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국내에 이상기후로 인한 폭우 발생에 따라 산사태 피해가 증가하여 문제를 인식하고 이를 해결하기 위해 산의 모양과 강우량에 따른 산의 형태 변형 예측 프로그램을 제작한다. 파이썬을 이용하여 코드를 작성하며 코드 내에 산의 3차원 모양 구현, 앞으로의 형태 예측을 위해 편미분, 최적 근사 등의 수학적 원리를 이용한 코드를 이용한다. 주제어 : 다항회귀, 다변수회귀, 벡터, 최적근사법, 최소제곱해
본 연구는 많은 스마트 단말기에서 사용되어 왔던 ‘qwerty’방식의 키보드 자판의 잦은 오타율을 개선하기 위한 개선책을 제시하고자 진행되었다. 실험군들을 대상으로 한 오타 통계 산출을 통하여 java, kotlin과 같은 언어로 안드로이드 키보드 소프트웨어를 개발, 기존 키보드 소프트웨어의 정형화된 키보드 글쇠의 크기를 수학 적 공식을 적용하여 분할하는 것이 본 연구의 최종적 목표이다. 주제어: qwerty, 오타, 교정, 어플리케이션, 터치스크린
최근 발표된 논문에서 플라스틱으로 코팅된 종이컵에 뜨거운 물을 부을 때 미세플라스틱이 검출된다는 사실 을 확인하였다. 그러나 관련 논문이 부족하여 추가 연구를 진행하고자 편의점 종이 용기의 조건에 따른 미세플라스틱 용출량 분석이라는 주제로 연구를 진행했다. 학생들이 자주 사용하는 편의점 종이 용기를 시료를 선정 하고, SEM으로 표면분석 후에 Raman 분광법과 FT-IR을 이용해 실제 검출량을 확인하였다. 이 결과를 통해 PE에서 미세플라스틱이 가장 많이 용출되고, 아크릴, PP 순으로 적게 용출됨을 알게 되었고, 개선 방안으로 PP를 제안하고자 하였다. 본 연구를 통해 아크릴을 섣불리 사용할 수 없는 이유에 대해 생각해보고, 이를 기반으로 기업에 개선을 요구하고 미세플라스틱의 유해성에 대한 경각심을 일깨운다. 주제어: 미세플라스틱, 친환경 종이컵, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 즉석식품
친환경적인 에너지 발전 방법으로 주목받고 있는 파력발전의 효율을 높일 수 있는 방법에 대한 연구를 하고자 한다. 이를 위해 정상파, 베르누이의 원리, 사이클로이드 곡선, 회전체, 미분과 적분, 3D 프린트, 조파수조 등에 대한 내용을 바탕으로 연구를 진행하였다. 이 과정에서 조파수조에서 형성되는 인공파도 는 벽에 부딪혀 중첩되므로 정확한 실험 결과를 도출해낼 수 없다고 판단하였다. 이에 따라 실제로 파도의 높이를 측정하는 파고계를 이용하여 시간에 따른 파고를 나타내 정상파의 이상적인 형태와 실제 형태를 분류할 수 있었다. 이를 통해 정상파의 주기와 파고, 파장을 변화시키며 특정 파력 발전기와의 적합성을 비교하고, 베르누이를 원리를 적용하여 유속을 빠르게 하는 등의 방법들을 고안해 파력발전의 효율을 높일 수 있을 것으로 예상하였다. 특히, 발전기에 부착하여 사용하는 형태의 보조시스템을 마련 함으로써 파력발전 효율을 증대시키는 방안을 연구하였다. 원뿔대, 사각뿔대, 사이클로이드 곡선의 회전 체 등 적절한 기하학적 형태의 보조시스템을 고안하여 설계하고 3D 프린터를 이용하여 제작해 실험을 진행하였다. 이후 파력발전 효율에 대한 증진 여부 및 각 보조시스템의 효율성을 비교하였다. 주제어: 파력발전 효율, 보조시스템, 사이클로이드 곡선, 베르누이 원리, 미분과 적분
