연도별 연구과제 61 페이지첫페이지로 이동

본 연구는 소행성 1777 Gehrels의 광도곡선을 통해 특성을 규명하고 강화학습으로 탐사궤도를 도출 하는 방법론을 제시한다. 덕흥천문대의 1m 망원경을 통해 총 120장의 촬영 데이터를 수집하였고, 전처리를 진행한 후 소행성 1777 Gehrels의 광도곡선을 작성하여 자전 주기를 약 170분으로 산출하 였다. 3D 프린터를 활용하여 예상되는 소행성 모델을 제작했다. 소행성 모델들을 회전시키며 조도를 측정해 광도곡선을 작성했고 1777 Gehrels와 비교해서 소행성의 형태를 추정했다. 더불어, Unity ML Agent를 이용해 강화학습을 적용하여 탐사선의 최적 궤도를 설정하는 방법론을 제시하였다.

주제어: 1777 Gehrels, 소행성, 광도곡선, 형상모델, 강화학습

본 연구는 보이스 피싱 피해를 예방하는 목적을 위해 딥러닝기반 보이스피싱 감지 방안을 제안한 다. 이 연구를 위해 딥러닝 기반 딥보이스 방안을 이용하여 통화 중 실시간으로 피싱 가능성을 분석하여 경고함으로써 사용자에게 신속한 대처를 할 수 있는 애플리케이션을 개발한다. 기존 딥보이스 기반 피싱 방법은 외국어 기반으로 구성되어 있기 때문에 본 연구에서는 한국어 기반의 딥보이스 탐지 시스템을 구축한다. 제안한 시스템은 전화 정보 표시, 실시간 경고 및 신고, 통화 기록 검사, 피싱 전화 공유 등의 기능을 포함한다. 본 연구의 실험 결과, 높은 정확도로 피싱 여부를 판단 하는 것으로 확인되었으며, 사용자 간 피싱 정보 공유 및 중복 신고 방지 체계를 통해 신뢰성 높은 데이터베이스를 구축할 수 있었다. 나아가 피싱 방지를 위한 커뮤니티 기반 피싱 방지 생태계 조성에 대한 가능성을 확인하였다.

주제어: 딥러닝, 딥보이스, 피싱, 감지, 애플리케이션

최근 한국의 급속한 경제 발전에 힘입어 많은 산업적 성장이 이루어졌지만, 그에 따른 부작용으로 환경 오염이 심각한 문제로 대두되고 있다. 특히 염색 폐수를 포함한 수질 오염은 중요한 환경 문제 중 하나로 주목받고 있다. 이에 우리는 광촉매를 활용하여 수질 오염 물질을 분해함으로써 수질 정화를 도모하는 방안을 연구하였다. 본 연구에서는 TiO₂ 광촉매와 365nm 파장의 자외선을 이용 하여 오염 물질을 분해하였으며, 분해가 완료된 후 원심분리기를 사용하여 촉매를 효과적으로 분리 하였다. 물질의 분해 정도는 분광광도계를 통해 정량적으로 측정하였으며, 이를 위해 메틸렌블루 (Methylene Blue)와 메틸오렌지(Methyl Orange)와 같은 유기 색소를 분해 대상으로 선정하였다. 이러한 유기 색소는 다양한 산업 공정에서 발생하는 오염 물질로, 본 연구의 결과는 광범위한 응용 가능성을 지니고 있다. 따라서 본 연구는 향후 수질 오염 개선에 실질적인 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

