• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.136-143
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• 2016

본 연구에서는 USCG Phase-II 형식승인을 대비하여 ${\geq}10{\mu}m$ 와 ${\leq}5{\mu}m$ 크기 식물플랑크톤의 생물군에 관해서 네트를 이용한 생물농축 방법 및 농축효율을 비교하고자 하였다. 생물 농축 효율의 비교는 네트 망목 사이즈($5{\mu}m$, $7{\mu}m$)의 차이, 펌프 이용를 이용한 연속적인 시료 공급 방법과 핸드비이커 이용한 불연속적인 시료공급의 차이, 자연해수의 용량에 따른 차이 등을 종합적으로 검토하였다. 각 실험군 간의 차이를 t-test로 검증한 결과, $5{\mu}m$와 $7{\mu}m$망목에 의한 차이는 유의하게 나타나지 않았고(p>0.05), 자연해수 용량에 따른 생물농축효율의 차이도 명확하지 않았다(p>0.05). 하지만 펌프에 의한 연속적인 시료 공급은 핸드비이커의 불연속적인 시료보다 통계적으로 유의하게 생물 농축효율이 높게 나타났다(t-test: t:-4.058, p<0.05). 특히 네트 농축 실험 시 출현한 식물플랑크톤의 군집조성은 규조류 17종, 와편모조류 15종, 유글레나조류 1종, 착편모조류 2종과 함께 미동정 편모조류로 총 36종이였고, 우점종으로는 Pseudo-nitzschia spp.로 관찰되었다. 여기서, 모든 실험군에서 생물 농축 효율이 20-25% 전후로 균일하게 낮게 나타난 것이 특이적 이였고, 그 이유로는 우점종인 Pseudo-nitzschia spp.의 한 편의 사이즈가 $3-8{\mu}m$로 네트 망목을 통과하여 손실된 결과로 판단되었다. 결과적으로 네트의 농축은 자연 식물플랑크톤 군집에서 출현한 종의 사이즈에 의존한다는 것을 확인할 수 있었고, 이는 USCG Phase-II 의 형식 승인 선박평형수 처리 장치(BWTS: Ballast Water Treatment System) 통과 후 생물농축과정에서 종 특이적인 사이즈의 분포 양상을 충분하게 검토하여 농축 용량을 조절할 필요가 있을 것으로 생각된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제19권2호
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• pp.107-112
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• 2007

목 적: 본원에서 시행하고 있는 전립선암의 세기조절 방사선치료시 직장 내에 존재하는 불균질부에 의한 선량변화를 전산화 치료계획 선량과 자체 제작한 전립선암 환자형 골반 팬톰을 이용하여 측정한 선량을 비교하고자 한다. 대상 및 방법: 전립선암 환자형 골반 팬톰(타원형의 물 팬톰: $30\times20\times20cm^3$, 방광, 직장, 정낭을 묘사하는 팬톰)을 제작하였으며, 전산화단층촬영으로 3차원 영상을 획득하였다. 전산화치료계획장치(ECLIPSE, Varian, USA), 6 MV X선(Clinac 6EX, Varian, USA)을 이용하여 세기조절 방사선치료계획을 수립한 후, 전립선암 환자형 골반 팬톰을 이용하여 직장벽, 방광벽, 정낭 부위에 TLD를 삽입하고, 전산화치료계획 선량과 비교하였다. 결 과: 전산화치료계획에 의한 선량은 직장벽 100%, 방광벽 52%, 우측 정낭 86%, 좌측 정낭 87%, 표면 18%였으나, TLD로 측정 한 선량은 직장벽 89%, 방광벽 54%, 우측 정낭 85%, 좌측 정낭 84%, 표면 17%로 측정되었다. 직장벽은 11%, 방광벽은 2%, 우측 정낭은 1%, 좌측 정낭 3%, 표면 1%의 선량차이를 확인하였다. 결 론: 본원에서 개발한 전립선암 환자형 골반 팬톰으로 전산화치료계획에서 구현하는 불균질부 선량계산의 오차를 확인할 수 있었으며, 다양한 선량 측정 장치(TLD, film)를 이용하여 쉽고 간편하게 선량 검증을 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국잡초학회지
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• 제16권2호
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• pp.81-87
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• 1996

