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코로나와 같은 전염병 상황을 효과적으로 대비하고 해결하기 위해서 이 상황을 예측할수 있는 모델이 필요하 다고 생각을 하였다. 따라서 본 연구는 SIR모델의 기본 이론을 이용하였다. 또한 예측의 정확도를 더 올리기 위해서 사망률과 백신, 재감염률과 같은 변수들을 같이 고려하였다. 처음 SIR모델을 사용했을때에는 미분방정 식을 사용하였지만 상수를 추가하는 과정에서 미분방정식을 그대로 사용하는것에는 무리가 있을것으로 판단해 점화식 형태로 식을 고쳐 좀 더 복잡한 형태의 모델을 단순화하였다. 고친 식을 바탕으로 최종적인 결과 그래프를 얻어내었고 위상공간에서 그래프 또한 만들어서 감염자와 감염이 될 수 있는 사람 사이 즉 변수들과의 관계에 대해 더 자세히 탐구해볼 수 있었다. 하지만 본 연구에서는 수학적 탐구에 집중하여 현실과는 약간 다른 결과를 얻어내었다. 이 부분은 수정이 필요할 것이지만 결과적으로 본 연구를 통해서 감염병 상황에서 추세를 조사할 수 있었다. 주제어: 위상 공간, 수학 모델, 다변수 미분방정식, 수치해석, 그래프, 다변수 점화식
본 연구는 개방동굴에서 발생하는 녹색오염 문제를 해결하기 위한 친환경적인 방법을 모색하고자 하였다. 개방동굴의 녹색오염 발생 물질로 알려져 있는 클로렐라의 생장을 억제시킴으로써 개방동 굴을 보호하는 방안을 찾고자 하였다. 첫 번째로, DNA 구성 요소인 티민의 분자 구조를 파괴할 수 있는 자외선(UV) 조사를 활용하여 클로렐라의 생장을 억제하는 방법을 탐구하였다. 두 번째로, 본 연구는 유제놀 물질을 함유한 정향을 이용하여 클로렐라의 생장을 억제하는 방법을 실험하였다. 이 두 가지 방법을 통한 클로렐라의 생장 억제 효과를 확인하기 위해 순수한 동굴 환경에 방치된 클로 렐라와의 생장 정도를 실체현미경을 이용하여 비교 분석하였다. 그리고 유제놀을 tween20 용액과 span20을 혼합한 혼합 용액을 농도를 바꾸어가며 제작하였다. 이 용액이 동굴 벽면에 미치는 영향 을 조사하기 위해 석회암, 현무암의 질량 변화를 비교하였다. 또한 이 클로렐라를 현미경으로 관찰 하여 유제놀이 동굴 속 녹색 오염에 미치는 영향을 알 수 있었다. 주제어: 녹색오염, 클로렐라, UV, 정향, 유제놀
주제어: 테라포밍, 화성모조토, XRF, 식물
본 연구는 모션 캡처 분석을 통한 인간의 감아차기 모션을 분석해 이를 로봇 다리를 통해 구현함 을 목표로 한다. 모션 캡처 분석을 통해 얻은 좌표를 보정하기 위해 면형회귀라는 새로운 회귀 방 식을 제안한다. 선형회귀를 통해 여성의 키-인심 길이, 성장기 여성의 키-허벅지 둘레 그래프를 통 해 로봇 제작을 사람과 최대한 유사하게 제작한다. 이후 1차, 2차, 3차 로봇 제작을 통해 각 디자인 에서 문제점을 파악하고 이를 해결한다. 최종적으로 감아차기 다리 로봇 제작을 목표로 한다. 주제어: 로보컵, 모션 캡처, 로봇, 선형회귀, 평면형회귀
본 보고서는 최근 첨단기술 및 기계로서 대두되고 있는 휴머노이드가 실용화되었을 때 여러 현 장에서 요구되는 멀리뛰기 동작을 효과적으로 수행할 수 있는 방법에 대하여 연구를 진행하였습 니다. 본 연구는 주변 경사에 따른 인간의 멀리뛰기 동작을 모션 캡처 장비를 통해 발목, 무릎, 고관절의 움직임에 대한 데이터를 수집하고, 이를 분석함으로써 경사각이 변함에 따라 유의미한 차이를 보이는지, 또한 그 이유는 무엇인지를 알아내고자 하였습니다. 결과적으로는 주변 경사가 커진다고 하여도 가장 안정적인 자세는 지면에 대하여 상대적인 위치가 유사하다고 해석하였습니 다. 이는 휴머노이드의 실제 멀리뛰기 동작 구현에 있어서 인간처럼 안정적인 자세로 효과적인 도약을 수행할 수 있도록 하기 위한 데이터의 기반이 될 것으로 기대됩니다. 주제어: 멀리뛰기, 모션 캡처, 머신러닝, 데이터 분석 프로그램, 휴머노이드
