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세포 투과 펩타이드는 이름과 같이 세포막 투과성을 가져 최근 약물의 세포 내 전달체 개발에 있어 중요한 기술로 부각되고 있다. 이는 다양한 크기와 서열을 가진 분자의 전달체로서 역할하기 때문에 항암제, 유전자 치료제, 단백질 및 펩타이드 같은 분자들을 전달할 수 있다. 또한, 세포 투과 펩타이드는 세포 내에서 특정 단백질의 활성화를 조절하거나 특정 위치에 대한 표지 역할을 할 수있고, 세포 외부에서도 비슷한 기능이 사용으로 생물학적 활성 분자의 세포 내 효과적 활성 유지및 세포 내 분자 운반 기능을 갖는다. 본 연구에서는 이러한 기작을 분자동역학 시뮬레이션을 통해 규명하고 프롤린 아미노산의 투과성 향상을 연구함으로써 분자동역학와 생물물리를 이해하고 전산 물리 및 전산시늉에서의 적용을 통해 시뮬레이션하고자 한다. 주제어: 분자동역학, CPP, VMD, CHARMM-GUI, NAMD
같은 원소로 이루어졌지만, 결합 구조는 다른 탄소 동소체의 특징은 동소체 간의 견고성의 차이를 가져온다. 본 연구는 이 점을 완전 이분그래프와 연결 지어 디자인한 탄소 동소체 모델의 결합 구조에 따른 견고성을 확인한다. 3D 모델링, 프린팅의 과정을 통해 만들어 낸 탄소 동소체 모델들의 견고성 파악을 위해 낙하 실험, 동일한 압력을 가하는 실험을 5번씩 시행한다. 실험 전에 만들었던 임의의 두 탄소 동소체 모델을 정점은 동일하게 설정하되 완전 이분그래프 형태의 결합 모양이 아니게 되도록 새롭게 모델링해 실험 결과 견고성이 상대적으로 뛰어난 정육면체 모양의 모델과 이전과 동일한 견고성 실험을 진행한 후 견고성 순위를 매겼다. 이후 실험 결과를 해석한 결과 견고 성과 완전 이분그래프의 관계가 있다고 판별했다. 주제어: 탄소 동소체, 분자 결합구조, 완전 이분그래프, 3D 모델링, 견고성 실험(5개 이내)
토양 산성화는 산업발전 이후로 꾸준히 진행되어온 문제이다. 토양은 본래 자연적인 완충능을 가진다. 하지만 공장, 자동차 등에서 나오는 질소산화물이 빗물에 녹아 토양의 완충능을 넘는 산이 다량 으로 내리는 것이 문제이다. 기존에 산성화가 진행된 토양은 탄산칼슘을 뿌려 pH를 높여 왔다. 하지만 탄산칼슘을 통해 pH를 높이는 것은 토양의 과도한 염기화 우려가 있고 산성화 예방에는 효과 적이지 못했다. 따라서 완충용액을 이용해서 산성화가 진행되기 전에 토양의 완충능을 강화하면 기존 탄산칼슘보다 더 효과적으로 산성화를 예방할 수 있을 것이라 생각하여 탄산칼슘과 산성화 예방 성능을 비교하는 실험을 계획하였다. 그 후, 산성화된 토양을 완충용액을 이용하여 다시 중성 상태에 가깝게 만들 수 있음을 확인하는 실험을 진행하였고, 그 결과 완충용액을 넣어주었을 때가 증류 수를 넣어주었을 때보다 중화시키는 것에 더 효율적임을 확인하였다. 그리고 자연환경에 추가로 공급하는 물질(완충용액, 탄산칼슘)의 양에 따라 토양의 pH가 어떠한 영향을 받는지 알아보기 위한 실험을 진행하였고, 그 결과 완충용액을 사용하여 토양 산성화를 예방하였을 때가 탄산칼슘을 통해 예방하였을 때보다 토양의 pH 변화가 적다는 사실을 알아내었다. 또한, 위 연구내용이 실제 비에도 적용되는지 검증하기 위해 실험을 진행하였지만, 실제 비가 산성비가 아니었기 때문에 확인할 수없었다. 탄산칼슘과 완충용액의 산성화 예방 성능을 비교하기 위해 진행한 실험의 결과, 완충용액을 사용하여 토양 산성화를 예방하였을 때가 탄산칼슘을 통해 예방하였을 때보다 토양의 pH 변화가 적다는 사실을 알아내었다. 탄산칼슘은 이미 산성화가 진행된 토양의 복원에, 완충용액은 토양 산성화 방지 및 산성토양 복원에 효과적임을 알 수 있다. 주제어: 완충용액, 토양, 산성화