미분음은 일반적으로 말하는 반음 간격보다 더 세밀한 간격을 가지는 음을 말한다. 본 연구에서는 현재 잘 알려지지 않은 미분음으로 반주 작곡 인공지능 시스템을 제작함으로써 음악에 신 패러다임을 제시하고 창작자들에게 새로운 영감을 주고자 한다. 또한 음악의 본질에 수학이 있으며 기존에 없던 독창적인 음악을 창작하는데 수학이 중요한 역할을 할 수 있음을 널리 알리고자 한다. 기존 12음계의 Major, Minor, 7th 등의 화음을 구성하는 음들 사이의 진동수 사이의 비율을 구한 결과, 화음의 종류 에 따라 각각 일정한 비율이 존재함을 알게 되었고 이를 19음계에 적용하여 화음 체계를 구성하였다. 이후 12음계의 곡 중 화음 진행이 비교적 단순한 동요 중 장조곡 100곡을 선정하고, 이를 19음계의 화음으로 치환해 만든 데이터 셋을 인공지능에 학습시킨다. 결론적으로, 일정 마디 수의 화음을 입력 하면 선형회귀 기법을 통해 자동으로 나머지 마디를 작곡하여 총 32마디로 구성된 화음으로 이루어진 반주곡을 출력해주는 반주 작곡 인공지능 시스템을 제작하였다. 주제어: 미분음, TET, 화음, 머신러닝, 자동 반주 작곡
기존의 스마트팜을 개량하여 습도, 온도, 빛 감지 및 물 공급 메커니즘을 코딩을 통해 완성하여 제작하 였고, 정상적으로 작동하였다. 이후 이것을 전기 생산량을 최대한으로 하는 환경으로 맞추어 놓은 미생 물 연료 전지에 연결하고, 미생물의 먹이로 스마트팜 속 화분에 물을 주고 나온 토양의 유기물로하여 스마트팜이 작동하는지 확인한 결과, 작동되지 않았다. 이는 미생물이 생산해내는 전력량이 스마트팜의 모든 기기를 작동시키기에는 충분하지 않았을 것으로 보인다. 주제어: 스마트팜, 유기물, 미생물 연료 전지, 전력
스킨답서스에 대한 생장 조건에 관한 값들을 도출할 목적으로 이 연구를 진행한다. 다양한 환경에 따른 스킨 답서스의 저항을 측정하고 아두이노를 활용하여 환경을 측정한다. 측정한 환경 값이 정확한 값인지 대조하기 위해 정밀한 측정기를 이용하여 측정한 후 비교‧대조한다. 비교‧대조한 결과, 토양습도 센서는 대체로 일치하였으나 이산화탄소 농도 측정 센서는 오차값이 다소 크게 발생하였다. 이러한 오차값은 이산화탄소가 기체이기 때문에 발생하는 것 같다고 판단하였다. 또한, 아두이노 자체의 오차값도 존재한다. 그러나 스마트팜에 쓰이기에는 무리가 없어 보인다. 이번 연구가 다음 연구의 토대가 될 것으로 예상된다. 주제어: 스킨답서스, 바이오 임피던스, 아두이노, 증식, 스마트팜
야생동물의 생태 연구에 사용되는 기존 바이오 로깅 장비는 한국 지형 특성에 기인한 전파 음영 지역 때문에 정확도와 탐지 능력이 저하되고, 동물에 부착된 로깅 기기를 회수해야 하는 단점이 있다. 해결 방안으로 캔위성을 공중 중계기로 활용하고 개체와 캔위성에 블루투스 모듈을 부착하는 방법을 통해 전파 음영 지역을 극복하고 빠르게 개체의 위치를 알아낼 수 있도록 하였다. 한국항공우주연구원 항공센터에서, 제작한 바이오 로깅 장비와 캔위성으로 야생동물의 동선을 추적하기 위해 로켓에 캔위성을 탑재해 쏘아 올렸다. 