벼와 피 종자의 출아 및 초기생육에 미치는 토양온도의 영향을 파악하고자 온도구배가 10~$30^{\circ}C$ 사이에서 직선적으로 이루어지도록 알루미늄의 열전도(熱傳導) 특성을 이용하여 온도구배장치를 제작하여 실험하였다. 온도구배장치는 알루미늄괴(塊)(가로 80cm${\times}$세로 150cm${\times}$높이 10cm)에 직경 3cm, 깊이 3cm의 구멍을 4cm 간격으로 가로 방향으로는 8개씩, 세로 방향으로는 16개씩 총 128개(8${\times}$16)의 구멍을 뚫었다. 온도조절을 위하여 한쪽에는 열전대 온도센서와 히터를 부착하였고, 다른 쪽에는 열전대 온도센서와 냉각수 순환파이프를 삽입 장착하였다. 본 실험에 앞서 물피, 돌피, 강피의 발아력(發芽力)을 검증하여 각각 발아율이 88.7, 84.6, 72.6% 이상인 종자를 구멍당 20립씩(3반복) 2.5cm 심도로 파종하고 벼 육묘용(育苗用) 상토(床土)로 복토하여 실험(寶驗)한 결과(結果)는 다음과 같이 요약(要約)된다. 1. 일품벼의 최종발아율(最終發芽率)은 $20^{\circ}C$ 까지는 토양온도(土壞溫度)에 비례하여 급격히 증가(增加)하는 경향(傾向)을 보였고 그 이상의 온도에서는 거의 일정하여 80~100% 의 최종출아율을 나타냈으며, 피의 경우에는 11~$30^{\circ}C$ 사이에서 출아율(出芽率)이 거의 직선적(直線的)으로 증가하였다. 2. 평균출아일수(平均出芽日數)는 토양온도(土壞溫度)가 증가(增加)함에 따라 벼의 경우 지수함수적(指數函數的)으로 짧아졌고, 피는 초종에 관계없이 거의 직선적(直線的)으로 감소하였으며, 물피<돌피<강피순으로 짧았다. 3. 벼에 있어서 온도(溫度)에 따른 출아속도차이(出芽速度差異)는 최초출아, 25%, 50% 및 75% 출아까지에 소요(所要)되는 시간(時間)간에 고도로 유의한 상관관계가 있었고 출아율 조사는 어느 시기에 하더라도 동일한 경향을 나타낼 것으로 판단된다. 4. 일품벼의 출아한계온도(出芽限界溫度)는 $12.3^{\circ}C$, 피에 있어서는 초종에 관계없이 벼 보다 낮은 $11^{\circ}C$ 정도이었고, 일품벼를 13$^{\circ}C$에 파종했을 때 출아시(出芽始)까지 소요시간(所要時間)은 약 26.7일(日), 피의 경우에는 초종간에 큰 차이가 없이 10~11일(日)이면 출아시(出芽始)에 도달하였다. 5. 벼 직파재배(直播載培)에 있어서 휴면(休眠)이 타파(打破)된 피는 10~$30^{\circ}C$ 온도범위에서 출아소요일수(出芽所要日數)가 벼보다 항상 짧아 경합(競合)에 유라(有利)할 뿐만 아니라, 특히 18$^{\circ}C$ 이하( 以下)에서는 벼의 출아소요기간(出芽所要期間)이 피 보다 현저히 길어 피의경함력(競合力)이 더욱 커질 수 있는 근거(根據)가 됨을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3A호
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• pp.235-249
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• 2011