주제어: 수질 오염, TiO2 광촉매, 자외선, 분광광도계, 색소

교통망에 그래프 이론을 적용해 분석한 연구는 여러 가지 있지만, 구체적으로 노선망과 관련하여서, 새로운 노선 추가를 통해 교통망을 개선하는 연구는 찾아보기 어려웠다. 따라서, 본 연구는 새로운 내부 버스 노선의 추가를 통해 교통망 최적화 방법론을 제시하며, 이를 통해 도시 내 이동성을 향상시킬 수 있는 대안을 찾아내는 것을 목표로 한다. 이를 위하여 최단 경로 문제와 승하차 통계를 적용한 '복잡도'라는 값을 새로 정의 내려 분석법을 정립한 후, 외판원 순회 문제를 적용한 최소 해밀턴 경로 산출을 통해 단일 노선을 선정하는 방법을 제시하였다. 여기에서는 인천광역시 부평구를 대상으로 복수의 기준을 세운 결과 승차량을 기준으로 노선을 선정해 유효 복잡도를 약 10% 이상 감축시키는 버스 노선을 제안하였으며, 이에 그치지 않고 델로네 삼각분할을 응용한 기하 구조를 통해 효율적 교통망의 일반해를 제시함으로써 대다수의 일반적 경우에 적용할 수 있는 교통 문제 해결에 대한 방법론을 제시하였다.

주제어: 그래프 이론, 복잡도, 최단 경로, 외판원 순환 문제, 델로네 삼각분할

본 연구는 전통적인 게임 이론을 기반으로, 게임 이론의 평균장 극한을 통해 평균장 게임 이론과 내쉬 균형을 분석한다. 게임 이론은 다수의 이해관계자가 자신의 이익을 극대화하기 위해 전략을 선택하는 과정에서 발생하는 상호작용을 연구하는 학문이다. 본 연구는 특히 평균장 게임 이론을 활용하여 대규모 참가자가 있는 복잡한 시스템에서 최적화 문제를 해결하는 방법을 제안한다. 평균장 게임 이론은 복잡한 상호작용을 단순화하여 분석하며, 평균장 극한을 통해 참가자 수가 무한대인 상황을 가정하여 시스템의 효율성을 최적화한다.
연구의 주요 적용 분야는 도시 교통 체증 문제로, 본 연구는 평균장 게임 이론과 내쉬 균형을 적용 하여 교통 흐름을 최적화하였다. 이를 통해 교통 체증 문제를 해결하기 위한 편미분방정식을 도출 하고, 최적 해를 계산하였다. 본 연구는 도시 교통 시스템의 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 실질 적인 방안을 제시하며, 이는 도시 계획 및 정책 결정 과정에서 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

주제어: 게임 이론, 평균장 게임 이론, 내쉬 균형, 교통 체증, 편미분방정식

지금까지 곤충의 본질적인 탐구에 중요한 행동특성과 생리학적 특성 사이의 상관관계를 밝힌 연구는 이루어진 적이 없다. 해충의 방제를 위한 양성주광성이나, 사마귀의 구조적 시각 시스템에 관한 연구는 있었으나, 행동학적 특징과 시각 시스템의 직접적 상관관계에 관해서는 밝혀진 것이 없기 때문에, 본 연구에서는 이를 목적으로 하였다. 겹눈이 발달한 사마귀를 대상으로 CD와 LED, 조광기를 이용해 연속적인 파장과 불연속적인 광원에 대해 보이는 파장에 따른 양성주광성과 민감도를 측정하였고, HPLC를 이용해 사마귀의 시각 소체를 구성하는 RGB별 옵신의 농도를 측정하였다. 그결과, 사마귀는 청색광(430~480nm)에서 가장 민감하게 반응하였고, HPLC 결과에서 청색 수용 시각 소체의 농도가 적색, 녹색 수용체에 비해 높은 농도를 보이며 양성 주광성과 각 파장에 활성화 되는 시각소체의 개수 사이에 상관관계가 있음을 밝혔다.

주제어: 사마귀의 겹눈, 시각소체 구성, 양성주광성, 빛의 파장, 옵신의 농도

과일 소비 증가에 따라 발생하는 부산물의 양이 급증하고 있으며, 하천수와 토양 오염등의 환경 문제를 유발한다. 그러나 이들 부산물에는 항산화능이 뛰어난 폴리페놀이 함유되어 있어, 식물 투여시 생장 변화에 긍정적인 영향을 기대할 수 있다. 따라서 폴리페놀이 식물의 생리적 기작과 스트레스 저항성을 향상시키는 데 기여한다는 사실을 입증한 선행 연구에 따라 과일 부산물에서 폴리페놀을 추출하고, 이를 식물에 투여하여 식물의 항산화능 및 성장에 미치는 영향을 평가하는 것을 목표로 한다. 본 연구는 과일 부산물에서 폴리페놀을 추출하고, Folin-ciocalteu 및 HPLC를 통해 폴리페 놀과 퀘르세틴, 탄닌 함량을 측정한 뒤, 엽채류 모종에 3주간 투여하여 잎의 면적 증가량을 계산함 으로써 식물의 생장을 분석했다.

