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환경 스트레스 저항성 식물 개발을 위한 유용 유전자를 발굴하고 작용 기작을 연구하기 위해 돌연 변이체를 이용하여 환경 스트레스 반응을 분석하였다. WRKY gene family의 한 종류인 WRKY31 전사인자 유전자의 과발현체를 만들기 위해 재조합 DNA로 형질전환된 식물을 제조했다. WRKY31 과발현체의 종자 선별이 잘 이루어지지 않아 고염 스트레스 반응을 확인할 때 WRKY31 knock out 돌연변이체를 사용했고, 그 결과 WRKY31이 고염 스트레스에 저항성을 가진다는 사실을 알 수 있 었다. 건조 스트레스 반응을 확인하기 위해 RT-PCR을 이용하여 Mannitol을 처리한 시간에 따른 WRKY31 발현량을 비교했고, WRKY31이 건조 스트레스에 민감하게 반응하지는 않는다는 것을 알 수 있었다. 주제어: WRKY31 전사인자, 애기장대, 식물 스트레스, 과발현체, 돌연변이체
실제 유통 환경에서 적용 가능한 실시간 식품 신선도를 감지하고자 하였다. 전이금속을 적용한 센 서의 민감도를 증대시키고자 solvatochromic effect, 산화와 환원, ligand strength를 적용한 array를 구축하였고 전이금속 중 Cu와 Co를 이용하여 실험을 진행하였다. 센서 후보군은 140개의 센서 어레이를 제작한 후 0.5M의 암모니아와 아민을 타겟으로 적용하여 스크리닝을 통해 선정하였 다. 결과적으로 10개의 센서 후보군을 선정하여 이를 종이 센서로 제작한 후, 밀폐된 용기 안에 60g의 돼지 살코기를 넣고 종이 센서를 부착하였고 이를 실온에서 실시간으로 모니터링하였다. 실 험결과 Cu-10, Cu-23 색 센서가 가장 반응이 좋았고, 포토샵을 이용한 색차이에서도 명확한 결과 를 얻었다. 주제어: 전이금속, 착화합물, 유해가스, 종이 컬러 센서
본 연구에서는 실리카원으로 TEOS를 사용하고 주형으로 트리 블럭 공중합체 (P123)를 사용하여 산성 조건에서 자기조립 과정과 수열반응을 거친 뒤,용 매추출법을 통해 성공적으로 배열된 육방체 구조의 메조 세공 배열을 가지는 나노다공성 실리카 물질(Surfactant-extracted SBA-15)을 합성하였 다. 또한, 본 연구에서는 일정한 나노미터 크기와 일반적으로 규칙적인 배열된 기공을 가지는 나노 다공성 실리카 물질에 아미노 실란기를 개질시킨 다음(AAPDMS SBA-15) 다양한 중금속 이온을 흡 착시켜 각 금속 이온에 대한 센싱 정도를 확인하였다. 그 결과, 본 연구에서 제작한 실리카 물질은 Cu2+에 대해 가장 뛰어난 센싱력을 보였다. 주제어: 나노다공성 실리카, 금속 이온 센싱, 육방체 구조, AAPDMS
미생물 이용 발효는 원하는 성분 물질을 빠르고 대량으로 생산할 수 있는 대표적인 방법이다. 유 산균은 인체의 물질대사를 도와 그 필요성을 인정받고 있지만, 기존의 섭취 방법에는 편의성과 휴 대성이 떨어지는 한계가 있어 꾸준히 섭취하기 어렵다. 따라서 미생물 발효를 통해 생산된 유산균 을 젤리 형태로 제조하여 고령자를 비롯하여 누구나 쉽게 섭취 가능한 건강 기능성 발효 식품을 개 발하고자 한다. 김칫국물을 단계 희석법과 순수분리를 통해 유산균을 배양 후 API kit를 사용하여 동정하였다. 생산된 유산균을 통해 제작된 요구르트의 생균수, pH와 산도를 측정하였고 일반적인 방법이 아닌 옴 가열을 통해 살균하여 다양한 재료를 조합한 요구르트 젤리를 제조하였다. 또한 TPA 시험법을 통해 제작된 젤리의 물리적 특성을 분석하는 과정을 진행하였다. 이러한 옴 가열 기 술의 실용적 활용을 통해 발효 식품의 새로운 가공 가능성을 제시하였다. 주제어: 미생물 발효, 전기장 기반, 비가열 살균, 고령친화식품, 식품공학
