAS, acoustics
본 연구는 변인에 따라 유량과 제거율이 달라지는 필터 구조물을 제안하고 실험하여 두 값 사이의 최적값을 도출하는 것을 목적으로 한다. 이에 와도의 형성에 따라 유량과 제거율이 달라지는 지그재그 형태의 Honeycomb 구조물을 제안하여 풍동 실험기와 연무기를 이용한 실험을 구성하였다. 구조물 사이의 각도를 조정하는 실험을 수행한 결과 와도를 형성하는 정도를 각각 확인할 수 있었다. 연구의 결과를 통해 제안한 구조물 중 선택하여 유량과 제거율에 최적화된 필터 구조물을 제안하고자 한다. ▪ 주제어: Re-entrant Honeycomb, 와도, 필터, 유량변화, 제거율
전동 킥보드, 보행자 등은 자율주행을 할 때 우선적으로 보호해야 하는 존재일 것이다. 이에 자율주행을 할 때 우선적으로 피해야 할 대상의 순위를 정한 뒤 피하는 알고리즘을 구현하여 사고의 위험성을 줄이고자 한다. 먼저, 탑뷰를 이용해 자율주행 자동차 주위의 도로 상황을 실시간으로 인식할 것이다. 이후, 딥러닝을 통해 장애물의 종류를 인식하고 우선적으로 회피해야 하는 우선순위를 정할 것이다. 이를 토대로 우선순위가 높은 장애물을 최대한으로 많이 피할 수 있도록 하는 알고리즘을 개발한 후 그 타당성을 확인할 것이다. 상대적으로 사고에 취약하고 피해가 큰 교통 약자를 우선적으로 회피하여 자율주행을 통한 사고를 줄일 수 있을 것으로 생각한다. 또한, 사고에 의한 피해도 최소화할 수 있을 것이라 기대한다. ▪ 주제어: 딥러닝, EM 알고리즘, 자율주행, 장애물 회피
현재에도 약 20억명의 사람들이 물 부족 문제를 겪고 있으며, 미래에도 약 25%의 아이들이 물 부족 문제를 겪는 나라에서 태어날 예정이다. 물 부족 문제에 직면한 사회는 식수 공급을 위해서 다양한 방법들을 시도하고 있으며, 그 중 대표적인 것 중 하나가 바로 와카워터이다. 와카워터는 밤 낮의 온도차로 인해 형성되는 응결 현상을 이용한 식수 포집 방식이다. 본 연구에서는 기존에 있던 와카워터 모델보다 포집 효율을 더 높이기 위한 방안을 고안하였다. 구체적으로, 서로 다른 여러 종류의 그물을 대상으로 재질 혹은 단위 그물의 크기가 주는 영향을 알아보면서 최적의 포집효율을 위한 그물 재질의 표면장력, 그물의 구조, 포집 장치의 구조를 제안한다. ▪ 주제어: 와카워터, 물 포집 효율, 그물, 재질, 포집 장치 구조
이 연구의 목적은 환자의 신체 상태를 생체전극 센서로 측정해 통신망으로 데이터를 교환하며 조기에 모니터링하는 기술, 즉 헬스 모니터링 기술에 들어가는 생체 전극을 사용자가 착용하였을 때 피부에 최소한의 자극을 주며 상업적으로도 생산될 수 있게 효율적이고 경제적인 방법으로 생산하는 제조방법을 만드는 것이다. 착용자의 피부에 최소한의 자극만 주기 위해 통기성을 극대화하는 방법을 채택하였으며 이를 위해 electro spinning(전기방사 공정)을 이용해 고분자 나노파이버 메쉬 기판을 제조하였다. 나노메쉬 위에 회로를 구성할 때는 은 나노와이어를 흩뿌려 외부 자극에 끊김 없이 전류가 흐를 수 있게 하였다. IPL irradiation(광소결 공정)을 이용해 나노와이어, 나노메쉬 간의 접합을 유도해 내구성을 증가시키고 접촉 저항을 줄여서 면저항을 줄이는 성과를 얻었다. 또한, Parylene C를 이용해 메쉬기판의 내구성을 증가시켜보고 물성 변화를 파악해 실제 사용에 적합한지 판단한다. ▪ 주제어: 전기 방사법, 포토닉 신터링, 메탈 나노와이어, 통기성, 신축성
