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수돗물에서 중금속이 검출되는 문제가 지속해서 발생하면서, 샤워기와 수도꼭지에 필터를 설치하는 사례가 증가하였고, 필터로 인한 쓰레기가 많이 발생하는 문제를 인식하였다. 이를 해결하고자 남은 계란 껍질을 재활용하여 환경에 부담이 되지 않는 중금속 흡착 필터를 제작하였다. 난각막을 직접 추출하고 분말 형태로 가공하여 1, 2, 3g-난각막 필터, 은졸-난각막 필터, PVA-은졸-난각막 필터, PEI-은졸-난각막 필터를 제작하였다. 이 필터들로 중금속 수용액을 걸러낸 뒤 MP-AES를 통해 중금속 흡착 능력을 비교하였다. 그뿐만 아니라 SEM을 통해 필터의 표면 구조를 알아낸 뒤 중금속 흡착 필터로서의 기능을 평가하였다. 주제어: 난각막, 중금속, 고분자, 흡착력, 필터
새의 목구조는 텐세그리티 구조를 지녀서 외부에서 가해지는 충격이나 진동을 완화하는 구조를 갖추고 있다. 본 연구는 이러한 새의 목 구조를 바탕으로 새로운 단위체를 만들고, 이를 이용한 텐세 그리티 돔을 제작하여 총 세 가지 실험을 진행하였다. 첫 번째로 텐세그리티 구조의 인장 강도를 측정한 결과 x축은 8.31kgf, y축은 12.08kgf, z축은 19.55kgf 임을 확인하였다. 두 번째 실험으로 충돌실험을 통해 텐세그리티 돔의 면과 트러스 돔의 면의 감쇠비를 비교하여 텐세그리티 돔 면의 감쇠비가 트러스 돔 면의 감쇠비보다 약 7.5배 높아 충돌 에너지 흡수에 유리하다는 결과를 도출하 였다. 세 번째 실험으로 텐세그리티 돔과 트러스 돔의 충격량을 하중 실험을 통해 비교했을 때 텐세그리티 돔이 약 8.8배 더 큰 충격량을 버팀으로, 텐세그리티 돔 구조가 트러스 돔 구조보다 더안정한 구조임을 입증할 수 있었다. 따라서 새의 목구조를 활용한 텐세그리티 돔 구조물은 그물과 같은 안전장치에 사용되거나 교량의 옆면과 같은 케이블 구조물에 사용될 수 있을 것으로 보인다. 주제어: 텐세그리티 돔, 감쇠비, 딱따구리 목, 최대 충격량 비교 실험, 트러스 돔
본 연구팀은 기존에 있던 물의 농도차를 이용한 에너지하베스팅 기술을 더욱 개량하고 일상생활에서 쓰이는 실용성을 높인다. 또 이 결과로 얻은 효율적 모델을 도출·제안하고자 한다. 실험을 통해본 연구팀은 전도성 탄소가루의 종류, 조해성 물질의 종류, 코팅 횟수 등 특징에 따라 가장 효과적이 라고 판단되는 모델을 찾아 제안할 계획이다. 또한 제안한 모델을 활용하여서 스마트팜에 적용시켜 얻을 수 있는 효과를 연구한다. 주제어: 전도성 탄소, 계면활성제, 조해성, 유동전위(streaming potential), 에너지 하베스팅
탁구 경기를 진행하다 보면 탁구공의 궤적이 여러가지 변수에 의해 달라지는 것을 알 수 있다. 본연구팀은 팔꿈치와 손목의 각도가 탁구공의 궤적에 미치는 영향을 조사하기 위해 마네킹 모형을 이용한 실험장치를 제작하고, 초고속 카메라와 Tracker 프로그램을 활용해 분석하였다. 이를 통해 최적의 손목과 팔꿈치의 각도를 파악하였으며 손목각도는 30도일때, 팔꿈치 각도는 150도일 때가 가장 낮고 멀리 난다는 결과를 도출하였다. 이를 이용하면 실제 탁구 경기 훈련에 유용하게 활용할수 있을 것이라 기대한다. 주제어: 탁구 스매싱, 각도, 머신러닝, 시뮬레이션, 회전력