I형 PSC 거더에 새로운 설계 개념을 도입하여 낮은 형고의 장경간 거더를 설계하고, 실험을 통해서 적용성을 점검하였다. 본 연구에서 제안하는 거더는 복부에 개구부를 도입한 분절형 중공 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 거더(HWPC거더, Holed Web Prestressed Concrete girders)이다. 이 거더의 설계에는 세 가지 설계 개념이 종합적으로 적용되었다. 먼저 장경간의 거더를 공장에서 프리캐스트로 타설하여 양생을 마친 후에 현장으로 운반하는 방법을 채택하여 현장에서 거더를 제작하는 경우보다 콘크리트의 품질 관리가 용이하게 하여 고강도 및 고성능 콘크리트를 적용하는 것이 가능하게 하였다. 또한 거더를 분절화하여 제작하여 국내의 도로 여건에서도 장경간 거더를 공장에서 현장으로 이동시킬 수 있게 하였다. 이로써 현장에서의 작업 기간도 단축시킬 수 있다. 두 번째로 거더의 복부에 원형의 개구부를 도입하여, 단부 정착장치의 반을 이 개구부 내에 이동하여 분산 배치하여, 분절 거더의 조립에 사용하였다. 개구부에 정착부를 분산 배치하면 단부에 설치되는 정착장치가 줄어들게 되므로 단부에 작용하는 응력이 줄어들게 된다. 아울러 자연스레 단부에 도입되는 휨모멘트는 줄어들고, 중앙부에 큰 휨모멘트가 도입되므로 외력으로 인한 휨모멘트 분포에 더 가까운 형상의 부모멘트를 거더에 도입할 수 있다. 거더에 개구부를 도입하면 거더 자중도 줄어든다. 그리고, 세째로 단부에 설치되는 정착구의 수가 줄기 때문에 단부에서는 다이아프램을 제거하고도 정착이 가능하다. 이렇게 거더의 전 단면에 걸쳐서 같은 폭의 복부폭을 사용하면 거더 제작을 자동화 하는데도 도움이 될 것이다. HWPC거더의 설계 기법을 검증하고, 다단계 긴장의 효과 및 실제교량에 적용할 때 발생할 수 있는 문제점을 고찰하기 위하여 실물 실험을 수행하였다. 길이 50 m, 높이 2 m인 거더 실험체를 분절형과 일체형으로 각각 1개씩 제작하여 휨실험을 수행하고, 결과를 비교하여 분석하였다. 분절형 거더와 일체형 거더는 처짐 및 균열생성 형상에서 근본적으로 유사하였다. 휨 강도, 처짐, 활하중 처짐제한 규정 등이 특정 설계기준을 만족하도록 설계하는 것이 가능하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권4호
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• pp.193-200
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• 2015

본 연구는 뷰레이 시스템의 커미셔닝 결과에 대한 보고이다. 먼저, 시스템 안전장치의 적절한 작동을 확인했다. 영상시스템에 대한 평가를 위해 신호 대 잡음비와 영상의 균질도, 공간적 무결성을 확인했다. 카우치 동작의 정확성 및 축교점의 일치성을 평가했다. 미국의학물리학회 특별업무단51규약 프로토콜에 따라 절대선량을 측정했다. BJR supplement 25에서 제공하는 심부선량백분율과 측정한 값의 차이, 치료계획에서 계산한 값과 측정한 심부선량백분율의 차이를 확인했다. 더불어, 출력인수에 대하여, 측정값과 계산값의 차이를 구했다. 최종 검증 단계로, 8개의 세기변조방사선치료계획을 사용하여 감마평가를 수행하였다. 커미셔닝을 수행한 결과, 모든 안전장치는 적절히 구동함을 확인했다. 신호 대 잡음비 값과 영상 균질도 값은 허용범위 이내임을 확인했다. 공간적 무결성 확인 결과, 반지름 10 cm 및 17.5 cm 안의 모든 지점에 대하여 각각 1 mm 및 2 mm 이내의 오차를 확인했다. 카우치는 x, y, z 방향으로 각각 0.2 mm, 0.1 mm, 0.2 mm의 오차를 보였다. 방사선 축교점과 가상 축교점 사이에는 x, y, z 방향으로 0 mm, 0 mm, 0.3 mm의 오차를 보였다. 영상 시스템의 축교점과 가상 축교점 사이에는 0.6 mm, 0.5 mm, 0.2 mm의 오차를 보였다. 다엽콜리메이터의 평균적 구동 오차는 0.6 mm였다. 측정한 출력의 오차는 0.5% 이내, 심부선량백분율 오차는 1% 이내, 출력인수 오차는 2% 이내였다. 세기조절방사선치료 감마평가 결과값이 $99.9%{\pm}0.1%$였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권2호
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• pp.85-91
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• 2013

