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본 연구는 단위 양의 염료가 창출할 수 있는 수익이 최대화되는 LSC에서 형광염료의 페인팅 패턴을 규명하였다. 광자 추적 시뮬레이션을 통하여 최대 발전 전력을 계산하고, 특정 Dye Coverage를 가지는 패턴 샘플을 랜덤하게 추출하여 Dye Coverage에 따른 경제성의 추이를 규명하였다. 그 결과 일반적인으로 최적의 Dye Coverage는 100%라는 결과를 얻었다. 한편 LSC의 밑면의 한 변의 길이 대비 높이가 일정 수준을 넘어가면 최적의 Dye Coverage가 0%로 나타나는 현상을 발견하였으나 이는 일반적이지 않은 상황에서 나타나 무의미하다고 판단하였다. 종합적으로, 단위 양의 염료 당 창출하는 수익이 최대화되는 형광염료의 페인팅 패턴은 면의 모든 부분을 칠하는 것이라는 결론을 얻었다. 주제어: LSC, Painting Pattern
본 연구는 지구온난화와 같은 환경 문제에 대응하기 위해 주목받고 있는 신재생 에너지 중 하나인 풍력 발전을 더욱 효율적으로 개선하는 것을 목표로 한다. 기존의 풍력발전기는 커다란 날개로 인해 야생 동물에게 위협이 되거나 유지 비용이 높다는 문제점이 있었다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 날개 없는 풍력발전기를 직접 제작하고, 진동 본체(기둥)의 곡률과 바람을 차단하는 벽의 곡률 및 거리에 따른 발전 효율을 분석하였다. 이를 통해 최적의 곡률과 거리 조합을 도출하고, 소형화를 위한 3D 모델링을 시도하여 날개 없는 풍력발전기의 실용 가능성을 확대하고자 하였다.
기계의 중요성이 커짐에 따라 다양한 종류의 기계가 등장하였고, 레일을 따라 이동하는 기계도 많이 등장하였다. 본 연구에서는 시뮬레이션과 이론적 계산을 통해 끊어진 레일에서 원운동이 가능한 조건을 탐구하였고, 실제 실험을 통해 확인하고자 하였다. 이론적인 계산을 통해 레일이 끊어진 부분의 중심각의 임계점을 구하였으며 시뮬레이션에서 공 크기에 따라 경로를 분석하였다. 실제 실험은 끊어진 레일의 길이를 조작 변인으로 하여 3D프린터로 레일이 끊어진 길이를 바꾸어가며 레일을 제작하여 진행하였다. 그러나 이론적 연구 및 시뮬레이션은 공과 레일의 역학적 상호작용 및 공의 물리적 특성, 공기저항 및 마찰 등을 정확히 반영하지 못한다는 한계점이 있으며, 따라서 실제 실험과의 차이를 줄이기 위해 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다. 본 연구는 레일이 포함된 장치나 실험의 기초 자료로서 활용될 수 있다는 점에서 의의를 가진다. 또한, 원형의 레일을 만드는 상황에서 사용하는 재료의 양을 최소화할 수 있으며, 보드 등으로 곡면 위에 장애물이 있는 곳을 이동할 때의 움직임을 분석하는 데에도 활용이 가능하다. 주제어: 원운동, 끊어진 레일
Sparse Identification ofNonlinear Dynamics (SINDy)는 비선형 동역학계를 분석하는 데이터 기반 접근법 으로 유체역학. 생물학 등 다양한 분야에서 효과적으로 활용되어 왔다. 그러나 SINDy는 단일 스케일 의 비교적 단순한 시스템에서는 유효한 결과를 제공하지만, 다중 시간 스케일을 포함한 복잡한 비선형 시스템에서는 제대로 된 피팅이 어려운 한계가 존재한다. 대표적으로 Lorenz 96 모델은 대기와 해양과 같은 기후 시스템을 분석하는 데 주로 사용되며, 다양한 스케일의 상호작용을 포함하고 있다. 