본 연구는 sine 파가 결합된 ring resonator를 이용하여 전자기 유도 투과를 발생시키고, 금속판에 새겨진 ring resonator에 대한 3.4GHz ~ 3.8GHz 대역의 주파수를 가진 전자기파의 투과율의 경향성을 분석하여 ring resonator와 전자기파의 투과율의 연관성을 밝히는 것이 주목적이다. 더 나아가 이를 이용하여 전파 통신이 가능하도록 엘리베이터 표면을 설계하는 것을 목적으로 한다. ▪ 주제어: 전자기 유도 투과, ring resonator, 전자기파, etching, 엘리베이터
본 연구에서는 피실험자가 처한 디스플레이 사용 상황에 따라 사용자가 받는 시각적 피로도를 정량적으로 측정하고 최적의 디스플레이 시청 환경을 제언하였다. 시각적 피로도를 정량적으로 알아보기 위해서 눈의 깜빡임 빈도, 눈물의 양 및 뇌파를 측정하였다. 또한, 기존에 뇌파를 토대로 피로 정도를 수치로 제시하는 알고리즘이 없다는 점에서 착안하여 2D CNN 기반 eeg 데이터에서 피로 정도를 객관화하여 추출하는 프로그램을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 피로 정도 추출 프로그램의 피로 검출 정확도를 검증하기 위해 코르티솔 측정을 병행하였으며 결론적으로 가장 적은 시각적 피로도를 느낀 조건은 VA 패널, 초록색 계열의 화면, 60hz 이상의 주사율을 가진 영상을 볼 때로 분석하였다. ▪ 주제어: 시각적 피로도, 뇌파, 디스플레이, 뇌파 분석 프로그램, 코르티솔
해양 유류 유출은 최악의 환경 재해 중 하나이다. 그러나, 현재 상용화되어 있는 유류 제거 방식들은 모두 많은 시간과 비용이 소모되고 2차 오염을 일으키는 등 치명적인 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 자성유체를 이용한 해양 유출 유류 제거 장치를 개발하고, 그 효율과 경쟁력을 입증하였다. 실험을 통해 유류 흡착에 가장 유리한 자성유체의 최적 비율을 알아내었으며, 특수 자기배열인 할바흐 배열을 이용해 자기장을 증폭시켜 흡착한 유류를 회수하는 장치를 설계·제작하였다. 또한, 장치를 원격으로 컨트롤할 수 있는 앱을 개발하였다. UV 분광기를 이용하여 제작한 장치의 유류 제거 효율이 유흡착포와 유화제보다 우수함을 입증하였다. 이를 통해 친환경적이고, 효율적이며, 실사용 가능한 새로운 유류 제거 방식을 제안한다. ▪ 주제어: 해양 유류 유출, 유류 제거, 자성유체, 할바흐 배열, 흡광도