초고압 전산화단층촬영(megavoltage computed tomography, MVCT)이 단층치료(Tomotherapy) 환자의 치료 자세 교정 방법으로 사용되고 있다. MVCT는 부가적인 방사선 피폭뿐만 아니라 전체 치료 시간이 길어지는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점 해결을 위해 비디오 영상기반 환자 치료 자세 교정 시스템(video image-guided setup system, VIGS)을 개발했다. 단층치료 장치내 갠트리에 직각으로 2대의 비디오 카메라를 장착하고 이로부터 얻은 영상을 이용하여 환자의 자세 오차를 측정하는 프로그램을 자체 개발했다. 개발된 시스템은 사용자에 의해 정의된 관심 영역에서의 에지 검출(edge detection) 결과를 기반으로 자동 정합을 통해 자세 오차를 찾도록 고안되었다. 두경부 환자를 묘사하기 위해 휴먼 팬톰을 이용하여 컴퓨터 단층 치료계획 영상을 획득한 후 전산화 치료계획을 수행했다. 실제 치료 상태를 재현하기 위해 고정 용구를 이용하여 팬톰을 고정했으며 전산화치료계획 결과로 부터 팬톰 자세 검증을 위한 기준 MVCT 영상을 획득했다. 팬톰을 치료 위치에 위치시킨 후 MVCT 영상을 얻고 이를 기준 MVCT영상과 비교하여 치료계획시와 동일환 자세가 되도록 위치를 교정했다. 교정된 자세에서 VGIS를 이용하여 기준 비디오 영상을 획득했다. 10회 걸쳐 MVCT 영상을 이용한 자세 교정과 VIGS를 이용한 비디오 영상기반 자세 교정을 각각 수행하여 두 방법간의 교정 값 차이(상관 분석)와 분석 시간을 비교했다. 팬톰 위치 교정 시간은 VIGS 시스템($41.7{\pm}11.2$ seconds)이 MVCT 방법($420{\pm}6$ seconds)에 비해 현저히 적게 조사됐다(p<0.05). 하지만 두 방법간의 위치 오차 분석 결과 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다(x=0.11 mm, y=0.27 mm, z=0.58 mm, p>0.05). VIGS시스템이 짧은 시간에 정확한 위치 오차 감지 능력을 보여 이의 개발이 단층치료의 절차를 효율적으로 개선하는데 효과적일 것으로 생각된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권4호
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• pp.334-342
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• 2016