전 세계적으로 인구 밀집 지역에서 화재 발생 건수 및 화재 사고의 심각성이 증가하고 있다. 본연구는 화재 시 발생하는 연기 및 유독가스로 인한 인명피해 감소를 위하여 이온풍이 여러 유독가 스가 함유된 극성 분자를 보다 빠르게 배출 가능함을 검증하였다. 또한 이온풍이 화재의 단계가 진행될 수록 일반적인 조건에서보다 더욱 신속한 환기가 가능함을 확인하였다. 이를 통해 이온풍 기반 공기순환 시스템을 차세대 배연설비의 일각으로써 판단하였다. 주제어: 코로나 방전, 이온풍, 공기 순환 시스템, 극성 분자, 화재
지구 온난화로 인한 여러 이상기후로 미래의 식량난이 크게 우려되는 요즘, 주요 작물의 수분률을 유지하는 것이 매우 중요하다. 해당 문제를 해결하기 위한 방안 중 하나로 수분 매개 곤충들의 방화 빈도를 높여 수분매개율을 증가시키는 것이 있다. 산수국은 순전히 시각적 자극을 제공하는 헛꽃을 이용해 곤충을 유인하곤 한다. 여기서 착안한 아이디어로, 본 연구에서는 형광 물질이 커스텀 되어 곤충에게 실제 꽃과 유사하게 보이는 모형 꽃을 만들고, 이렇게 만들어진 모형 꽃들을 실제 꽃들 사이사이에 심어두고 방화 빈도를 조사하여 형광 모형 꽃의 곤충 유인 효과를 탐색하고자 한다. 해당 연구 동기에 따라 진행한 본 연구에서는 전체 형광 염색 조화, 부분적 형광 염색 조화, 생화 간의 유인 능력을 비교하고 분석하는 과정이 진행되었다. 주제어: 모형 꽃, 곤충 유인, 시각적 요인, 서양뒤영벌
학교 내에서 쉽게 볼 수 있으며 접근성이 높은 적단풍, 꼿사과 나무, 리기다 소나무, 벤자민 나무를 대상으로 나무 내부의 파이토바이옴을 연구하였다. 나무 껍질 안을 기준을 가지고 겉, 중간, 안으로 나누어 각 부분에 파이토바이옴을 연구하였다. 환상박피기, 코르크 보러를 이용하여 나무 껍질을 벗기고 무균처리된 실험 기구를 이용해 클린벤치 안에서 각 부분에 조직을 뽑아 내였다. 각각의 조직을 액체배지에 넣어 배양하고 3~7일 이후 계대배양하여 파이토바이옴을 얻어냈다. 그람염색을 통해 배양된 균의 양성, 음성 여부를 파악하였다. 주제어: Phytobiome, Quercus acutissima Carruthers, Pinus rigida, Malus floribunda, Ficus benjamina
대한민국의 고령화로 인해 노년층 인구가 급증하면서 노년층의 건강과 안전에 대한 새로운 과제가 나타났다. 그 중에서도 가장 심각한 문제 중 하나는 낙상이다. 이 연구는 낙상 감지 및 예측을 위한 IMU 센서의 최적 부착 위치 선정을 목표로 한다. 이론적 분석과 실험 데이터 분석을 병행하여 IMU 센서의 최적 부착 위치가 ‘Pelvis’임을 제시했다. 또한 CatBoost 기법을 이용해 Wrist와 Pelvis 데이터 간의 관계를 파악하는 모델을 만들어 IMU 센서의 실질적인 활용도를 높였다. 마지막으로 ROC 곡선을 통해 Wrist 데이터로부터 예측한 Pelvis 데이터로 낙상을 감지 및 예측할 때, 그 민감도가 특이도가 각각 59.4%, 84.4%임을 확인했다. 이 논문은 물리적 모델링을 기반으로 최적 위치를 선정한 첫 번째 연구이며, Pelvis와 Wrist를 연결하여 IMU 센서의 실질적 활용도를 높인 첫 번째 연구이다. 이 연구는 웨어러블 센서 기반의 보행 분석 산업과 노인의 낙상 감지 및 예방에 긍정적인 기여를 할 것으로 기대된다. 주제어: 보행 안정성, IMU 센서, 센서 최적 부착 위치, 물리적 모델링, 머신러닝