기존의 SINDy를 단순히 Lorenz96 모델에 적용할 경우, 낮은 차원의 Sparse 항들로 구성되지 않아 모델 피팅이 제대로 이루어지지 않는 한계가 존재했다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 데이터에 인코 더를 적용하여 낮은 차원의 잠재 변수(latent variable)를 도입하고. 이를 기존의 데이터와 함께 SINDy를 적용하는 방식을 제안하였다. 제안된 atent Variable Augmentation 전략을 통해 SINDy의 모델링 성능을 크게 개선할 수 있었으며. 이를 통해 MSE=0.3739라는 정학도를 달성하여, 기존의 SINDy 단독 적용 시 결과인 MSE=44.11 대비 매우 우수한 성능을 보여주었다. Keywords: sparse regression, model discovery, dynamical system, machine learning, encoder; dual-frequency dy- namics
이 논문은 LiDAR 센서를 활용해 위치 추적 기술을 개선하고 이를 자율 주행 로봇에 적용하는 연구이다. 자율주행 자동차의 상용화를 위해서는 높은 정확성과 안전성이 요구되며, 특히 위치 파악 기술이 필수적이다. 현재 사용되고 있는 GPS와 RTK 기술은 높은 비용, 정확성 문제 등의 다양한 한계를 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 LiDAR를 활용하여 GPS의 오차를 보완하고, 더욱 정밀한 위치 파악이 가능하게 하는 방법을 탐구한다. 이를 통해 자율주행 자동차의 상용화를 촉진하고, LiDAR 기반의 새로운 기술을 개발하여 자율주행뿐만 아니라 다양한 분야에서 응용할 수 있는 가능성을 제시하고자 한다. 주제어: 자율주행 자동차, LiDAR, 위치 추적 기술, GPS 오차 보정
배아줄기세포 연구는 윤리적 논란과 면역거부반응 문제를 동반한다. 오가노이드는 특정 기관의 미세환경을 모방하여 해당기관의 기능과 구조를 재현하는 3차원 세포집합체이다. 배아줄기세포의 문제점을 보완할 수 있으면서도 동물실험을 대체할수있고, 인간에게 더 안전한 치료법을 제공하는데 기여할 수 있는 오가노이드를 연구해 보고자 한다. 간줄기세포와 혈관내피세포를 공배양(Co-Culture)하고, albumin과 cd31을 표지하는 항원을 이용해 면역염색법(ICC) 과정을 거쳤다. 실험 과정 수행 후 형광현미경을 이용해 형광물질을 관찰한 결과 각 세포의 단백질 발현과 세포핵의 분포를 확인할 수 있었다. 이후 간독성을 유발하는 물질으로 아세트아미노펜을 선정하였고, 이를 농도별로 처리하여 ELISA를 통해 AST, ALT, albumin의 농도를 측정하는 실험을 계획하였다. 주제어: 간오가노이드, 바이오마커, 간줄기세포, ICC, 공배양
본 연구는 고차원 데이터를 신속하고 정확히 분석하기 위해 위상적 데이터 분석(Topologkal Data Analysis, TDA) 방법론을 탐구하고자 한다. 각각 원, 숫자, 구 및 무작위로 움직이는 네 점의 구조에 대해 지속성 호몰 로지를 활용하여 TDA의 주요 기법 및 데이터 처리방식, 데이터의 위상적 패턴 파악 능력, 그리고 노이즈에 대한 강인성을 분석한다. 이를 바탕으로, TDA를 인공지능에 접목하여 위상적 특성을 활용한 새로운 데이터 분석 방법을 제시함으로써 인공지능의 데이터 처리 능력을 향상시키고 복잡한 패턴을 보다 효율적으로 탐지 하는 데 기여하고자 한다. 본 연구는 TDA의 실질적 활용 가능성을 확대하는 중요한 계기를 마련할 것이다. • 주제어: 위상적데이터분석 (Topological Data Analysis, TDA), 지속성 호몰로지 (Persistence Homology), 인공지능, 지속성 바코드 (Persistence barcode), 지속성 다이어그램 (Persistence diagram)