본 연구는 비선형 질량-용수철 시스템를 디자인한 후 실험을 통해 그 변위 값의 결과를 시간 t 에 의존하는 미분방정식의 형태로 나타내고자 하였다. 핵심적인 내용으로는 상대속도의 제곱에 비례하는 공기저항을 감쇄장치(damper)로 생각하고 이를 이용해 미분방정식을 변위 y에 대한 비 선형 미분방정식을 모델링한 것이다. Python을 이용한 프로그램으로 값을 근사하여서 대수적으로 풀이하였을 때 나타난 그래프와 실제 초음파로 변위를 측정한 실험을 통해 구한 그래프의 양샹과 해를 비교한다. 이를 통하여서 공기저항이 들어간 비선형 미분 방정식의 해를 다항, 초월함수로 근사할 수 있다. 주제어: 미분방정식, 질량 – 용수철 시스템, 해, 해법
Fibonacci 수열 {Fn}은 F0=0, F1=1, Fn>=2=Fn-1+Fn-2로 정의되는 수열이다. 임의의 소수 p에 대하여 p│Fp-(p/5)임은 잘 알려져 있다. 그렇다면 p²│ Fp-(p/5)를 만족하는 소수 p는 존재할까? 이러한 성질을 만족하는 소수를 Wall-Sun-Sun 소수라고 부른다. 본 연구에서는 Wall-Sun-Sun 소수의 존재성을 통계적 모델을 통하여 조사한다. 본 연구에서 제시한 두 모델은 각각 Wall-Sun-Sun 소수의 무한성과 유한성을 제시하였다. 두 모델에서 제시한 결과의 차이점을 분석 하고, 타당한 모델의 조건 및 개선점에 대해 논의하였다. 또, 초기 자연수 n에 대하여 Pisano 주 기와 관련한 규칙성을 조사하여 일반화한 추측을 제시하였다. 주제어: Fibonacci 수열, Fibonacci-Wieferich 소수, Wall-Sun-Sun 소수, Pisano 주기
본 연구는 한국의 지형과 사계절을 고려하여 태양광 추적기의 제작 및 에너지 효율성을 분석하고자 하였다. 첫 단계로 산속 골짜기에 위치한 우리학교 옥상에에 설치된 태양전지판의 구조와 및 태양 빛의 조도와 관련된 지형적 환경을 파악하기 위해서 드론촬영을 실시하였다. 둘째로 솔라트레커의 작동과정, 각 모듈별 구조, 가상 출력에너지(power) 등 솔라트레커 제작 준비 단계인 공학적 모델링 (matlab) 수행하였다. 연구내용의 핵심과제인 솔라트레커 제작에서는 태양광 발전의 효율성을 극대 화하기 위해 태양빛을 감지하는 CDs 조도센서를 부착하고 태양의 위치에 따라 패널의 각도를 조정 하는 2축 방향이동이 가능한 서보모터를 도입한 솔라트래커를 제작하였다. 더나아가 태양전지의 출 력 전력을 측정 할수 있도록 아두이노 기반의 전류-전압센서(INA219)를 이용해 발생전기에너지를 측량할 수 있도록 하였다. 일반적으로 전형적인 고정형 태양전지판의 출력에 비하여 태양광을 추적 이동하는 솔라트레커의 전기에너지는 우수하다. 하지만 솔라트레커는 태양전지판을 움직이는데 큰 소비에너지가 필요할것이므로 Ina219 센서를 추가 도입하여 솔라트레커의 운행을 위한 소비(공급)전 력을 구하여 고정형 태양전지판에 비하여 에너지 효율이 얼마나 더 우수한지를 연구진행하고 있다. 주제어: 솔라트래커, 솔라트레커 모델링, 태양전지판, 한국 산악지형, 전기에너지 효율
본 연구는 아스피린과 같은 살리실산 유도체의 형광에 대한 카페인의 소광 현상을 이용해 카페인의 농도를 금 나노입자를 활용하여 시각화하는 것을 목적으로 한다. 이를 수행하기 위해 용액의 pH를 조절하고 환원제로 NaOH, Sodium Citrate를 사용하는 등의 환경 조건과 금 나노 입자를 비롯한 여 러 발색 분자의 종류에 변화를 주며 UV-VIS 분광광도계와 형광분광계를 이용한 분석을 수행하였다. 가장 발색률이 높은 발색단과 환경 조건을 도출하여, 형광 광도와 화학종의 농도를 시각화할 수 있 는 화학센서로써의 가능성을 확인하였다. 주제어: ASA-AuNP, 퓨린, 잔틴유도체, 화학종농도 변화의 시각화