본 연구는 줄지렁이의 셀룰로오스 분해 장내 미생물을 탐색하여 지렁이의 바이오 연료 생산 적용 가능성을 확인하는 것을 목적으로 한다. 현재 화석 연료 사용 증가로 인한 지구 온난화와 기후변화가 심각하여 신재생 에너지 개발과 이용이 요구됨과 동시에 관련 분야가 활발히 연구되고 있는 상황이다. 그 중에서도 생물의 특성을 이용한 바이오 연료의 효율 증진이 우선시 해야 할 과제로 손꼽힌다. 바이오 연료 사용의 효율성을 증진하기 위해 다양한 토양에서 지렁이가 먹이를 섭취하면서 장내에 키운 세균을 살펴보고 이를 직접 배지를 제작하여 살펴보았다. 분석 결과 부엽토에서 자란 지렁이와 케일을 섭취한 지렁이에서 셀룰로오스 분해능을 확인할 수 있었으며, 먹이와 흙의 종류를 다르게 하여 세균을 추출하면 고효율의 분해법을 개발할 수 있을 것으로 기대된다. 주제어: 셀룰로오스, 장내미생물, 줄지렁이, 바이오 연료
팔의 절단 또는 결손으로 인해 정상적인 활동을 하지 못하는 사람들에게 의수의 능력은 곧 일상생 활을 할 수 있는 능력과 직결된다. 이 때문에 의수의 효율성을 높이려는 연구가 지속적으로 시도되어 왔고, 최근에는 큰 효율성을 낼 수 있는 특성을 가진 형상기억합금을 의수 제작에 사용되는 구동기와 관절 등에 사용하려는 연구가 진행되었다. 하지만 이들을 직접 의수에 적용하였을 때 생기는 운동의 분석 또는 가장 효율적으로 작용되는 작동 구조 등에 대한 연구는 거의 찾아보기 힘들 다. 이러한 점에서, 우리 팀은 시뮬레이션을 통해 형상기억합금이 인공 팔에서 작동하는 가장 적합한 구조를 찾고, 이를 통해 적합한 형상기억합금의 조건에 대해 제안해보고자 한다. 주제어: 형상기억합금, 인공팔, 시뮬레이션
현대 사회에서 사람들의 약물 복용량은 점점 증가하고 있다. 이로 인해 약물의 오남용, 중복복용으로 인한 부작용 사례 역시 증가하고 있다. 이에 우리는 YOLO v8을 이용해서 약을 촬영하면 자동으로 약의 종류를 분류하고, 해당 약제의 효능, 복용법, 부작용 등 정보를 안내하는 프로그램을 개발 하고자 한다. 연구에 사용되는 YOLO(You Only Look Once) 알고리즘은 실시간 이미지 인식 분야에서 우수한 성능을 보여주고 있는 알고리즘으로, 경구약제를 빠른 속도로 정확하게 감지함으로서 이전에 비해 편리하게 경구약제를 검색할 수 있다. 또한 DUR을 통해 감지한 경구약제의 정보를 얻을수 있어 중복복용, 오용, 용량초과 등으로 인한 사고와 상해를 감소시킬 수 있을 것이다. 또한 이를웹 페이지로 개발해 접근성을 높이고 사용에 있어 편리함을 향상시켰다. 주제어: 경구 약제, 이미지 분류, Yolov8, OpenCV, Flask
본 연구에서는 주거 공간에서 발생하는 화재를 빠르게 감별하고 대처하기 위해 상황과 비 화재 상황에 안맞는 이미지를 수집한 후 CNN을 이용하여 화재 감별 모델을 제작하였다. 테스트 결과, 학습한 모델은 300장의 이미지에 대해서 98%의 정확도를 보이며 테스트 이미지 100장 대해 90%의 정확도를 보였다. 이 모델을 적용하기 위해 젯슨나노 보드를 활요한 하드웨어를 설계 및 제작하는 방법에 관해 탐구하였다. 실제 현장에 적용하기 위한 정확도 향상과 모터 구동에 있어 향후 연구를 통해 보완한다면 초기 화재진압에 이바지할 것으로 기대된다. 주제어: CNN, 화재판별, 실내 화재, 화재진압로봇
2022년 10월, 이태원에서 압사 사고가 발생했다. 당시 159명이 사망하는 등 300명이 넘는 사상자가 발생하였다. 이 사고의 다양한 원인 중에서 우리는 의사소통 난항과 경찰의 초기 대응 미흡 문제에 주목하였다. 이에 대비방안을 고민하던 중 인공지능과 아두이노를 활용하여 밀집 경보 시스템을 만든다면 위의 문제를 해결하여 비슷한 사고가 일어나는 것을 예방할 수가 있다고 생각하였다. 따라서 OpenCV, CNN을 활용해 카메라를 통해 사람을 인식하고 군중 밀집도를 분석하는 알고리즘을 개발하여 위험 상태에 도달하였을 때 자동으로 경고 메시지와 신호로 위험을 알리는 시스템을 제작하게 되었다. 주제어: 군중 밀집도, 압사 사고 예방, OpenCV, CNN, 아두이노