수직 지하수의 유속을 측정하여 강수가 발생하여 지하수가 되는 과정, 지하수 내 오염물질의 이동, 기후 변화의 연구 등을 알아보기 위한 연구를 진행하였다. 계절별로 달라지는 지하수 내의 동위원소 비율을 이용해 어떠한 깊이에서 지하수의 유속을 측정하였고, 이를 싸인 함수 그래프의 형태로 나타내어 시간에 따른 변동을 확인해 볼 수 있다. 이번 연구에서는 한성 고학 고등학교 지하수의 수직 속도를 알아내어 보는 실험을 진행하면서 물의 순환에 관해 탐구해 보는 과정을 거쳤다. 제시어: 강수 동위원소, 지하수 동위원소, 지하수 유속, 싸인 함수
이번 연구에서는 소행성 (39) Laetitia의 광도곡선으로부터 자전 주기와 형태학적 구조를 파악하기 위해 소행성 (39) Laetitia에 대한 CCD 측광 관측을 실시하였다. 관측은 2023년 6월 19일과 2023년 6월 22일 두 차례에 걸쳐 덕흥 천문대의 구경 1m NYSC 망원경과 SOPHIA 2048B CCD를 이용하여 원격으로 수행하였다. 원격 관측을 통해 얻은 360장의 B/V/R/I 영상을 IRAF 툴을 이용하여 처리 및분석하여 소행성의 자전 주기를 계산하고 광도곡선을 구했다. 광도곡선의 해석을 통해 단축과 장축의 비를 알고, 소행성의 위치정보를 MPC(Minor Planet Center)에 보고하고자 한다. 이후 색지수의 계산을 통해 표면 물질 분포 특성에 대해 파악하고자 한다. 주제어: 소행성 (39) Laetitia, 구경 측광, 광도곡선, 자전 주기, 색지수
우리말 음성상징어는 도상성(Iconicity)을 가진다고 알려져 있다. 도상성이란 자의성(arbitrary)과 반대되는 개념으로 말소리와 표현하는 의미 사이에 연관성이 있음을 의미한다. 많은 음성상징론자는 도상성을 주장하였지만, 그 실체와 원인을 명확히 밝히지 못하였다. 우리는 우리나라 고유의 표현인 작은말-큰말에서 모음의 포먼트 변화와 대상의 진동수 변화 간의 양의 상관관계가 있음을 밝혀내어 상대적인 도상성의 실체(진동수)와 발음과 대상이 연관되는 물리적 이유를 알아내었다. 여기 에서 더 나아가 자연소리와 모음 사이에 절대적인 유사성이 존재하는가를 파악하기 위해 모음 인지 포먼트 차트를 개발함으로써 자연소리와 가장 유사한 모음을 결정할 척도 및 방법을 전 세계 최초로 제시하였다. 우리의 연구는 도상성의 물리적 실체를 밝혔을 뿐 아니라 같은 소리를 표현한 전세계 의성어 간의 타당성을 평가할 수 있는 척도를 제시하였다는 점에서 의의가 있다. 주제어: 음성, 모음, 포먼트, 인지, 측도론
본 연구에서는 팔씨름의 최적의 자세 또는 팔씨름을 효율적으로 하기 위한 방법 등을 연구하기 위해 로봇팔을 만들어 직접 시뮬레이션해 보았다. 이를 통해 얻은 데이터들을 이용하여 팔씨름의 최적의 자세를 도출해 보고자 한다. 또한 로봇팔의 이론적인 값들을 계산하여 얻은 각가속도의 값을 직접 구현한 로봇팔의 각가속도와 비교해보면서 이론과의 일치성 등도 확인해 볼 예정이다.
일반적으로 곡률이 작을수록 압력과 각도로 부수게 된다면 분리선에 알맞게 분리된다고 생각한다. 하지만 물질을 분리할 때 곡률에 따라서 가장 효율적으로 분리하는 방법에 대한 연구는 많이 진행 되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 분리 방법을 조작하여 곡률에 따라서 가장 잘 분리되는 분리 방법에 대해서 연구하는 것이 이 목적이다. 또한 이 연구에서는 암석을 분리하기 위한 kit를 제작하고 이러한 kit의 타격 기법을 바꿔가며, 달고나를 효과적으로 분리할 수 있는 방법에 대해서 탐구하는 것을 목표로 한다. 주제어: 모터, 암석, 달고나