탭 버튼을 선택하면 분야별로 볼 수 있습니다.
전년도에 진행한 유산균의 살모넬라균에 대한 항균 효과를 검증하면서 정량적 분석의 필요성을 느꼈다. 따라서 이미지 프로세싱을 이용해 유산균, 선학초, 민들레 세 가지 천연 물질을 선정하고 디스크 확산법을 이용해서 배지에서 살모넬라균의 생장 영역의 넓이를 비교하고자 했다. BPW배지, RV배지 등의 미생물 생장 배지를 이용해서 식품 공전에 따라 살모넬라균을 배양하고, 실생활에서 접할 수 있는 식품에서 적절한 추출 방법을 이용하여 천연 항균 물질을 추출했다. 이를 디스크 확산법을 이용해 생장 양상을 관찰과 균 생장 영역 비교를 통해 항균 효과를 비교했다. 주제어: 살모넬라균, 항균 효과, 유산균, 식물 추출물, 천연 물질
대전동신과학고등학교 학생들의 타액을 통해 청소년의 타액 속 단백질 농도 범위를 결정하였다. 여학생이 남학생보다 단백질 함량이 1.38배 높았으며 청소년의 타액 단백질의 농도 범위를 0.103 ~ 0.308µg/µL로 설정할 수 있었다. 생물정보처리기술을 이용하여 타액 단백체의 정성 및 정량분석을 수행하였다. LFQ 방법을 이용하여 상위 90%의 타액 단백질 410종을 규명하고 정량분석을 진행하 였다. 타액 단백질의 구성과 기능을 이해하고자 Gene Ontology 분석을 수행, 면역 체계 관련 단백질 211종, 면역 반응 관련 단백질 177종을 확인하였다. 면역 글로불린 5종에 대하여 정량적 분석을 수행하고 개체별에 따른 변화를 관찰하였다. 본 연구를 통해 청소년의 타액을 단백체라는 관점에서 분석하고 면역 글로불린을 정량적으로 탐구할 수 있었다. 또한 청소년 타액 단백질의 정상 범위를 도출하는 연구를 수행하여 청소년 건강상태를 확인할 수 있는 타액 단백질에 대한 새로운 기준 및임상적 활용을 위한 가능성을 제시하였다. 주제어: 타액, 프로테오믹스, 면역 글로불린, 정량화, 생물정보처리기술
폐암으로 인한 사망률이 매우 높고, 이는 중요한 문제로 대두되고 있으므로 현재 폐암 치료에 대한 연구가 활발하게 진행 중이다. 그러나, 우리 몸의 여러가지 복잡한 신호 전달 경로는 폐암세포만 특이적으로 타겟팅하는 표적 치료제의 개발을 어렵게 한다. 또한, 현재 폐암의 유전자 발현 프로파일 들은 모두 다른 서식으로 작성되어 있어서 효과적인 분석이 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 연구에서는 폐암세포 분열 조절과 관련된 GEO 기반 표적 탐색을 위한 범용적인 소프트웨어를 개발했다. 우선, 유전자 발현 데이터를 정규화하는 Python 프로그램을 개발했다. 이후에 여러 Geo Dataset을 분석한 결과, 정규화 과정에 필요한 Gene Length가 없다는 점에서 착안하여 범용적인 소프트웨어를 구성하기 위해 Ensembl Gene Id, Gene Symbol을 매개로 Gene Length를 구해오는 함수를 만들었다. 최종적으로 본 연구에서는 사용자를 위한 GUI를 구현한 Cancer Data Analyzer를 개발했다. 이 소프트웨어는 Ensembl Gene ID, Gene Symbol로 유전자를 식별하는 다양한 종류의 데이터를 정규화할 수 있는 범용적인 소프트웨어이다. NCBI의 GEO 2R과는 차별적으로이 소프트웨어는 각각의 유전자에 대한 직접적인 통계치를 제시하고, csv 파일로 내보내는 기능을 갖추고 있다. 그러나, 현재까지 진행된 연구에서는 분석한 유전자 데이터에 가중치를 부여하여 대사 (metabolism)에 대한 정보를 제공하는 기능이 없다. 따라서, 추후에 대사(metabolism) 관련 표적 탐색 과정에서 신호 전달 경로에 있는 유전자의 가중치를 부여하는 기능에 대해서 추가적으로 탐색할 것이다. 주제어: GEO, 폐암, 신호전달경로, 표적 단백질
이 연구는 ‘NeRF’의 가능성, 활용 분야 및 한계점을 탐구하는 것을 목적으로 한다. NeRF는 다수의 2D 이미지 데이터를 통해 새로운 시점에서의 이미지를 생성하는 모델이다. 이론 조사를 통해 모델의 작동 원리와 방식을 학습하고, 소규모의 NeRF 모델을 구현하고 학습시키며 연구를 진행하였다. 또한, 제작한 다양한 데이터셋을 토대로 NeRF의 활용 가능 분야와 한계점을 파악하였고, 이를 Nvidia Labs의 Instant Neural Graphics Primitives(instant-ngp)를 이용하여 학습하였다. 이 과정을 통해 다양한 상황에서의 NeRF의 활용 가능성과 한계를 규명하였으며, 이를 발전시킬 수 있는 연구 방향을 제시하였다. 이 연구는 NeRF 모델의 적용 범위를 확장 하고 높은 성능을 추구하는데 도움이 될 것으로 기대된다. 주제어: 3D 렌더링, NeRF, 인공신경망, 3D reconstruction