실험을 위한 식물을 주문했더니 플라스틱 포트에 심어져 왔다. 분리수거하여 버리며 또 하나의 플라스틱 폐기물을 배출했음이 안타까웠고, 집에 있는 플라스틱 화분이 생각났다. 생분해성 플라스 틱에 대해 알아보던 중 균사체로 제작한 용기, 포장재들을 알게 되었고, 균사체로 플라스틱 식물 포트, 화분을 대체한다면 분해 기간이 짧고, 땅에 옮겨 심을 때 퇴비화되어 식물 생장에 도움도 될 수있을 것이라 생각하게 되었다. 본 연구에서는 균사체로 제작한 생분해성 식물 포트의 활용 가능성을 제시하였으며, 제작한 포트가 식물 생장과 환경에 미치는 효과를 연구하였다. 주제어: 균사체, 포트, 화분, 식물, 생분해성 플라스틱
도깨비가지(Solanum carolinense L)는 생태계 교란 생물로 자생 식물의 생장을 방해하여 생태계의 균형을 교란하고 있다. 도깨비가지는 뿌리, 줄기, 잎, 씨앗 등에서 타감물질을 방출하여 주변의 식물의 생장을 억제하는 타감작용(allelopathy)을 가지고 있다. 본 연구는 도깨비가지(Solanum carolinense L)의 추출물이 식물 종자에 미치는 영향을 실험 평가했다. 도깨비가지 전초로부터 수용 성과 휘발성 추출물을 얻었다,이를 희석하여 농도별(75%, 50%, 25%, 10%)로 시금치, 무순 종자에 시료를 첨가하고, 발아율을 측정하였다. 그 결과 도깨비가지 추출물은 식물 종자의 발아율 감소에 영향을 주는 것을 확인했다. 본 연구를 토대로 도깨비가지의 타감작용에 대한 과학적 근거를 제공 하고, 자생식물의 종자에 미치는 영향을 알 수 있다.(농도별로도 정리해서 입력해 넣을 것) 향후 추가적인 실험을 통하여 도깨비가지의 타감작용이 자가조직배양과 다른 식물의 조직배양에 미치는 영향을 확인할 것이다. 이를 통해 도깨비가지의 혈연효과를 확인하고 도깨비가지 추출물의 생명공학적 활용될 방안을 고안 할 수 있을 것으로 기대한다. 주제어: 도깨비가지, 타감작용, 종자발아율
본 연구에서는 개머루 추출물이 항균 활성을 나타낸다는 사실을 기반으로 하여 기존 연구에서는 다루지 않았던 피부 서식 세균, 그중에서도 여드름을 유발하는 균주인 Cutibacterium acnes에 대한 개머루 추출물의 항균 활성 연구에 관한 내용이 수록되어 있다. 추출 용매로 80% EtOH, 80% MtOH, 증류수를 사용하여 개머루를 추출하고 추출 용매에 따른 추출물을 10%, 25%, 50%, 75%로희석하여 본 실험 균주에 대해 희석 농도별로 개머루 추출물을 처리한 후, 항균 디스크를 활용하여 추출 용매별, 농도별 개머루 추출물의 항균효과를 검증할 수 있었다. 실험결과 에탄올 추출물에서 50% 농도 이상에서 유의미한 생육 저해 효과가 나타났다. 주제어: 피부 서식 유해균, 항균 활성, 개머루 추출물, 미생물 배양, 피부 미용
가시 복어의 가장 큰 특징은 특유의 골격 구조에 있다. 평상시에는 말려 있는 구조로 있지만 필요시 펼쳐지면서 몸을 부풀린다. 또한 복어의 골격 구조 이외에도 가시와 외피의 이음새 부분이나 복어가 헤엄칠 때 물결처럼 움직이는 지느러미의 마디 부분 등, 이러한 가시 복어의 생체 구조를 이용하여 이를 실생활에서 응용할 수 있게 할 수 있지 않을까 하는 생각이 들어서 이러한 연구 아이 디어를 갖게 되었다. 생체 모방하는 연구를 진행하는 만큼 가시복의 생체 대한 이해가 필요하다는 생각이 들어 복어 외관 및 운동성 관찰 등 이와 관련된 기타 실험 또한 진행하게 되었다. 가시 복어를 직접 사육하여 운동성을 관찰하고, 지느러미와 가시 등 복어의 구조를 자세히 관찰하며 복어의 생태에 대해 연구하였다. 주제어: 가시 복어, 생체 모방, 생태, 골격 구조, 해수어