보행 분석과 위치 추적을 위한 6축 센서계와 보폭 센서의 융합 기술 연구를 진행하였다. 본 연구의 목적은 GPS 신호가 약한 실내 환경에서 정확한 위치 추적을 향상시키고, 저렴하고 간편한 보행 보조 장치를 개발하여 다양한 응용 분야에서 활용 가능하게 하는 것이다. GY-521 센서를 활용하여 가속도와 자이로 센서 데이터를 수집하고 분석하여 자세값과 양 발의 위치 좌표를 추적 한다. 그러나 IMU 센서만을 사용하면 오차가 16.9%로 크게 발생하게 되므로 가변 저항을 활용 하여 양발 사이 거리를 측정하는 장치를 개발하였다. 이로써 오차를 8.7%로 크게 절감할 수 있었고 센서값과 거리 사이의 선형방정식을 도출하여 보행 분석에 활용하였다. 이러한 알고리즘은 간단하면서도 정확한 결과를 얻는데 있어 계산 복잡도가 낮고, 다양한 분야에서 활용 가능함을 결과를 통해 확인하였다. 주제어: 보행 분석, 오차 개선을 위한 보정용 센서, 자이로 센서와 가속도 센서, 센서 융합
본 연구에서는 녹는점 내림과 공융점을 활용하여 식품 운송용과 의료용 아이스팩에 맞는 상변화 물질을 찾아보고, 친환경 아이스팩의 목표 녹는점과 잠열에 따른 효율성을 연구하였다. 식품용 아이 스팩의 경우 실험값은 일차함수 형태가 아닌 이차함수 형태의 온도변화를 보였으며 이를 그래프로 나타내 목표 녹는점을 만족하는 혼합비를 찾았다. 의료용 아이스팩의 경우 지방족 혼합물의 이론적인 값과 실험값을 토대로 혼합비를 도출했다. 본 연구는 상변화 물질의 녹는점과 잠열의 변화 경향을 알아보고 이를 이용하여 목표 녹는점을 위한 물질의 혼합비를 도출했다는 점에서 의미가 있었다고 생각한다. 또 용질의 농도에 따라 녹는점을 조절할 수 있게 되었다는 점에서 의미가 있었다. 주제어: 상변화물질, 녹는점 내림, 공융점, 아이스팩, 친환경
최근 코로나19 등장에 따라 여러 기업에서 다량의 백신이 개발되어 제조, 유통되고 있다. 그러나 백신 유통 과정에서 요구되는 여러 조건들이 갖추어지지 않는 경우 백신을 폐기하게 되며, 현재 백신 콜드체인에 주로 사용되는 물질인 Tetradecane은 환경오염을 야기한다. 공융점의 온도 범위가 백신 콜드체인에 적합(4~9℃)하며 친환경적이고 잠열이 큰 카프릴산과 라우릴 알코올 혼합물을 아이스팩 기본 용액으로선정하였다. 이 혼합물의 잠열과 공융점이 요건을 더 잘 만족하도록 추가할 염으로서 Sodium Lauryl Sulfate(SLS), Disodium Lauryl Sulfosuccinate(DLS), Potassium Cocoyl Glycinate(PCG)를 선정하고, 각 염이 총 질량의 3,4,5%가 되도록 9종의 용액을 제조하였 다. 9종 용액의 공융점, 잠열, 상분리 여부를 분석한 결과 DLS 3% 용액이 공융점 7.10℃, 잠열 158J/g로 상분리 없는 이상성을 보였고, 보냉성의 평가 결과 DLS 3% 용액이 상온에서 Tetradecane과 유사한 온도 변화를 보였다. 주제어: 백신 콜드체인, 친환경, 공융 상변화 물질, 잠열, 염
인터넷 발전으로 영향력이 높아진 리뷰와 평점은 서비스 품질 정보를 제공하는 이러한 리뷰의 내용과 평점 사이에 불일치 문제가 발생하고 있다. 본 연구에서는 머신러닝을 이용해 리뷰를 분석하 여, 텍스트 기반의 평점 예측 모델을 개발하는 것이 목적이다. Megabox에서 평점과 함께 영화 리뷰 내용에 대한 데이터를 수집한 후 최적의 형태소 분석기인 OKT를 적용하여 데이터 전처리를 진행하였다. 이후 선형 회귀, SVR, 릿지, 라쏘, 일라스틱넷, 딥러닝, LSTM을 활용하여 머신러닝 모델을 구현하였고 그 중 평점 예측에는 릿지 회귀 모델이 최고의 성능을 보였다. 본 연구에서 구현한 모델을 활용한다면 리뷰와 평점 사이의 불일치로 인한 정보 왜곡 문제를 해결하여 소비자들이 더나은 결정을 내릴 수 있을 것으로 판단된다. 주제어: 리뷰와 평점, 머신러닝, 웹크롤링, 자연어 처리, 텍스트 마이닝