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현재 신재생 에너지는 지구온난화와 화석연료의 고갈을 목전에 둔 사회에 있어서 핵심적인 화두로 떠오르고 있다. 그중 풍력발전은 가장 가능성이 높고 경쟁력 있는 신재생 에너지 중 하나이다. 그러 나 이러한 풍력발전은 소음, 내구도, 효율에 대한 문제점이 존재한다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제를 자연에서 해결법을 얻는 바이오메카닉스를 이용하여 풍력발전기 블레이드를 새롭게 설계해 개선하며 이를 검증하기 위해 3D 프린터로 제작한 모형을 이용하는 실측 실험과 CFD 프로그램을 이용한 시뮬레이션 실험으로 검증한다. ▪ 주제어: 바이오메카닉스, 블레이드 형상, 소음, 내구성, 효율
최근 개인 위생의 중요성이 증가하면서 항균성 제품에 대한 수요가 급증하고 있다. 본 연구에서는 항균성이 추가된 비누를 개발하고, 그 효능을 평가하였다. 특히 기존에는 바이러스를 없애는 용도로 비누를 사용하였지만 완전 멸균시키는 방법을 검증하였다. 가장 효과적인 비누타입으로 고체를 선정한 뒤 코코넛파우더, 카제인, 키토산에 대한 항균효과를 세균배양을 통해 확인하였다. 그 결과 키토산이 가장 적합한 항균 물질이라고 생각되어 최종 선정 물질인 키토산을 비누에 추가하였으며, 항균 효과를 실험을 통해 검증하였다. ▪ 주제어 : 향균성, 비누, 멸균, 위생, 세균
이 연구는 수능 대비 고등학생 문제 세트를 무한 생성할 수 있는 AI를 개발하는 것을 목표로 하고 있다. 문제 생성의 기본 코드와 샘플 수능문제 세트는 지도 교수님이 제공하였으며 본 연구에서는 이를 개선하여 실제 사용자가 활용가능한 단계까지 업그레이드하는 연구를 진행하였다. 특히 난이도 조절에 중점을 두고 있다. 문제의 복잡성이 증가할수록 난이도가 올라가며, 문제에서 요구하는 논리의 수가 많아지고 어떤 논리를 사용해야 할지 추론하기 어려울수록 문제가 어려워진다고 판단 했다. 또한 문제 제시뿐만 아니라 다른 하위요소들, 객관식 보기, 문제의 변수, 설명 등에서도 매번 임의적으로 바뀌게 해 난이도 조절을 했다. 고등수학 범위의 문제들의 해결 코드를 챗GPT를 이용하여 실전에서 활용할 수 있는 개선된 풀이를 제공해보았고 향후 더 심화된 문제들, 특히 사고력을 요구하는 문제를 파이썬 기반 언어로 제공할 수 있도록 할 것이고, 실제 수능 기출을 분석하면서 수능 문제 세트를 만들 계획이다. ▪ 주제어: 생성형 AI, 문제의 난이도 조절, 변수, 다양한 유형, 정답과 풀이 제공, 자기주도 완전학습
본 연구는 다양한 명도 조건에서 쥐의 망막 신경 신호를 분석하여 인공 시각 시스템 개발을 위한 데이터를 제공하는 것을 목표로 하였다. 망막의 반응 패턴은 Bg0, Bg64, Bg128의 밝기에서 조사되 었으며, 신경 세포 간 상관관계와 상호 정보량을 측정하였다. 분석 결과, 명도의 변화에 따른 신경 반응 특징을 밝혀내어, 인공 시각 시스템에서 명도에 따른 개체별 차이와 시각 자극과 반대로 작용 하는 신경 세포 간의 상호작용을 고려해 개인 맞춤형 자극이 필요함을 제안하였다. 연구 결과는 다 양한 환경에서의 시스템 유연성을 높일 수 있는 기초 자료로 자리매김할 수 있다. ▪ 주제어: 인공 시각, 명도, 상호 정보량, 상호 상관 분석, 비모수 검정
이 연구는 3D 프린팅 건축의 가능성을 탐구하며, 특히 고층 건물 바닥재에 적합한 구조를 찾기 위 해 허니콤 구조를 적용한 실험을 다룬다. 3D 프린팅 건축은 비용 절감과 친환경적이라는 장점이 있 지만 안정성 문제로 저층 건물에 주로 쓰이고 있다. 이 연구에서는 다양한 형태의 허니콤 유사 구 조 모형을 3D 프린터로 제작하여 하중을 견디는 능력을 비교했다. 그 결과, 정립 육각기둥형 구조 가 단위 질량 당 하중을 가장 잘 견디며 고층 건물의 바닥재로 가장 적합한 형태로 결론지었다. ▪ 주제어: 3D 프린팅 건축, 하중, 내진 설계