본 연구는 현재까지 수집된 국내 석기 유물 사진에 대한 딥러닝을 통해, 선사시대 석기 유물을 사진을 찍고 분석하여 식별할 수 있는 프로그램을 개발하는 것이다. 동시에 개발된 프로그램을 바탕으로 스마트폰 애플리케이션을 제작하여 일반인도 쉽게 석기를 식별하고 이를 공유하여 추가 발굴과 보존으로 이어질 수 있도록 하고자 하는 목적을 지닌다. 신경망을 구성하고 석기와 돌 이미지 약 4,000장을 이용하여 테스트를 진행하였고, 테스트 결과 정확도 95%를 얻었다. 이후 석기 종류에 따라 구분이 가능한 프로그램 제작 및 더 많은 사진 자료를 수집하여 학습시켰고, 정확도 확인 후 스마트폰 애플리케이션의 프로토타입을 제작하였다. 이후 애플리케이션의 추가적 개발을 통해 실제 생활 속에서 이용이 쉬우면서도 활용도가 높은 형태로 제작하는 연구이다. ▪ 주제어: 석기 유물, 식별 프로그램, 딥러닝, 애플리케이션
첨단기술이 많이 보급된 요즘, 우리는 그 효과를 받고 활용하며 우리의 과학적 지식을 발전시키며 살아가고 있다. 그러나, 같은 시간대에 살고 있음에도 불구하고 낙후된 지역의 경우에는 장비가 많이 보급되지 못하여 우리와 같은 혜택들을 누리는 사람들이 존재한다. 이 경우 개선방안을 생각해보았을 때 적정기술을 사용하여 쉽고 널리 보급될 수 있는 디지털 현미경을 제작하자고 생각하였다. 쉽게 다량 생산할 수 있는 3D 프린팅을 이용해서 몸체를 제작하고 웹캠을 사용하여 생물을 쉽게 관찰하도록 하였다. 이를 통하여 생물 독성이 판단되도록 이동 거리를 측정하는 방법까지 서술하였다. ▪ 주제어: Fly pi, 적정기술, Roborealm
지속하는 코로나 사태로 인해서 아이들이 집에 있는 시간은 많아지고 부모들의 자녀 양육의 부담은 늘어났다. 그 때문에 자녀에게 많은 신경을 쓸 수밖에 없는 상황에서 청각장애인은 자녀가 위험에 빠져도 다른 일을 하다 보면 알아채기 힘들어 영유아 사상이 상대적으로 잦다. 이를 해결하고자 아이의 심박수를 측정하고 정상 심박수 범위와 비교하는 것을 반복하며 아이의 상태를 확인하고, 스마트폰과의 연결을 통해 실시간으로 부모가 자녀의 심박수를 확인할 수 있고, 여기에 더해 청각장애 부모에게는 자녀의 위험이 탐지되었을 때 진동 모터를 이용한 밴드로 알림을 주게 구현함으로써 사고에 빠르게 대처할 수 있도록 하는 연구, 개발 활동을 진행하였다. ▪ 주제어: 심박수 측정·분석, 영유아 범죄·사고 예방, 사물인터넷(IOT), 장애인 육아
연구하게 된 동기는 다음과 같다. 첫째, 전신 마비 등 거동이 불편한 장애인들에게는 현재의 통신 시스템만으로는 한계가 있다. 이러한 점에서 본 연구팀은 새로운 입력 시스템의 필요성을 인지, 뇌파를 입력 신호로 하는 시스템을 개발하게 되었다. 둘째 4차 산업 혁명 시대 급증한 컴퓨팅 기계 간의 통신 속도와 비교해 키보드, 마우스 등 기존의 입력 장치만으로는 사람과 기계 간의 정보 전달 속도가 느리다. 이에 본 연구팀은 뇌파 기술, BCI를 활용한 새로운 입력 시스템의 개발에 관해 연구하게 되었다. 본 연구팀이 구성한 시스템의 작동 방식은 다음과 같다. 뇌파 탐지기를 통해 뇌파의 집중도와 이완도를 수신, 이 데이터를 바탕으로 SVM 모델을 학습시켜 1초 후의 뇌파를 예측한다. 예측된 데이터를 바탕으로 뇌파 입력 신호에 최적화된 UI 및 응용프로그램을 조작한다. 본 연구팀은 이러한 뇌파 조작 시스템을 통해 4차 산업 혁명 시대에 걸맞은 뇌파 기술을 접목하여 컴퓨팅 기기와의 정보 통신을 원활하게 하며 장애인들 또한 사용할 수 있는 4차 산업 혁명 시대에 걸맞은 뇌파 시스템을 구축할 수 있었다. ▪ 주제어: 머신러닝, UI 제작, 뇌파, BCI, 응용프로그램