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본 연구에서는 5가지 종류의 유기용매를 선정하여 유기 태양전지의 hole transport layer (HTL)로 주로 활용되고 있는 PEDOT:PSS에 도핑되는 농도에 따른 유기 태양전지의 성능을 평가하였다. 기존에 사용하 지 않았던 유기용매를 새로이 찾아 PEDOT:PSS의 전기 전도성을 향상시켜 유기 태양전지 효율 향상에 얼마나 기여하는지가 목적이며, 효율 외의 Voc, Jsc, F.F.의 값도 분석하여 여러 상황에서 쓰이는 유기용매 최적의 양에 대해서도 탐구하였다. 주제어: PEDOT:PSS, 유기용매, HTL, 유기 태양전지, 효율
최근 에너지하베스팅 분야에서 실생활에 가장 보편적으로 이용되고 있는 기술은 압전 소자이다. 압전 소자 기술은 이용 범위가 넓고, 접근성이 낮다는 점에서 가장 많이 이용되고 있는데, 이러한 기술을 사육시설에 적용해보고자 하였다. 반려 동물을 키우는 사람이 점점 증가하는 현 시대에 놀이를 통해 무의미하게 낭비되는 반려 동물들의 운동 에너지를 이용해 전기에너지를 생산하는 시설을 설계하였고, 많은 사육 시설 중반려동물로 많이 길러지는 고양이들의 대표적인 사육시설인 캣타워를 선택하였다. 캣타워 설계를 위해 시중에 나온 많은 압전 소자의 효율을 측정하고 고양이의 행동을 분석하였다. 주제어: 압전소자, 전압, 사육, 에너지 하베스팅, 효율
기존의 기계식과 멤브레인 키보드의 경우 기판에 전류를 흘려 보내주어 신호 전달을 한다. 키보드의 키가 위아래로 움직이는 것을 이용해 전자기 유도로 전류를 발생시킨다면 따로 전류를 공급하지 않아도 전자기유도에 의해 발생한 전류만으로 키보드의 신호 전달을 할 수있을 것이라 생각했다. 이에 본 연구는 키보드를 누를 때 전자기 유도에 의해 유도되는 전류로 신호 전달을 하는 것을 목표로 한다. 3D프린터로 전자기 유도 시스템을 장착할 수 있는 키보드 모형을 출력하고, 코일과 자석을 부착해 전자기 유도 방식 키보드 모형을 제작하였다. 아두이노를 활용해 신호 전달 회로를 설계하고, 회로에 코일을 연결해 전자기 유도 현상을 발생시켰을 때 신호가 성공적으로 전달되는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 전자기 유도 현상을 통해 신호 전달을 하는 키보드의 제작 가능성을 확인하였다. 주제어: 전자기 유도, 신호 전달, 키보드, 무접점
이 연구에서는 최근 빌딩풍으로 문제가 되는 엘시티 지역을 Autodesk Inventor를 사용하여 모델링하 고 CFD를 사용하여 유동해석함으로서 해당 지역의 풍환경을 분석하였다. 건물의 모양과 배치에 따른 풍환경의 변화를 다양한 경우에서 관찰하였고 또한 현재 재개발이 진행되고 있는 해당 지역에 다양한 건물을 증축하고 시뮬레이션 하였다. 엘시티 건물이 빌딩풍을 저감하는 구조라는 사전 연구와 같이 다른 건물구조보다 박리류 등의 빌딩풍이 약하였고 그중에서도 좁은 틈새로 바람이 들어와 넓은 틈으로 나가도록 바람이 불 때 다른 모델의 절반 수준의 풍속을 보여주었다. 엘시티 지역은 남서풍, 남동 풍이 불 때 강한 빌딩풍과 불안정한 풍환경이 조성되었고 다양한 시뮬레이션 중 엘시티를 증축한 경우 안정적인 풍환경이 조성됨을 확인하였다. 주제어: 엘시티, 빌딩풍, CFD, 시뮬레이션