지붕 환기장치 설치방법의 개선에 의한 작물 재배효과를 검증하고자 농가현장에서 개선 지붕 환기방식과 관행환기방식을 비교, 분석하였다. 개선 지붕 환기방식은 참외재배 단동 플라스틱 온실(폭 5.6m, 길이 108m, 측고 1.1m, 동고 2.2m)에 지붕 환기팬(용량 $38m^3/min$)과 환기통(지름 60cm)을 각각 15m와 6m 간격으로 설치하였고, 대조구로서 관행 지붕 환기방식은 각각 20m와 8m 간격으로 설치하였다. 관행 및 개선 지붕 환기 방식에 따른 생육을 조사한 결과, 관행 환기통과 환기팬 처리에 비해 개선 환기통과 개선 환기팬 처리에서 경경, 엽장, 엽병장, 및 엽폭의 값이 낮게 나타나는 경향을 보였다. 생육기 전반부에 관행 환기통 처리는 환기팬 처리에 비해 절간장이 다소 길게 발달하였는데 이는 착과수가 환기팬 처리에 비해 적었고, 착과수 감소로 인해 동화산물이 잎과 줄기의 신장부로 좀 더 이동된 영향으로 판단되었다. 참외재배 단동 비닐하우스에서 과실 수량을 조사한 결과, 개선 환기팬과 개선 환기통 처리는 관행처리에 비해 과중은 약간 작았지만, 착과수 증가로 인해 전체 수량은 높게 나타났다. 개선 환기팬과 개선 환기통 설치 하우스에서는 관행 지붕 환기 하우스에 비해 상품과율이 높았으며, 10a당 상품수량도 각각 8,391kg, 7,283kg 으로 나타나 관행 지붕 환기에 비해 개선 환기팬 처리는 661kg, 개선 환기통 처리는 487kg 더 증가하였다. 개선 환기팬 처리는 고온기에 암꽃수와 착과수가 가장 많았고, 낙과수는 가장 낮게 나타났으며, 관행의 환기통 처리에 비해 과실의 크기는 작았다. 시기별 환기방식에 따른 참외 과실의 품질을 조사한 결과, 관행 환기통 환기에서 과중, 과경, 과폭, 및 과육두께가 가장 높게 나타났으나, 과폭, 과육두께에 있어서 통계적인 유의차는 나타나지 않았다.

• 한국환경농학회지
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• 제37권1호
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• pp.49-56
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• 2018

본 연구는 국내에서 다량 취급되고 있는 암모니아 및 톨루엔을 흄 상태로 노출시킨 후 흡수/흡착방법을 달리한 이동형 스크러버를 이용해 각 유해화학물질의 제거효율을 비교 분석하였다. 이동형 스크러버는 기 개발된 장치를 개선하여 와류 세정에 의한 흡수, 유입풍속 조절의 장점을 살리고, 활성탄 및 카본필터를 통한 기체상 유해화학물질의 흡착방법 도입을 통해 단점을 보완하였다. 개선된 장치는 기초성능평가를 통해 적정 제어풍속이 검증되었고, 5% 암모니아수 용액을 흄 상태로 노출시켜 후드 흡입부, 송풍기 배출부 및 세정기가 정상 작동함을 확인하였다. 흡수/흡착방법에 따른 암모니아 제거효율은 90분 경과 후 C${\geq}$PCA>SWA 순으로 가장 우수한 SWA 군의 노출 농도별 제거 효율은 시간이 경과할수록 노출 농도와 무관하게 배출 농도는 증가되었고, 세정액의 pH는 산성에서 염기성으로 변화되었다. 또한, 시간 경과에 따른 노출 농도 별 세정액의 pH 변화와 배출구 농도 변화 사이에 0.9429~0.9491 수준의 정의 상관관계를 나타내었다. 흡착방법에 따른 톨루엔의 제거 효율은 초기 10분 경과 후 배출구농도에서 C>CMA${\geq}$GCA 순을 나타내다 90분 경과까지 일정한 농도로 유지되었다. 가장 우수한 GCA 군의 노출 농도별 제거 효율은 초기 10분 경과 시 노출 농도에 비례하여 배출 농도가 높은 경향이었다. 이와 같은 결과를 통해 개선된 이동형 스크러버는 중화반응에 의해 산성 또는 염기성 유해 화학물질의 제거 뿐 아니라, 활성탄 등의 흡착기능 개선을 통해 VOCs 제거에도 효과적이었다. 하지만, 실제 현장에서 활용이 가능하도록 세정액 pH를 지속적으로 유지하여 연속적으로 흡수 제거할 수 있는 방법과 노출되는 화학물질 농도와 흡착제의 관계에서 파괴점, 포화점, 흡착속도 등의 물리적인 요소가 추가적인 연구를 통해 도출되어야 할 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권2호
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• pp.165-174
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• 2010