주제어: 과일 부산물, 폴리페놀, 항산화 작용, 엽채류 생장, 비료

본 연구는 동애등에(Ptecticus tenebrifer)의 life cycle의 전반적인 활용 가치에 관한 연구이다. 동애등에 유충, 탈피각, 성충을 얻기 위해 전용 생육 장치를 고안 및 제작하였다. 1령 유충을 밥, 소고기, 돼지비계, 양배추에 각각 넣고 분해 정도를 파악한 결과 양배추를 제외하고 분해가 잘되었으며, 재활용품을 이용해 제작한 심지 화분에 생성된 분변토에 넣은 후 RcBr(Rapid cycling Brassica rapa)의 생장률을 확인한 결과 오히려 분변토에서 생장률이 저해됨을 확인할 수 있었다. 이는 생성된 분변토 속 유해 유기물이 식물 생장에 영향을 미치기에 후처리 공정을 통해 배양토로 사용해야 함을 시사한다. 탈피각을 채취하여 폐건전지 수용액의 중금속 흡착 정도를 SEM-EDS로 측정한 결과 다공성 구조로 Zn 2+ , Mn 2+ 을 효율적으로 흡착한다는 것을 확인 하였다. 또한 탈피각을 섞은 배양토에서 RcBr의 생장률이 높았으며, 중금속을 처리하였을 경우 생장률은 감소하였지만, RcBr의 줄기 색깔이 보라색으로 안토시아닌 색소의 발현량이 증가하였다. 이는 탈피각의 비료 로써 활용 가치를 시사하며, 탈피각의 중금속 흡착에 따른 지하수 오염 방지와 안토시아닌 발현 식물의 양이온 교환에 따른 토양 속 중금속 흡수를 통해 토양 정화를 할 수 있다는 것을 시사한다. 탈피각의 키틴 성분으로 합성한 키토산을 엽면시비하여 RcBr의 줄기 길이와 엽면 너비를 확인한 결과 생육량이 증가하였음을 확인하였고, 이는 버려지는 탈피각의 활용 가치가 높음을 알 수 있었다. 성충을 통해 고체 바이오 디젤을 제작하였으며, 성충 1마리당 0.1g으로 약 63.3%의 수득률을 얻을 수 있었으며, 제작한 바이오 디젤의 열량은 0.35kcal로 미래 에너원으로 활용 가치가 있을 것이다.

주제어: 아메리카 동애등에(Ptecticus tenebrifer), 음식물 분해, 중금속 흡착, 키토산, 바이오 디젤(Bio-diesel)

세월호 참사가 어느덧 10주기를 맞이하였지만, 현재까지도 선박 침몰 사고는 지속적으로 일어나고 있다. 이러한 사고의 원인은 선체 손상을 제외하면 대부분 선체가 파도의 횡동요를 버티지 못하는 것이다. 평형을 유지하는 장치인 자이로 스테빌라이져를 활용하면 사고를 막을 수 있지만, 소모되는 전력이 많아 중대형 선박에선 많이 사용되지 않았고, 에너지적으로 더 효율적인 자이로 스테빌라이 져의 작동을 연구하고자 했다. 자이로 스테빌라이져의 동역학은 PD 제어기를 따르기에 임의의 부유 체에서 에너지 사용 정도를 최소화하는 PD 제어기의 계수를 구하는 방법을 시뮬레이션으로 확인하 고, 간이 파도 발생 장치와 간이 선박을 만들어 검증하였으며, 실제 상황에서 시뮬레이션과 유사한 결과를 보여 시뮬레이션의 결과가 효용성이 있다는 것을 확인하였다.