캔위성이 공중에 있는 동안 야생동물 역할을 맡은 사람이 뛰어다녔고, 바이오 로깅 장비의 GPS로부터 얻은 위도와 경도 데이터를 블루투스 모듈을 이용해 캔위성에 송신했다. 이후 캔위성이 수신받은 위도 경도 데이터를 다시 지상국(컴퓨터)으로 보내 캔위성의 공중 중계를 구현하였다. 최종적으로 야생동물의 위치를 GIS (무료 오픈 소스 지리정보 시스템)로 시각화하여 동선을 나타내 바이오 로깅의 성공을 입증하였다. 주제어: 바이오로깅, 야생동물, 중계기, 블루투스
음향 시스템을 갖추고 있는 회의실에서 발생하는 하울링은 마이크에 내장된 음향 기술로는 막을 수 없다. 따라서 본 연구에서는 하울링 캔슬 시스템을 개발하여 PC에서 출력하기 전 차단하는 것이 목적이다. 현재는 하울링 캔슬 시스템의 개발에 기반이 되는 하드웨어 및 소프트웨어 개발을 진행하였으며, LMS 알고리즘을 이용하는 프로그램을 개발할 계획에 있으며, 이를 바탕으로 소리 경로 함수, 하울링 인식, 하울링 제거 등의 연구 목표를 달성할 예정이다. 지금까지의 연구는 앞서 말하였던 시스템의 모든 기반이 되기에 의미가 있다. 주제어: LMS, 하울링, 화상통화, 어댑티브, path 함수
본 연구는 발포율과 압력을 조작하여 제작할 수 있는 초미세 발포 PLA의 조건 차이에 따른 물성을 파악하고 이에 따른 활용 방안과 가능성을 제시하는 것에 의의가 있다. Weight gain을 통제변인으로 하고 발포 온도와 시간을 조작하여 16개 조건으로 시편을 제작하고, 분광광도계를 이용한 흡광도 측정을 통하여 분해 속도를 알아낸다. 머신러닝을 이용하여 흡광도 측정 데이터를 학습시키고 결과적으로 발포율과 압력을 입력 시 예상 분해속도를 출력하는 프로그램을 개발한다. 개발한 프로그램을 이용하여 부포 제작에 실제로 사용할 수 있는 초미세 발포 PLA의 발포율과 압력을 찾는다. 주제어:발포 플라스틱, PLA, 초미세 발포공정, 머신러닝
카메라의 특성 중 주파수, 프레임을 조정한다면 빛의 따른 울렁거림을 볼 수 있다. 이러한 현상을 극대화 하여 이용한 것은 초고속 카메라로, 비싼 가격의 초고속 카메라를 대체하여 실험에 응용 가능한 간이 초고속 카메라를 만들고, 만든 교구의 카메라의 특성을 이용하여 진동 운동 분석 메커니즘을 개발하고자 한다.
우리는 주변에서 여러 가지 회전체를 볼 수 있다. 구, 원기둥, 원뿔 등은 초등학교 때부터 이들의 생김새와 성질을 접해보기 때문에 매우 친숙하다. 이런 회전체들은 일상 속에서 용기로써 이용되곤 한다. 텀블러나 그릇을 생각해 보면 회전체의 형태를 띤다. 본 탐구는 어떤 용기가 가장 효율적일지에 관심을 가지며 시작되었고 이를 사용한 재료와 용량 사이의 관계와 단열 성능을 주제로 하였다. 사용한 재료와 용량 사이의 관계는 두께 여부 에 따라 가정한 회전체에서는 겉넓이와 부피의 관계와 두께의 부피와 두께를 제외한 속 안 부피의 관계가 될 것이다. 이와 같은 회전체의 성질은 실생활에서 회전체 용기의 경제성과 활용성을 결정할 것이다. 본 탐구에서 는 특정 회전체들의 성질을 탐구하고 일반적인 회전체들에 대해 성질을 규명하는 방법을 제시한다. 주제어: 회전체, 겉넓이, 부피, 단열, 효율