석탄 가스화 반응을 모델링하여 습식분류층 석탄 가스화기의 반응특성에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. 본 연구의 목적은 신뢰성 있는 수치해석기술을 이용하여 가스화 장치의 기본설계와 더불어 최적 운전조건의 설정에 있다. 석탄 가스화 반응은 복사가 관여하는 고체와 기체의 이상 난류반응으로서 수증기 증발로부터 휘발화, 촤와 가스의 반응 등 일련의 연소반응의 구조를 가진다. 본 연구에서는 실험과 수치해석적인 방법을 병행하여 연구를 수행하였으며 한국에너지기술연구원에 설치된 1톤 규모의 실험용 가스화기를 대상으로 하였다. 본 연구에서는 기본적으로 상용프로그램을 사용하였으며 석탄 가스화 반응해석에 필요한 여러 서브루틴을 개발하여 해석하였다. 세부 반응 서브루틴의 난류반응은 기본적으로 에디붕괴모델에서 화학적 반응속도의 개념을 조화평균의 형태로 사용하였다. 그리고 석탄입자궤적은 라그란지안 접근방식을 선택하였으며 입자의 궤적 계산에서 저항력에 나타나는 난류비선형적인 문제에 대한 모델도 고려하였다. 이와 같이 개발된 프로그램은 실험에서 얻어진 가스농도와 온도분포 그리고 냉가스 효율 등의 자료들과 비교하여 성능을 일차적으로 검토하였다. 석탄의 입자크기분포, 석탄 슬러리 농도, 그리고 가스화기의 형상변화는 가스화 성능에 직접적으로 영향을 주며 이를 합성가스 생성량과 냉가스 효율을 통해 비교 검토하였다. 본 연구 결과가 비록 물리적으로 타당하고 변수연구의 일관성을 보여주나 기류층 석탄가스화 반응장치의 복잡성을 고려하여 볼 때 보다 많은 실험결과에 대한 정교한 모델검증 노력이 신뢰성 있는 프로그램의 완성에 필요할 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.249-254
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• 2022

최근 반도체와 같은 정보통신 기술의 발전과 함께 사물인터넷(IoT) 기술 발전이 급격히 이루어지면서 센서와 무선 통신 기능을 내장하여 주변 사물 및 환경 조건을 감지 및 분석하여 대응하는 원격 환경 모니터링 기술이 주목받고 있다. 하지만, 기 개발된 원격 환경 모니터링 시스템은 모두 별도의 전원 공급 장치를 필요로 하기 때문에 시·공간적 기기 사용의 제한을 야기하여, 사용자의 불편함을 유발할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 생체 역학적 에너지의 역학적 특성이 고려된 기구학적 설계 기반 전자기 발전 소자(Electromagnetic generator, EMG)를 개발함으로써 이의 에너지 자립형 원격 환경 모니터링 구동을 위한 전원 공급 장치로써 활용한다. 낮은 진동 주기 및 큰 진폭 변화의 역학적 특성을 지닌 생체 역학적 에너지를 효과적으로 이용하기 위해 자석의 기구학적 배치를 통한 깨지기 쉬운 힘의 평형을 유도하는 Levitation-EMG (L-EMG)를 설계했다. 이를 통해, L-EMG는 외부 진동에 민감하게 반응하여 자석과 코일 간의 효과적인 상대 움직임을 야기하여 고품질 전기 에너지 공급을 가능하게 했다. 뿐만 아니라, 실제 환경 감지 센서와 무선 통신 모듈의 필요 전력을 최소화하기 위한 마이크로 컨트롤러(Micro control unit, MCU)를 구성하였으며, 내장기능 중 저전력모드(Sleep mode)를 접목하여 소비전력의 최소화 및 이의 구동시간 증가를 달성했다. 최종적으로 사용자의 편의성을 극대화하기 위해 휴대폰 어플리케이션을 구축하여 손쉽게 주변 환경 모니터링을 가능하게 했다. 따라서, 이번 연구는 생체역학적 에너지를 이용한 에너지 자립형 원격 환경 모니터링 구축 가능성을 검증할 뿐만 아니라, 더 나아가 별도의 외부 전원 없이 주변 환경 모니터링이 가능한 설계 방안을 제시할 수 있다.