본 연구에서는 풍력발전기의 날개에 비행기의 플랩구조를 적용하여 풍력발전의 발전량 향상 가능성을 알아보고자 하였다. 이를 위해 먼저, 플랩구조의 종류와 뒷전 플랩의 꺾인 각, 뒷전 플랩의 길이를 변화시키며 항력, 양력, 양항비의 변화를 ANSYS fluent simulation을 통해 비교했다. 다음으로 플랩 구조를 적용한 날개를 직접 3D 프린터를 이용해서 출력한 후 날개의 종류에 따른 발전량의 차이를 확인하고 그 이유를 알아보았다. 연구결과 기본 날개에 플랩을 적용한 경우 양항비 증가의 효과가 있었다. 또, 플랩이 적용된 날개에 받음각을 변화시키면서 발전량을 비교해 본 결과, 받음각이 60°에서 가장 크게 발전량이 나타났다. 플랩구조를 활용한 날개 중에서 거니 플랩을 적용해 만든 날개가 기존의 날개보다 발전량이 크게 나타났으며, 이를 통해 비행기 플랩구조를 적용하면 풍력발전기의 발전량 개선에 효과가 있다는 것을 알 수 있었다. 주제어: 플랩 구조, 풍력발전기 날개, 발전량, 항력과 양력, 양항비
본 연구의 궁극적인 목표는 손 사진을 입력받았을 때 손의 형태를 분류해주는 기능을 가지며 기존의 모델보다 효율적인 모델을 만드는 것, 즉 손동작 인식의 최적화이다. 이를 위해 전처리 없이 손 형태 를 분류하는 대조군 CNN과 3개의 전처리 기법을 적용한 각 3개의 실험군의 경우마다 학습 시간과 정확도를 비교하여 가장 효과적인 전처리 과정을 찾는 실험을 진행했다. 실험군1은 손의 형태에 따른 일부 점들의 극좌표를 추출하여 학습시켰다. 실험군 2는 손의 형태에 따른 일부 점들의 직교좌표를 추출하여 학습시켰다. 실험군 3은 손 사진을 배경 제거하여 가공하고, 가공된 사진에서 손의 형태에 따른 극좌표를 추출하여 학습시켰다. 실험군 은닉층을 1에서부터 증가시키며 정확도를 측정한 결과, 3 가지 전처리 모두 모델의 성능을 평가하기 위하여 정의한 지표인 효율도가 감소했음을 알 수 있었다. 이를 통해 실험군 2, 1, 3 순으로 전처리가 효율적임을 알 수 있었고, 또한 학습에 사용한 점 개수를 줄이더라도 정확도에는 큰 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 본 연구를 통해 기존에 사용되던 CNN 보다 확연하게 상승한 효율을 얻고, 3개의 전처리를 비교함으로써 직교좌표계를 사용한 손동작 인식 이 효과적임을 밝힐 수 있었다. 주제어: 손동작 인식, 최적화, 직교좌표와 극좌표, 이미지 처리(이진화)
본 연구팀은 손가락 휘슬의 구조적 특징을 분석하여 3D프린터를 통해 소리가 나타나는 모형을 제작하 여 실험함으로써 모형을 통해 휘슬의 공기역학적 특징을 분석하고자 한다. 1차 실험을 통해 선행 기류와 후행 기류의 충돌로 압력 변화가 주기적으로 생기며 이 일정한 압력의 변화가 소리를 일으킴을 알았으며, 재질은 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 1차 실험을 통해 휘슬의 변인 요소를 구강 내 공간의 부피 반지름(r), 손가락과 윗입술 사이의 거리(d), 유속(v)로 결정하였으며, 특정 주파수(3000Hz)를 낼 수 있는 조건을 찾고자 하였다. 2차 실험을 통해 3000Hz의 소리의 크기(dB)가 가장 큰 조건은 d = 1.5, r = 24 이었으며, 소리의 크기(dB)는 v와의 양의 상관관계가 있음을 확인하였다. 이를 활용하여 손가락 휘슬을 낼 수 있는 최적 조건을 제시하고, 실생활에 활용할 수 있는 제품으로 발전시키고자 한다. 주제어: 손가락 휘슬, 구강 내 공간의 부피 반지름(r), 손가락과 윗입술 사이의 거리(d), 유속(v), 3000Hz, 손가락 휘슬의 최적화 조건