본 연구는 농구 자유투 슛의 성공률을 높이기 위해 신체 동작 인식 기술인 Mediapipe를 활용하여 슈팅 자세를 분석하고, 최적의 슛 자세를 도출하는 것을 목표로 한다. 자유투에서 딥/딜리버리/ 팔로 우쓰로로 자세를 세가지로 나누어 신체각도를 분석하고자 하였다. 그러나 자세를 정하는 정확한 기 준을 찾기 어려움이 있었고, 자세를 나누지 않고 프로선수 영상에서 각도를 도출하여 아마추어 영 상과 비교하는 방향으로 전환하였다. 또한 연구의 정확성을 높이기 위해 포물선 방정식과 같은 수 식을 사용하였고, 연구 결과 슛 성공률과 상관관계를 이용하여 최적의 자세를 도출했다. 이 연구를 통해 아마추어 선수들이 개선해야할 점을 제시함으로써 자유투 성공률을 크게 높이는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 주제어: Mediapipe, 농구 자세 분석, 자유투, 신체 동작 인식
고대 진시황이 불생불사를 위해 선정했던 불로초는 현재의 한의학에서 여러 인체에 도움이 되는 약 재로써 검증 되었다. 하지만 과학기술이 발달하지 않은 고대 중국의 시대에 그 약재들을 어떻게 선 정할 수 있었을지 또 그 불로초라고 불리는 약재들은 실제로 노화 방지 효과가 있는지 궁금증을 느 꼈고, 고령화사회에 노화와 관련된 연구가 필요하다 생각하여 연구를 시작하였다. 당귀, 인삼, 구기 자, 동충하초의 네 가지 약재를 선정하였고, 추출물을 제작하였다. 약재의 항산화효과를 검증하기 위해 DPPH assay를 진행하였다. 텔로미어에 영향을 주는 텔로머레이스 관련 유전자의 활성을 확인 하기 위해 염기서열을 찾아 프라이머를 제작한 후 예쁜꼬마선충을 추출물이 농도별로 접종된 배지 에 배양 후 RNA를 추출하여 RT-PCR을 진행, 결과를 전기영동하여 나타내었다. 예쁜꼬마선충이 움 직이는 정도와 DPPH assay 결과, RT-PCR 결과를 종합하여 고려하였을 때 가장 탁월한 약재는 10% 구기자, 10% 인삼이라 할 수 있었다. 하지만 이는 한 가지의 약재만을 고려한 것이고, 추후 여 러 약재를 혼합하여 사용했을 떄의 시너지효과를 실험할 계획이다. 또한 예쁜꼬마선충은 인간과 많 은 유전자를 공유하지만 완전히 같은 것은 아니기 떄문에 인간에게도 적용될 수 있는 확장된 연구 를 계획 중이다. 주제어: 노화, 한약재, 항산화효과, 텔로머레이스
로켓을 제어하는 기술은 시대를 지나며 발달하였다. 우리는 화학로켓에 적용되는 여러 기술들이 물 로켓에도 적용될 수 있음을 확인하기 위해 연구를 시작했다. 가속도 센서가 얻은 데이터를 바탕으 로 PID 제어와 여러 번의 개선을 거친 TVC 장치 구현에 성공했으며, 페트병을 이용하여 우리의 목 적에 맞는 형태의 로켓 동체와 발사대를 제작했다. 또한, 공기가 새는 문제를 해결해나가며 결과적 으로 물로켓의 안정적인 비행, 궤도 조정 기술에 기여했다. 주제어: TVC, 단분리, 물로켓, CFD