본 연구는 시각장애인의 안전 강화를 위해 드론과 인공지능 기반 객체 인식 기술을 활용한 위험 감지 시스템을 개발하였다. PixHawk 4 기반의 드론에 Raspberry Pi와 카메라를 장착하여 시각장 애인의 주변 환경을 실시간으로 모니터링하고, YOLO 모델을 통해 사람 이외의 물체를 감지하였 다. 감지된 물체는 HC-06 블루투스 모듈을 통해 Arduino로 신호가 전송되며, 부저를 통해 경고음 을 발생시켜 시각장애인에게 접근 위험을 알린다. 본 시스템은 물체와 시각장애인 간의 거리와 접근 속도를 기반으로 경고음의 주파수와 지속 시간을 조정하여 실제 위험 상황에서만 효과적인 경고가 이루어지도록 설계되었다. 이 시스템이 시각장애인에게 실질적인 안전성을 제공하고, 드론 을 활용한 새로운 보조 기술에 기여되기를 기대한다. 주제어: 드론 보조 기술, YOLO 모델, 블루투스 경고 시스템, 시각장애인 위험 감지
자율주행청소차는 투명한 물체 인식의 어려움으로 상용화에 어려움을 겪고 있다. 본 연구는 자율 주행청소차의 도로 청소 작업 효율성과 실용성을 높이기 위해, 투명한 물체를 인식할 수 있는 머신 러닝 모델을 개발하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 약 1500장의 투명 물체 영상을 라벨링하고, 다양한 데이터 증강 기법을 적용하여 5000장의 학습 데이터를 구축하였다. 결과적으로, 모델의 인 식률은 90%를 넘었으나, 과적합 문제로 인한 오인식 현상이 발생하였다. 이를 해결하기 위해 고속 도로에서 발견되는 물체를 추가 클래스로 분류하여 라벨링하는 방법을 도입하였다. 더 나아가 데이 터 증강 기법 중 회전, 이동, 밝기 조정 등의 방법이 모델 성능에 미치는 영향을 분석하는 것을 추 가 탐구 주제로 설정하였다. 또한 과적합 문제를 해결하기 위해 도로 위에서 볼 수 있는 물체들에 대한 클래스를 만들어 따로 라벨링과 학습을 통해 인식하게 만들었다. 결과적으로, 본 연구는 자율 주행청소차의 도로 청소 작업을 위한 투명 물체 인식을 개선하고, 제한된 데이터 환경에서의 효과 적인 머신러닝 모델 개발 방법을 제시한다. 주제어: 자율주행청소차, 투명물체인식, YOLO모델, 다중클래스분류, 데이터증강
비타민 B12는 인체에서 합성되지 않아 외부 섭취가 필수적이며, 이에 따라 효율적인 비타민 B12 생산 방법 개발이 요구된다. 본 연구에서 P. freudenreichii의 비타민 B12 생산성을 자외선(UV) 조사를 통해 증대할 가능성을 탐구하였다. 배양한 균주에 UV A를 1, 2, 5, 10, 30분간 조사 후 비타민 B12 생산량을 비교 분석했다. 비타민 B12 정제 후 UV-vis 분광광도계를 통해 측정한 결과, UV 조 사에 따른 비타민 B12의 생산량 증대 효과는 관찰되지 않았고, 유의미한 흡광도 값 또한 나타나지 않았다. 이러한 결과로부터 본 연구는 비타민 B12 과발현에 대한 UV 조사 효과가 일부 제한적일 수 있음을 시사하며, 향후 연구에서는 실험 환경 최적화 및 조건 변화 등이 필요할 것이다. 주제어 : 엘리시터, 자외선, 과발현, vitamin B12, Propionibacterium freudenreichii
현재 단백질의 3차원적 구조를 예측하는 실험을 실행할 때에는 시간과 자원이 많이 든다는 단점이 있다. 따라서 본 연구는 Transformer 모델과 Attention mechanism을 추가한 Autoencoder 모델로 각각 단백질의 3차원 구조와 HIV-1 역전사효소의 결합 부위를 예측하는 AI 모델을 구현하였다. Uniprot과 Alphafold 데이터로 모델을 구성해 대략적인 단백질 구조 예측에 성공하였고, Autoencoder 모델을 통해 HIV-1 결합 부위를 예측해 높은 정확도를 얻었다. 실험 결과 Transformer와 Attention 기반 모델이 단백질 구조와 결합 부위 예측에 사용할 수 있음을 확인했다. 주제어: Attention Mechanism, Autoencoder, Transformer model, 단백질 간 상호작용 예측, HIV-1 역전사효소 결합부위 예측