이동 수단이 발전함에 따라 속력을 나타내는 속도계는 필수 요소가 되었다. 속도를 알기 위해서는 이동한 거리와 이동시간을 알아야 한다. 이동 수단의 운동 방식에 따라 이동 거리와 이동시간을 측정하는 방법이 다르다. 자동차는 바퀴에 센서를 달고 배나 비행기는 GPS를 이용하여 속도를 측정한다. 과학 기술이 발전함에 따라 새로운 운동 방식의 이동 수단이 등장할 것이고, 새 이동 수단의 속도를 측정하기 위한 연구가 필요해질 것이므로 속도 측정의 단일화는 시간이 지날수록 중요할 것이다. 본 연구는 물체가 운동할 때, 압전소자에 가해지는 바람의 압력에 의한 발전량으로 속도를 측정한다. 압전소자에 가해 지는 유체의 속도와 생성되는 발전량의 관계에 관하여 연구하였고, 이를 통해 압전소자를 응용한 속도 계를 제작하였다. 주제어: 압전소자, 속력, 바람, 풍동실험 장치, RF 통신
본 연구는 신발 끈을 묶는 방법에 따른 조임이 약할 때 발생하는 문제를 해결하기 위해 적절한 신발 끈을 묶는 방법을 찾기 위해 진행되었다. 신발 끈을 묶는 방법의 차이가 신발의 벗겨짐에 미치는 영향 을 알아보기 위하여 각각의 매듭 방법에 따라 신발이 조여지는 정도가 달라질 것이라 가정하고 일정한 힘으로 타격하였을 때의 결과를 관찰하였다. 두 가지 경사의 각도, 네 가지 매듭 방법, 두 가지의 신발 종류로 총 16가지의 실험을 진행한 결과 Display가 모든 각도와 신발 크기에서 신발이 벗겨질 때까지 의 타격 횟수가 가장 많은 매듭 방법이라는 결과를 얻었다. 이러한 실험 결과를 토대로 Display가 가장 안정한 신발 끈을 묶는 방법이라는 결론을 도출하였고, 신발에 가해지는 힘을 계산하여 각각의 매듭 방법에서 신발의 안정성을 정량적으로 비교하였다. 주제어 : 신발 끈을 묶는 방법, 외력, 장력, 경사각
기존의 네이티브 소프트웨어와는 달리 최근에는 사용자 UI 영역 또한 웹으로 작성하는 웹 애플리케이 션이 보편화되고 있다. 웹 애플리케이션에 주로 이용되는 기존의 서버 스케일링 기술은 사용자 트래픽 의 실시간 집중도를 기반으로 하기에 인트라넷과 같이 사용자가 특정 시간에 규칙성이 있는 경우에는 효과적이지 않다. 따라서 이동 평균(MA)와 ARIMA 등의 시계열 분석 모델을 이용해 집중도 예측 기반 서버 스케일링을 개발했다. 주제어: 시계열 분석, 웹 애플리케이션, 서버 스케일
장님 거미는 절지동물로 포식자를 만나게 되면은 자신의 한 다리를 끊고 도망가게 된다. 이때 장님거미는 다리가 끊어진 환경에 적응하여 다시 정상적인 움직임을 보인다. 그래서 이 특징 로봇에 적용하게 되면은 재난 상황에서 다리가 부러지더라도 그 부러진 다리의 위치를 파악하고 그 형태에 맞는 움직임으로 바꾸게 되면은 다시 자연스럽게 움직일 수 있다. 따라서 장님거미의 다리가 잘렸을 때의 움직임을 분석하여 반복되는 움직임을 찾아내어 그 움직임을 적용한 로봇을 만들기 위한 분석을 한다. 주제어: 장님거미, 생체모방, 움직임, 분석
우리는 실생활에서 널리 쓰이고 있는 QR코드를 한 공간에 두 개 이상의 공간에 여러 개 담아 공간밀도를 높이는 3D QR 같은 새로운 QR을 만들고자 하였다. 또한 실생활 속에서 QR이 색다르게 이용될 수 있도록 하기 위해서 특정 파장의 빛을 비추어야 맨눈으로 볼 수 있는 잉크를 이용하여 사람들에게 신선하게 느껴지도록 하였다. 연구 과정에서 편광 QR과 형광 QR이 특정 조건이 갖춰졌을 때만 보인다는 공통점을 발견하였다. 우리는 이러한 두 QR코드의 특징을 이용하기 위해 두 QR 혼합하여 기존의 QR을 하나만 넣을 수 있는 공간에 두 개의 QR을 넣어보는 시도를 하였다. 또한 3D QR을 실제로 만들어서 시각화하기 위해서 블록을 이용하여 3D QR을 만들어보았다. 주제어 : QR, 편광 현상, 3D QR, 적외선 잉크, 정보 밀도