태양열 발전기나 화력발전기와 같이 물을 가열시켜서 터빈을 발전시키는 등 인위적으로 발생시킨 큰 열을 사용하는 원리 대신 많은 에너지 전환 과정에서 손실되는 에너지 형태인 열에너지를 이용 한 발전기에 대한 관심으로 제벡효과는 반도체뿐만 아닌 모든 전기가 흐르는 소재에 발생하므로 생 활 속에서의 온도차를 이용하여 보편화된 발전기를 개발하고자 했고, 좀 더 저비용의 열전소자를 개발하고자 했다. 주제어: 이온 수용액, 제백효과, 발전기, 환경
본 연구는 Galton board의 핀을 종이접기 패턴으로 대체하여 유체의 흐름을 조작하고, 다양한 비율 로 유체를 분리할 수 있는 구조를 설계하는 것을 목적으로 한다. 종이접기 패턴 중 Miura fold를 활 용하여 비비탄을 이용한 실험을 통해 1:3, 1:4, 1:5 등의 비율로 유체를 나눌 수 있는 분기점을 제작 하였다. 각각의 분기점들을 Galton board의 핀들을 대체하여 설치하였고 최종적으로 퇴적 형태를 상 수함수의 형태로 최적시키는데 성공했다. 이후 3D 프린터를 이용한 분기점들을 새로 제작하고 입구 와 분기점 사이의 간격을 더욱 정교하게 설정하여 연구의 정확성과 재현성을 더욱 높였다. 주제어: 종이접기, Miura fold, 정규분포, Galton board, 통계역학
본 연구는 비행기를 탈 때 갑자기 찾아오는 난기류의 불편을 해소하고 싶다는 생각에서 출발하 였다. 본 연구는 난기류가 생성될 때 생기는 소음의 특징을 분석하고 난기류 생성 시의 패턴을 찾아 난기류를 예측하고자 하였다. 풍동 실험실에서 장애물을 설치하여 풍속의 차이를 만들고, 풍속 차이에 의해 난기류가 생기는 것을 확인하였다. 이후 풍동 실험실 내에 3D 프린터로 제작 된 날개 모형을 두고 풍동을 작동시켜 날개에 작용하는 양력과 날개 위아래에서 생기는 소음을 녹음하였다. 장애물이 있을 때와 장애물이 없을 때로 나누어 확인해 본 결과 난기류 형성 시에 날개 모형에 가해지는 양력과 소음 모두 표준편차가 증가하고, 날개 자체에 가해지는 양력이 줄 어드는 것을 확인하였다. 또한 날개 위와 아래에서 생기는 소음의 FFT 분석 결과 낮은 RPM과 높은 RPM에서 보이는 양상이 다르다는 점 역시 확인하였다. 본 연구는 난기류 형성 시 날개에 생기는 공통적인 변화를 확인하였으며 추가 연구를 통해 난기류가 가지는 특징적인 양상을 찾는 다면 비행기 운행 중 난기류의 예측이 가능할 것으로 보인다. 주제어: 청천난기류(CAT), 유동소음, 양력, 유체역학, 빅데이터 분석
노인들의 경우 족저굴곡근의 약화와 중족골의 강성 부족에 의해 보행 안정성에 문제가 발생하는 경우가 있다. 중족골에 강성을 보조하는 것이 중재전략이 될 수 있으나, 개인마다 보조해야 할 강 성이 다르다는 문제가 있다. 이를 해결하고자 중족골 굽힘 강성 가변 장치를 개발하고 효과성을 검증하였다. 보아와 줄을 이용하여 중족골 부분에 강성을 조절할 수 있는 장치를 만들었고, 계산 과 시뮬레이션을 통해 줄의 강성 변화에 따른 탄성에너지 변화를 제안하였다. 동작분석장치의 결 과를 Trunk의 Stabilogram을 이용하여 측정한 결과 개인별로 적합한 강성이 있으며 중족골 부분 에 강성을 높일수록 보행안정성이 높게 나타나는 결과를 얻었다. 또한 발 안쪽의 강성을 크게 하 는 경우 CoP가 발의 바깥쪽과 발뒤꿈치쪽으로 이동하였으며, 발 바깥쪽의 강성을 크게 하는 경우 발의 안쪽과 발가락 쪽으로 CoP가 이동하는 결과가 나와 중족골 굽힘 강성 가변 장치가 노화에 따른 회내와 회외의 문제를 해결하는 중재전략이 될 수 있다는 결론을 얻었다. 주제어: 중족골, 가변강성장치, 회내와 회외, 운동분석, 압력중심