주제어: 선박(shipping), 자이로 스테빌라이져(gyro stabilizer), PD 제어기(PD controller)

본 연구는 테이퍼 날개에서 발생하는 슬랫 소음을 줄이기 위해 사인파형 톱니구조를 적용하고, 메커니즘 파악과 최적화에 대해 연구하였다. 기존의 연구는 두께가 없는 평판에 톱니구조를 적용하여 소음 감소를 분석했지만, 본 연구에서는 테이퍼형 날개와 에어포일을 통해 실제 비행기 형상과 유
사한 조건에서 효과를 입증하고자 했다. 길이 20cm, 진폭 2cm인 날개에서 난류 적분 길이(  )의 정
수배에 해당하는 파장()을 가진 톱니구조를 제작해 PIV 분석과 마이크로폰을 이용한 소음 측정을
수행했다. 실험 결과,     에서 상대적인 sound intensity가 (구체적인 값)으로 소음 감소가 가장
컸다. 이는 hill 길이가 길어져 streamwise vorticity가 증가하고, 소음원이 상쇄된 결과로 분석된다.

주제어: 테이퍼형 날개, 톱니구조, streamwise vorticity, 톱니구조 파장, 소음

수도권으로 인구가 집중되며 도시 인구 밀집이 심화 되어 지하 주차장 수 및 크기가 지속적으로 증가하고 있다. 그러나 기후변화로 인한 잦은 집중 호우 역시 증가하며 지하 주차장이 침수되는 사고가 반복적으로 발생하고 있다. 이에 대해 도시 침수 시뮬레이션 등의 연구는 진행되었지만 실제 모의실험을 진행하거나 한정된 공간인 지하 주차장에 관한 연구는 진행되지 않았다. 본 연구는 배수구 구조에 초점을 맞춰 지하 주차장 축소 모형을 제작하여 침수 모의실험을 진행하였다. 이를 통해 주차장 진입로가 직선 경사로인 경우 유속이 비교적 빨라 물이 경사로 왼쪽에 집중되었다가 중앙으로 퍼져나간 것을 확인했으며, 중앙 구역의 물이 고여 오래 빠지지 않는 결과를 확인했다. 반면, 진입로가 곡선 경사로인 경우 유속 증가 정도가 적어 물이 중앙으로 빨리 퍼져나갔으며 가로 방향으로 물이 흐르면서 이 구역이 지속적으로 수위가 증가하는 결과를 얻었다. 이를 분석하여 배수가 잘 되지 않는 구역을 분석할 수 있었다.

주제어: 지하 주차장, 모의 실험, 배수구 구조, 침수 취약 구역

본 연구는 기울기 센서와 기압 센서를 활용하여 기압 변화에 따른 최적의 맨홀 뚜껑 모양이 무엇인지 알아보고자 하였다. 한 맨홀 뚜껑에 대해 흔들림을 분석하는 기존 연구와 달리 다양한 모양의 맨홀 뚜껑을 사용하여 기압 차를 가장 잘 견디는 최적의 맨홀 뚜껑을 연구했다. 각 모양의 맨홀 뚜껑의 역학적 분석을 통해 기존에 존재했던 모양이 아닌 원뿔 모양의 맨홀 뚜껑을 고안했고, 다양한 모양의 맨홀 뚜껑을 3D 프린터로 출력한 후, 모양별 기울기 변화를 비교했다. 각 모양별로 흔들리기 시작하는 압력과 이탈 압력을 구했고, 원 모양이 최대 103794Pa 까지 가장 잘 버티는 최적의 맨홀 뚜껑으로 나타났다. 또, 기존 원 모양보다 원뿔 모양이 압력을 효과적으로 분산시켜 이탈 압력을더 높여 안정성을 높일 수 있었음을 알 수 있었다.

주제어: 맨홀뚜껑, 기울기센서, 기압변화, 이탈압력