폐석고 재활용을 위해, 미생물에 의한 탄산칼슘 침전(MICP) 반응을 활용하는 연구가 활발히 진행 되고 있다. 본 연구는 기존의 MICP 활용의 한계를 극복하기 위해 본 연구는 폐석고 재활용을 위한 MICP 활용 방안으로 폐석고에 서식하는 토착 미생물의 MICP 활용이 적합한지를 검토하였다. 세균 주입후 동일한 시간동안 MICP 반응을 진행하여 발생하는 이산화탄소(CO2)의 발생량을 측정하여 폐 석고 추출 미생물과 토양에서 추출한 미생물 및 S. pasteurii 세균의 MICP 반응 효율을 비교하였다. 그 결과 폐석고에서 추출한 토착 미생물의 MICP 작용의 효율이 토양 미생물보다는 높고 S. pasteurii 세균 보다는 낮은 것으로 관찰되었다. 이를 통해, 폐석고 재활용에는 S. pasteurii. 폐석고 토착 미생물, 토양 추출 미생물 순으로 사용하는 것이 효과적이라는 것을 알 수 있었다. 그러나 세 균 배양 과정을 고려하면 토착 미생물을 활용하는 MICP 반응이 폐석고 재활용에 있어 가장 효과적 인 방법이 될 것이라고 제안한다. ▪ 주제어: MICP반응, 폐석고재활용, 흡광도,co2농도, 폐석고 토착미생물
근사를 이용하지 않으면 일반적으로 풀기 어려운 상황을 MATLAB을 이용한 시뮬레이션을 통해 분 석하고, 이를 실제 실험 결과와 비교하여 고전역학에 대해 심도 있게 이해하고자 한다. MATLAB을 이용하여 공기저항이 존재하는 투사체 운동을 실제 실험 결과와 비교하여 분석하였고, 태양 주변 행성의 라그랑주 점을 분석하였다. ▪ 주제어: 고전역학, 매트랩, 투사체 운동, 공기저항, 행성 운동, 라그랑주 점
현대 사회에서 섬유유연제는 옷을 부드럽게 하고 정전기를 줄이는 중요한 역할을 하지만, 최근 미 세플라스틱 문제로 환경에 미치는 우려가 커졌다. 이에 따라 식초, 구연산, 레몬즙 등의 자연 친화 적 대체물이 주목받고 있다. 본 연구는 이들 대체물이 섬유유연제를 얼마나 잘 대체할 수 있는지 실험을 통해 비교하고, 그 성능을 분석하여 새로운 친환경 섬유유연제를 제시하고자 한다. 실험 결 과, 섬유유연제 대체에 적합한 물질은 탄소 수가 많은 유기산으로, 그 대체재는 구연산이다. ▪ 주제어: 환경오염, 섬유유연제, 식초, 레몬즙, 구연산
본 연구에서는 3차원 공간에서 밝기를 구하는 방법 및 다양한 점광원 배치에서의 최소 밝기를 구 하여 효율적 조명 배치에 대해 분석하였다. 광원에 의한 특정 점에서의 밝기는 역제곱 법칙에 따 라 수식화할 수 있었으며, 유도한 수식을 이용해 정사각형 배치, 정삼각형 배치 등 점광원들이 규 칙적으로 배치되어 있을 때의 밝기를 조사하였다. 본 연구는 위의 방법을 통해 다양한 광원 배치 에서 조도 균제도를 계산하고 ‘효율적 배치’를 알아보는 것에 중점을 둔다. ▪ 주제어: 밝기, 빛, 조명, 효율적 배치, 조도 균제도
기존 필로티 구조가 많은 건축공법으로 사용되고 있지만, 지진과 같은 재해에 의한 피해가 많은 구조 인 만큼 기존 문제를 보완할 수 있는 보강법을 찾아보고 안정성을 검증해보고자 연구를 진행하게 되었 다. 동일한 건축모형을 제작하고, 건축모형 소재에 따른 효과를 비교하기 위해 레고와 나무도막을 이용 한 제작하여 각각의 형태에서 보강법에 따른 효과를 알아보고자 했다. 아치형과 필로티 보강제를 통해 안정성을 비교해 보고자 했으나, 대조군과 보강제를 설치한 구조물의 FFT결과에 따른 고유진동수와 진폭 값이 소수점 둘째 자리의 미세한 값의 유의미한 비교가 되질 않아 모형의 개선이 필요한 상황이 다. 이 실험과정을 통해 내진 실험에 적합한 소재의 모형을 찾는 과정의 필요성을 느낄 수 있었다. ▪ 주제어: 필로티구조, 내진설계, 건축, 내진 성능
본 연구에서는 부유식 물체를 이용한 파도에너지 감쇠의 가능성을 알아보고자 한다. 해저 면 과 줄로 연결되어 있는 부표는 줄의 장력으로 인해 단순 부유물과 다르게 파도에 대한 저항력 을 가질 것으로 예상하였다. 기존의 고정식 방파 구조물에서 착안하여 소파 부표 제작 후, 모 의 해상환경을 조성해 실험을 진행하였다. 실험을 위한 파도 발생 장치를 직접 제작하려 했으 나 공학적 한계에 부딪혀 완제품 조파기를 사용하여 실험을 진행하였다. 실험 결과 부표의 파 도에너지 감쇠 가능성이 확인되었으며, 감쇠에 효과적인 부표의 형태도 도출되었다. 본 연구 결과를 활용하여 기존의 부유식 방파제와 소파 개념이 다른 방파 구조물을 개발할 수 있을 것 이다. 이는 설치가 간편하고 비용이 낮아서 다양한 분야에 효율적으로 활용될 수 있을 것으로 예상된다. ▪ 주제어: 파도, 구조, 안정성, 유체의 운동
본 연구에서는 텐세그리티 구조의 안정성과 출렁다리에 대해 이해하고, 이를 바탕으로 텐세그리티 구조를 적용한 다리를 구상하여 직접 만들고, 이와 더불어 사장교 모형도 만들어 두 가지의 구조의 안정성을 비교한다. ▪ 주제어: 출렁다리, 텐세그리티 구조, 사장교 구조, 안정성