최근 트렌드에 따라 개인의 신체색과 조화를 이루는 색상인 퍼스널 컬러에 대한 관심도가 증가하고 있다. 이러한 퍼스널 컬러를 찾기 위해서는 전문가가 필요하고 비용과 시간이 소모되기 때문에, 이러한 어려움을 해결하고자 퍼스널 컬러를 자동으로 진단하고 이를 기반으로 스타일을 추천하는 프로그램을 개발함을 목적으로 한다. 이를 위해, 데이터를 수집하고 전처리하며 모델을 생성하여 훈련하는 과정을 거쳤다. 전처리 과정에서 이미지를 모으고 OpenCV를 이용하여 얼굴 부분만 자르고 크기를 조절하였다. 전처리한 데이터를 활용하여 Keras 라이브러리로 CNN을 구성하여 모델을 학습 하여 보았다. 이후 여러 가지 방법으로 모델을 구성하고 학습을 하며 정확도를 비교하였다. 또, 유명한 여러 가지 모델의 아키텍쳐를 직접 구현해 보았다. 그 결과로 최종 모델을 구성하며 의미 있는 정확도를 얻었다. 주제어: 퍼스널 컬러, 딥러닝, CNN, 이미지
본 연구는 대전과학고등학교 학생들이 수행한 R&E 과제인 "Stoble Diffusiom을 활용한 문화유산 복원 기술 연구"에 대한 연구 보고서이다. 이 연구에서는 Stoble Diffusio이라는 text-to-image 딥러닝 모델을 활용하여 문화유산 복원 기술을 탐구하였다. 이를 위해 우리는 inpainting기술을 활용하여 이미지를 생성하였으며, 이 과정에서 마스킹 과정 등 다양한 문제를 해결하며 연구를 개선하였다. 또한 정확한 문화유산 복원을 위해 여러 기술을 활용하였고, 프롬프트 엔지니어링을 탐구하여 연구에 기여하였다. 추가적으로, 이미지 복원 기술의 향상을 위해 Controlnet을 연구에 도입하고자 하였다. 이러한 연구를 통해 우리는 문화유산 복원 기술에 대해 새로운 가능성을 제시하였다.
이 연구에서는 수면 위 수평면에 나란하게 떠 있는 물방울에 의해 나타나는 수평 무지개를 실험실에서 생성할 수 있는 조건에 대해 알아보았다. 아크릴 렌즈와 크리스탈 렌즈를 이용하여 실험하였을 때, 빛의 굴절보다는 반사 작용이 많아서 수평 무지개 재현이 어려웠다. 이 결과에 따라 물을 매질로 채워 진행하 였을 때 호 형태의 무지개 상을 찾아낼 수 있었다. 사각형과 육각형 모양의 수조에 물을 가득 채우고서 손전등 및 레이저를 이용하여 수평 무지개가 생성되는 각도 조건을 확인해본 결과, 55 ̊의 각도로 빛을 쏘아주었을 때부터 수평 무지개가 생성되는 것을 확인할 수 있었다. 투명한 얼음에 손전등과 레이저 빛을 쏘아주면서 수평 무지개가 생성되는 각도 조건을 확인해본 결과, 약 53 ̊의 각도로 빛을 쏘아주었을 때부터 수평 무지개가 생성되는 것을 확인할 수 있었다. 주제어: 무지개, 수평 무지개, 수평호, 빙정, 굴절, halo
측광(Photometry)은 천체의 물리량을 도출하기 위해 사용하는 유용한 도구 중 하나이다. 전하 결합 소자(Charge-Coupled Device, 이하 CCD) 카메라는 현대 관측 천문학에서 널리 사용되는 기기이다. 하지만 CCD는 교육 목적으로 사용하기에는 고가의 장비이다. 또한, 대부분의 천문 관측 자료는 리눅스 환경에서 실행되는 자료처리 도구인 IRAF를 이용하여 처리한다. 이러한 작업 환경은 고등학교나 아마추어 천문학자 들에게는 친숙하지 않다. 이러한 문제점을 해소하기 위해, 본 연구에서는 망원경과 디지털 일안 반사식 (Digital Single Lens Reflex, 이하 DSLR 카메라) 카메라로 산개성단을 촬영한 후, 촬영 영상을 파이썬 언어를 이용해 측광하는 프로그램을 개발하고자 한다. 측광은 단순 구경 측광만을 수행하고, 필터는 DSLR의 B, G 채널을 이용한다. 측광에 관련된 모든 과정은 GUI(Graphic User Interface)환경에서 구현되도록 한다. 측광 후 표준화 과정을 거쳐 표준등급을 구해 산개성단 M39의 색-등급도(C-M도)를 완성하였고, 이를 통해 성단까지의 거리와 나이를 결정하였다. 본 연구에서 개발한 프로그램이 널리 보급된다면, 천문 측광 연구에 관심이 많은 학생들에게 천문 자료 분석에 대한 쉽고, 빠른 경험적 토대를 제공할 수 있을 것이다. 주요어: DSLR 카메라, 측광, 산개성단, 파이썬
유산균의 항균효과를 확인하기 위해 유산균은 Lactobacillus plantarum, 항균 효과를 확인하기 위해 억제구 역을 확인할 균 중 그람 음성균으로 P. fluorescens, S. marcescens, E. coli K12, 그람 양성균으로 B. subtilis, B. thuringiensis, M. luteus를 선택하였다. 선택한 해당 균들에 대해 Agar well diffusion method와 Disc diffusion method를 진행하였다. 그 결과 대체로 항생제와 L. plantarum은 그람 음성균 보다 그람 양성균에 대해 더 높은 항균 활성을 보였다. 평균적으로 그람 양성균의 억제 직경의 길이는 2.2cm, 그람 음성균의 억제 직경의 길이는 1.13cm이었다. 그러나 Kanamycin은 그람 양성균보다 그람 음성균에 대한 항균 활성이 더 커짐을 관찰하였다. 주제어: Lactobacillus plantarum, Agar well diffusion method, Disc diffusion method
대청호에서 녹조 현상이심화되어 수질 악화가 진행 중이다. 녹조 현상을 예측하고 방지하기 위해서는 대청호의 굽은 지형, 얕은 수심, 낮은 유속과 같은 특성을 고려해야 한다. 이를 위해 지리적 특성에 의한 영향요인을 분석하고 예측 모델을 구축하는 연구를 진행하였다. 해당 연구에서는 수온, 유속, 영양염류를 조작변인으로 대청호의 우점 조류를 생장시켰고, 흡광도 측정과 조류 관찰을 진행했다. 또한 공시된 데이터를 바당으로 생장에 미치는 영향을 비교하여 랜덤 포레스트를 사용한 예측 모델을 구축하였다. 실제 실험을 통해 영향인자 별 영향 정도를 파악하고, 이에 높은 가중치를 부여하여 예측의 정확도를 높이고자 하였다. 모델의 예측, 분석 결과를 평가하고 기존의 모델과 결과를 비교해 보고자하였다. 주에어: 녹조, 수온, 유속, 영양염류, 예측모델
산형화목 미나릿과에 속하는 당근(Daucus carota)은 풍부한 영양분 덕분에 한국을 비롯한 여러 나라에서 재배되고 있는 전 세계적 작물이다. 당근 재배 시 점무늬낙엽병, 검은잎마름병 등 다양한 피해가 발생할수 있다. 클로렐라(Chlorella fusca)가 다양한 작물에 성장과 생육을 촉진시키고 식물 병원균에 의한 질병을 예방할 수 있음이 알려져 있음을 적용하여, 선행연구 사례가 적은 당근을 이용해 당근에 클로렐라 처리를 통해 Alternata의 감염의 방제 효과를 확인하였다. 당근 모종을 구입하여 포트에 옮겨 심은 후, 클로렐라의 처리 여부와 처리 농도를 달리하여 재배하였다. 실험군과 대조군에 A. alternata의를 각각 접종하여 점무늬 낙엽병의 발병률을 비교한 결과, C. fusca의 농도가 높을수록 A. alternata에 감염된 개체 수 및 잎의 수가 감소하는 경향과 시료당 평균 포자, 균사의 수가 감소하는 경향을 보였다. 또한 현미경을 통해 클로렐라를 살포한 당근에서 바이오필름이 형성되었음을 확인하였고 A. alternata의 방제 효과가 있음을 확인하였다. 본 연구는 당근과 클로렐라 및 병원균의 관계에 대한 기초연구 자료 및 클로렐라를 활용한 당근의 재배 농법 연구의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 주제어: 클로렐라, 당근, 점무늬낙엽병, 생물학적 방제
기술이 발전함에 따라 환경오염 또한 심화되고 있다. 환경오염의 주원인인 중금속이 자연에 존재하게 되면, 생태계에 많은 영향을 미치게 된다. 중금속이 생태에 축적되면, 먹이사슬을 따라 그대로 인간에게 전달되므로, 우리는 이러한 물 속의 중금속을 제거하는 방안을 생각해볼 필요성이 있다. 중금속 제거에 있어서 가장 실용적이고, 비용이 적게 드는 방법은 흡착과 침전 혹은 멤브레인을 이용한 방법이다. 이 연구는 중금속을 제거하는 세 가지 방법 중 침전과 다양한 물질을 이용한 흡착 중 어느 방법이 가장 효율적인 방법인지 알아내는 목적을 가지고 있다. 주제어: 중금속, 제올라이트, 키토산, EDTA, 흡착.